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Profilprojekitor für spanabhebende Werkzeugmaschinen Die Erfindung
betrifft einen profilprojektor für spanabhebende werkzeugmaschinen, bei dem das
Werkstück, das Werkzeug oder ein Phantom desselben sowie eine soll-Kontur des Werkstückes
auf einem Bildschirm in einem etwa zwischen 1 : 10 und 1 : 130 liegenden Vergrößerungsmaßstab
sichtbar sud, wobei die unterschiedlichen Vergrömerungen durch wechselweise in den
Strahlengang einschaltbare Objektive unterschiedlicher Brennweite bewirkt werden,
die enem reellen Zwischenbil der zu projizierenden Gegenstände zugeordnet sind,
das von einem aus zwei achromatischen Baugruppen zusammengesetzten Zwischenabbildungsobjektiv
entworfen wird. Die dem reellen Zwischenbild zugeordneten Vergrößerungsobjektive
können dabei, wie an sich bekannt, als auf einem verstellbaren Schlitten oder einer
Revolverscheibe montierte Bauteile ausgebildet sein oder es können einzelne auswechselbare
Objektive vorgesehen werden.
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Üblicherwise wird die Soll-Kontur des Werkstückes durch eine am Bildschirm
angebrachte Schablone o.dg. gebildet, während das Werkstück, das Werkzeug oder dessen
PHantom durch auf den bildschirm projizierte Konturen dargestellt sind.
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Auf Maschinen mit Projektoren dieser Art wird das mit Aufmaß vorbearbeitete
WerLstück anhand der auf dem Bildschirm erkennbaren Konturen und der Schablone o.dgl.
fertig bearbeitet.
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Wenn das werkzeug beim Bearbeitungsvorgang eine ständige Hin- und
Herbewegung ausführt, wie es z.B. beim Schleifen üblich iat, kann es nur dann scharf
auf dem Bildschirm erkannt werden, wenn es sich bei seinen Bewegungen gerade in
der Schärfenebene des das Zwischenbild entwerfenden Objektivs befindet
bzw.
wenn es im Verlaufe seiner Bewegungen in dieser Schärfenebene verbleibt. Wenn anstelle
de Werkzeuges ein feststehendes Phantom desselben auf dem Bildschirm sichtbar gemacht
wird, dann ist dieses stets scharf erkemmbar, auch wenn das sich bewegende werdzeung
aus dem schärfenbereich des Zwiwchenabbildungsobjektivs herausrückt, Bei Profilprojektoren
der genannten Art mit einem Zwiwchenabbildungsobjektiv ist es möglich einen relativ
großen ru:alichen Abstand zwischen den auf dem Bildschirm abzubildenden Teilen und
dem ersten Glied des Zwischenabbildungsobjektivs vorzusehen. as ist insofern günstig,
als dann dieses erste Objektivglied weniger der Verschmutzung oder der Beschädigung
durch von Werkstück und/oder Werkzeug abgeriebene Teileausgesetzt ist. Weiterhin
ist es möglich, größere und damit geringerem Abrieb unterworfene Werkzeuge, z.B.
Schleifscheiben, au verwenden. Da man weiterhin die Beleuchtung der abzubildenden
Teile durch einen telezentrisch verlaufenden Strahlengang vornimmt, wodurch erreicht
ist, daß bei einer defokussierung des Zwischenabtildungsobjektivs die Abbildung
auf dem Bildschirm zunächst lediglich unscharf, nicht aber maßstäblich verändert
wird, ist es erforderlich, die auf die abzubildenden Gegenstände gerichtete freie
Öffnung des Zwischenabbildungsobjektivs wenigstens so groß wie die räumliche Ausdehnung
des zu gro 4-zierenden Bereiches zu wählen. Diesem Durchmesser entsprechend ergeben
sich verhältnismäßig lange Schnittweiten der Baugruppen des Zwischenabbildungsobjektivs
und somit ein relativ großer Abstand zwischen desen, Bei einem bekannten Profilprojektor
sind nun, um die Baugröße und Form des Projektorgehäuses deswegen nicht erheölich
vergrömern bzw. ändern zu müssen in den zwischen den beiden Baugruppen verlaufenden
Strahlengang diesen Strahlengang knickende Spiegel eingeschlatet, und die beiden
Baugruppen sind so an-das Projektorgehäuse montiert, daß ihre Achsen nicht fluchten,
vielmehr unter einem Winkel zueinander gerichtet verlaufen. Die preise Herstellung
der am Projektorgehäuse ausgebildeten Sitze für die Fassungen der beiden Baugruppen
ist
dann umständlich, ebenso der Justiervorgang zur geauen Einstellung dcr beidon Baugruppen
aufeinander, weil nicht nur die Baugruppen selbet, sondern auch die Spiegel einzustellen
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine anordnung zu schaffen, bei
der unter weitestgehender Beibehaltung der Baufere und der Baugröme eines üblichen
Projektorgehäuses die Herstsllung der Sitze für die Fassungen der beiden Baugruppen
des Zwischenazbbildungsobjektivs und die Justiervorrichtung sowie der Justiervorgang
erheblich vereifach Erfindungsgend. iet an einem Protilprojektor der anfangs genannten
Art vorgeschen, dem die beiden Baugruppen des Zwischenabbildungsobjektivks in Fassungen
gehalten sind, ozon denen die eine an einer auf der einen Seite und die andere an
einer auf der gegenüberliegenden anderen site des Bildschirmes am Projektorgehäuse
ausgebildeten Halterung so befestigt ist, daß der strahlenang zwischen diesen beiden
Baugruppen ungeknickt verläuft und dor auf den bildschirm gerichteten Strahlengang
kreuzt.
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Diese Anordnung erlaubt es, die Sitze für die beiden Objektiv-Baugruppen
mit ef. und demselben werkzeug und ohne dabei die Aufspannung des Projektorgehäuses
verändern zu müssen, herzustellen. Auch ist durch das Fluchten der beiden Halterungen
eine einfache Montage und @ustierung der beiden Baugruppen möglich.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Es zeigern: Pig.. 1 in schematischer Darstellung den Verlauf des gestreckt
dargestellten Strahlenganges des Projektors; Fig. 2 in perspektivischer Darstellung
die Bauteile der Projektionsvorrichtung und den Verlauf des Strahlenganges: Fig.
3 eine Vorderansicht des Profilprojektors in seiner Verbindung mit einer Werkzeugmaschine;
Fig.
4 eine Seitenansicht ZU Fig. 3, teilweise im Schnitt dargestellt.
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Die Mittelachse des Projektionsstrahlengangres ist in den Figuren
durch eine strichpunktierte Linie 1 markiert. Dieser Strahlengang 1 geht bei Durchlicht-Beleuchtung
von einer Lichtquelle 2 (Figuren 1 und 2) aus und trifft dann auf die durch eine
gestrichelte Linie 3 markierte Bearbeitungaebene. In dieser befinden sich, wie Fig.
3 zeigt, ein Werkstück 4 und, als Werkzeug, eine Schleifscheibe 5 , die in Pfeilrichtung
hin und her beweglich an der Werkzeugmaschine geführt ist. Die Konturen der in der
Bearbeitungsebene befindlichen Teile werden durch die Nachfolgend beschriebene Projektionsanordnung
auf einen Bildschirm abgebildet, und anhand einer dort in Form einer Schablone o.dgl.
angebrachten Soll-Kontur kann die Bearbeitung des Werkstückes erfolgen.
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Wie aus den Figuren 1, 2 und 4 erkennbar, folgen der Bearbeitungsebene
3 im strahlengang 1 eine die fProjektionsanordnung zur Bearbeitungsstelle hin abdeckende
transparente Schutzscheibe 6 und ein in einen Glasklotz 7 eingebetteter teildurchlässiger
Spiegel 8, der in an sich bekannter Weise dazu dient, in den Strahlengang 1 einen
Strahlengang 9 einzulenlcen, der vermittels eines Spiegels 10 ein durch die gestrichelte
Linie 11 angedeutetes Phantom des Werkzeuges abbildet Über den teildurchlässigen
Spiegel 8 kann wedterhin dann, wenn anstelle der von der Lichtquelle 2 ausgehenden
Durchlicht-Beleuchtung der Bearbeitungsebene 3 eine Auflicht-Beleuchtung dieser
Ebene 3 erfolgen soll, ein von einer anderen Lichtquelle 12 (Figuren 1 und 2) ausgehender
Auflicht-Beleuchtungsstrahlengang 13 zur Ebene 9 hin gelenkt werden. Es ist auch
möglich, diesen Auflicht-eleuchtungsstrahlengang durch Spiegel von der Lichtquelle
2 her zum teildurchlässigen Spiegel 8 zu lenken und in diesem Pille dann den direkt
von der Lichtquelle zur Ebene 3 verlaufenden Strahlengang 1 zu unterbrechen.
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Der also entweder von der Lichtquelle 2 oder der Lichtquelle 12 ausgehende,
von der Ebene 3 her durch den teildurchlässigen
spiegel 8 hidurchtrstende
Strahlengen 1 tritt dann in ein aus zwei Baugrppen 14 und 15 zussemangesetztes Zwischenabbildungsobjektiv
16 ein, dessen Anordnung so ist, daß Sich die Ebene 3 jn seiner schärfahsbene befindet.
Das Objectiv 16 entwirft dann in der in den Figuren 1 und 2 durch eine gestriehelte
linie 17 markiertan Ebene ein reelles Zwischenbild der in der Bearbeitungsebene
3 befindlichen Teile. In Strahlengang zwischen der Baugruppe 15 und der Ebens 17
sind zwei den Strahlengang umlenkende spiegel 18 und 19 angeordnet, die in Fig.
1 als Krouzzeichen dargestellt sind. Der Zwischenbildebene 17 sind Wechselobjewktive
20 , 21 und 22 80 zugeordnet, daß von dem jeweils in den Strahlengang 1 eingeschalteten
Objektiv das Zwiwchenbild oder Teile von diesem, praktisch also das Bild der in
der Bearbeitungsebene 3 befindlichen Teils, auf einem Bildschirm 23 entwerfen wird.
Die Wechselobjektive 20 , 21 und 22 haben unterschiedlichs Brennweiten, so daß das
auf dem Bildschirm 23 einchtbare Bild der in der Bearbeitungsebene 3 befindlichen
Teile in unterschiedlichen Vergrößerunmgnanßstäben wiedergageben werden kann. Der
zwischen den Objektiven 20 , 21 und 22 und dem Bildschirm 23 verlaufends Teil des
Strahlenganges 1 wird durch zwei in ihn eingeschaltete Spiegel 24 und 25 umgelenkt,
die in Fig. 1 wieder ale Kreuzzeichne dargestellt sind.
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Die den Strahlengang 1 umlenkanden Spiegel 18 , 19 , 24 und 25 geben
die Möglichkeit, dir Projektionsanordnung in einen relativ kleinen Gehäuse 26 (Figuren
3 und 4) unterzubringen, das bei seinem anbau an eine Werkeugmaschine 27 die erforderlichen
Handhabungen t dieser Mnschine nicht besinträchtigt. Der die Werkzeugmaschins Bedienende
kann ohns wesentliche Änderung der Körper- und Kopfhaltung die Baarbeitungsstelle
sowohl direkt als auch das von dieser auf dem Bildschirm 23 entworfene Bidl betrachten.
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Wie in g. 4 dargestellt, sind die die Baugruppen t4 und 15 des Zwischenubbildungsobjektivs
16 tragenden Fassungen 28 und 29 in Halterungen 30 bzw. 31 gelagert, ven denen eine
a der einen, die andere der gegenüberliegenden anderen
Seite des
Bildeschlrmes 23 im Gehäuse 26 engeordnet ist.
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Ber zwischen den Bangruppen 14 und 15 bofindliche Teil des Strahiengungas
1 verläuft ungeknicht, und er kreuzt den zelschen dam spiegel 25 und dem Bildechirm
23 verlaufenden Teil des Strablenganges 1 , siehe such Fig. 2. In Fig. 1 ist zwischen
die Baugruppen 14 und 15 in gestrichelten Linien ein Bechieck 23' eingeseichnet,
das dan Bildschirm andeutet und zugleich erkennen läßt, daß, in Abweichung von der
Darptellung in Fig. 2, in welcher der zwischen den Baugruppen 14 und 15 befindliche
Teil den Strahlenganges 1 nahe der einen Bildschiwmkante varlänft, die Anrodnung
anch ohne weitsres 30 sein kann, daß dieser strahlengang etwa im äittenbereich des
Bildschirmes verläuft.
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In den Figuren ist dargestellt, daß die Mittelaches des zwischen den
beiden Objektiv-Bougruppen 14 une 15 ungaknicht verlaufeaden Strahlenganges gleichzeitg
parallel zu einer Seitekante und zur Ebene des Dildschirmes 23 verläuft, siehe die
Figuron 1 und 2 bzw. die Fig. 4. Abweichand bierven können der Achsverlauf des strehlengauges
und die Stellung des Bildsohines auch in anderen Relativlagen zueinender liegen.
Beispielsweise könnts also die Ebene des Bildschirmes 23 gegenüber der Aches des
Strahlenganges geneigt verlaufen.
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Die Halterungen 30 und 31 fluchton zueinander, wodurch sowohl die
Bearbeitung der ihre Fassungen 28 und 29 umschließenden Flächen als auch die Einstellung
der biden Fassungen zueinender elicht möglich ist.
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Wie aus der Fig. 4 weiter ersichtlich, ist als Träger für die drei
Objektive 20 , 21 und 22, von denen nur das Objektiv 22 sichtbar ist, ein Schlitten
32 vergesehen, der in einer Führung 33 verstellbar lagert und mittels eines kagelradtriebes
34 von einem Handrad 35 her oinstellbar ist.
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Durch entsprschende Einstellung kann das die g@@Knschte Ver@ grömesung
harvernufende Objektiv in den Strahlangung 1 verbracht weräen.
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Die @@@rung 33 und die Naltorungen für die Spiegel 18, 19, 24 und
25 sind en Zwiechenwänden des Gehäuses 26 angeerdnet, wobei diese Zwischerwände
als rippezertige Verptärkungn des Gehäuses 26 auswgebildet sind und diosen eine
gegen Wärmeverzung o.dgl. unompfindliche Vereteifung verloihen.
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Wie die Fig. 4 weiter derstellt, ist der Spiegel 25 in eine Halterung
36 eingefaßt, die durch halte- und @ustierschrauben 37 an einer Zuschenwand 36 gelagert
ist. Disse Lagerstelle ist nach der Öffner eines Gehäusedeckels 39 von außon ber
zugänglich. die in ähnlicher weise juetierbar gelagerten Halterungen für die spiegel
18, 19 und 24 befinden sich, ebense wie die Trage- und verstellverrichtung für die
Objektive 20, 21 und 22, in einem durch einen weiteren Gohäusedeckel 40 verechlossenen
Raum des Gahäuses 26.
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Die Halterongen 30 und 31 für die Fassungen 82 und 29 des Zwischenebbildungsobjektive
16 werden nch dem Abnehmen des den bildschin 23 oinfassenden Halterung 41 vom @chäuse
26 von außen her zugänglich.