DE19626140A1 - Verfahren zum Einstellen und Messen von Schneidwerkzeugen - Google Patents
Verfahren zum Einstellen und Messen von SchneidwerkzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Einstellen
und Messen von rotierenden Schneidwerkzeugen, insbesondere von zylin
drischen oder kegeligen ein- oder mehrstufigen Einschneiden-Reibahlen, bei
dem das Werkzeug in einer auf einem Einstell- und Meßgerät montierten
Werkzeugaufnahme eingespannt und mit Hilfe von zwei verfahrbaren Ko
ordinatenschlitten, von denen einer eine Kamera und Lichtquelle trägt, über
einen CNC-gesteuerten Ablauf eingestellt und vermessen wird.
In der zerspanenden Metall-Bearbeitung werden zur Herstellung präziser
Bohrungen oder zylindrischer Teile (Wellen), die sehr enge Fertigungstole
ranzen aufweisen und an deren Oberflächengüte, Kreisform sowie Steige
rungsgenauigkeit hohe Ansprüche gestellt werden, was gleichzeitig eine ho
he Standzeit der Werkzeuge voraussetzt, einstellbare Einschneiden-Reibah
len eingesetzt.
Die Schneide dieser Werkzeuge ist austauschbar, kann unterschiedliche
Geometrien aufweisen und aus unterschiedlichen, speziellen Materialien
bestehen. Für den jeweiligen Anwendungsfall müssen Einschneiden-Reib
ahlen nach Vorgaben des Werkzeugherstellers µ-genau eingestellt und zur
Kontrolle gemessen werden. Dabei wird die Einstellung der verstell- und
klemmbaren Schneide in den meisten Fällen auf am Werkzeugschaft fest
eingebrachte Stützleisten (auch Führungsleisten genannt) bezogen.
Bei allen Werkzeugen dieser Art mit ein, zwei oder mehr Stützleisten kön
nen drei grundsätzliche Einstellarten angewandt werden: Zum einen das
"Rachenlehrenprinzip", bei dem die Schneide auf den Bearbeitungsdurch
messer, bezogen auf die der Schneide gegenüberliegenden Stützleiste, ein
gestellt wird. Zinn zweiten das "Übermaßprinzip", bei dem die Schneide um
einen bestimmten, vom Werkzeughersteller vorgegebenen Überstand, bezo
gen auf die Stützleiste(n), eingestellt wird. Und zum dritten werden Ein
schneiden-Reibahlen, die keine Stützleiste enthalten, mit automatischem
Schlagausgleich eingestellt. Bei zylindrischen Einschneiden-Reibahlen muß
die Einstellung eine bestimmte Verjüngung der Schneide berücksichtigen,
die für eine exakte Bearbeitung, Oberflächengüte und Standzeit Vorausset
zung ist. Bei kegeligen Einschneiden-Reibahlen wird die Schneide auf einen
bestimmten Kegelwinkel, parallel zu dem der Stützleiste, und teilweise zu
sätzlich ballig eingestellt. Bei Stufenwerkzeugen, die in Kombination aus
mehreren verschiedenen Einschneiden-Reibahlen-Typen mit unterschiedli
chen Durchmessern bestehen können, sind die Schneiden zusätzlich auf be
stimmte radiale Abstände zueinander einzustellen, wobei die Schneiden am
Umfang in verschiedenen Winkelteilungen liegen können.
Herkömmliche Vorrichtungen zum Einstellen von Einschneiden-Reibahlen
umfassen in der Regel eine Art Reitstock, in dem das Werkzeug zwischen
Spitzen aufgenommen wird, sowie spezielle Meßtaster mit Meßuhren. Mit
einer solchen Vorrichtung läßt sich der Bearbeitungsdurchmesser, die Ver
jüngung oder der Überstand in der gewünschten Genauigkeit einstellen. Da
es sich hierbei jedoch um ein mechanisches System handelt, bei dem die
Schneide berührend gemessen bzw. eingestellt wird, kann dies zur Folge
haben, daß sie beim Einstellen beschädigt wird. Außerdem erweist sich das
Justieren der benötigten Meßtaster und Meßuhren als umständlich und zeit
aufwendig. Die Präsenz von Meßtastern ist unter Umständen derart störend
beim Einstellvorgang, daß bestimmte Einstellschrauben für den Bediener
nicht mehr zugänglich sind. Desweiteren sind teilweise zusätzliche Eichleh
ren für jeden Werkzeugtyp notwendig, die zum Justieren der Meßtaster und
Meßuhren genutzt werden.
Ein anderes bekanntes Verfahren zum Einstellen und Messen von Einschnei
den-Reibahlen verwendet eine Vorrichtung mit zwei Koordinatenschlitten,
auf denen das Werkzeug aufgenommen bzw. eine CCD-Kamera mit dazu
gehöriger Lichtquelle montiert ist. Im folgenden ist dies Verfahren anhand
von Fig. 1 näher erläutert, welche die Erfassung eines Teils der Schneide
einer in Fig. 2 dargestellten Reibahle durch die CCD-Kamera in vergrößer
tem Maßstab zeigt.
Durch Verstellung der Koordinatenschlitten wird zuerst die Schneide 3 und
danach die dieser auf dem Werkzeugumfang gegenüberliegende Stützleiste
13 in das Blickfeld 1 der Kamera positioniert und fokussiert. Die Stützleiste
wird durch die Kamera erfaßt, und ausgehend von der Messung an der
Stützleiste bezüglich des Einstelldurchinessers D, wird die Schneide 3 posi
tioniert. Bei diesem Verfahren werden der relevante Durchmesser D1 und
die Schneiden-Neigung 8 (auch Verjüngung genannt) an P1 und P2 gleich
zeitig eingestellt bzw. erfaßt. Der maximal von der Kamera erfaßbare Län
genbereich L1 der Werkzeugschneide 3 wird beim Einstellen beobachtet und
auf D sowie auf die Verjüngung 8 eingestellt.
Obwohl dies Verfahren als einfach und schnell durchführbar erscheint, ist es
jedoch mit dem Nachteil der Ungenauigkeit bei der Einstellung des Durch
messers D1 und der Neigung 8 der Schneide behaftet. Der für die Einstel
lung der Neigung 8 der Schneide 3 bei zylindrischen Reibahlen relevante
Punkt P3 ist in üblichen praktischen Fällen mindestens 10 mm vom Einstell
punkt P1 entfernt. Begrenzt durch das Blickfeld einer üblichen CCD-Kamera
steht zum gleichzeitigen Einstellen beider Punkte P1 und P2 nur ein
relativ kleiner Abstand L1 von ca. 6 mm zur Verfügung. Gleiches gilt für die
Messung an der der Schneide gegenüberliegenden Stützleiste, an der bei
Bedarf zusätzlich eine Neigung dieser und demnach des Werkzeugschaftes 4
in Bezug auf den Koordinatenschlitten, zur weiteren Berechnung ermittelt
werden sollte.
Das bekannte Verfahren ist ferner an die auf dem CCD-Chip der Kamera
verfügbare Anzahl Pixel gebunden, aus der sich der Abstand der Pixel zu
einander ergibt. Zusätzlich liegen die zum Einstellen verwendeten Schnei
den- Punkte P1 und P2 am Rand des Bildfeldes 1 der Kamera-Optik, also in
dem der größten Verzerrung unterliegenden Randbereich 2 der Linse. Schon
allein dadurch entstehen Einstell- und Meßfehler F1/F2/F3 in einem Grö
ßenbereich, der die für die beschriebenen Einschneiden-Reibahlen geltende
Toleranzgrenze häufig überschreitet. Die bezüglich der Verjüngung 8 der
Schneide 3 auftretenden Einstellfehler F2/F3 werden dadurch noch erhöht,
da der relevante Punkt P3 der Schneide außerhalb des Blickfeldes 1 der
Kamera liegt, wobei sich der Fehler unter Berücksichtigung des Abstandes
L2 zu F4/F5 erhöht. Bei kegeligen Einschneiden-Reibahlen, deren Schnei
denlänge größer ist, wirkt sich diese Fehlerursache besonders aus, da die
relevanten Einstellpunkte mindestens 30 mm voneinander entfernt sind.
Dadurch, daß die Neigung/Verjüngung 8 der Schneide 3 gleichzeitig an zwei
Punkten innerhalb des Blickfeldes der Kamera eingestellt wird, ist das be
kannte Verfahren außerdem von der 100%igen Parallelität des theoretischen
Koordinatenkreuzes der Kamera zu dem der Koordinatenschlitten abhängig.
Durch einen auch noch so geringfügigen Schrägstand der Kamera mit der
daraus resultierenden Abweichung des theoretischen Fadenkreuzes der Ka
mera vom Koordinatensystem der Meßschlitten, wird dementsprechend das
Einstell- und Meßergebnis verfälscht. Die Gefahr für das Auftreten dieser
Fehlerursache ist in der Praxis durch die Umstände der Anwendung oftmals
leicht gegeben. Diesbezügliche Überprüfungen und Korrekturen sind mit
sehr hohem Aufwand verbunden. Ein bei diesem Verfahren daraus entste
hender eventueller Zeitvorteil, daß mit dem Einstell- und Meßgerät lediglich
ein Längenbereich der Werkzeugschneide angefahren zu werden braucht,
kann demnach leicht durch fehlerhaft eingespannte bzw. aufgenommene
Werkzeuge und nachträglich notwendige Korrekturen zu unverhältnismäßig
größeren Zeitverlusten führen.
Schließlich ist das vorbeschriebene Verfahren dann nicht anwendbar, wenn
an Werkzeugen der Meßpunkt an der Stützleiste nicht dem Einstellpunkt der
Schneide gegenüberliegt, d. h. wenn der Anschnitt der Schneide kleiner ist
als der der Stützleiste. Es handelt sich somit um ein Verfahren, bei dem im
Hinblick auf Gesetzmäßigkeiten der Optik Kompromisse zu Lasten der Ge
nauigkeit und der Sicherheit der Einstellergebnisse in Kauf genommen wer
den müssen; somit um ein Verfahren, das den Eindruck der Einfachheit
vermittelt und technisch relativ einfach umsetzbar ist, jedoch den Ansprü
chen komplexer und hochwertiger Werkzeuge nicht gerecht wird.
Die Erfindung hat deshalb zum Ziel, ein verbessertes Meß- und Einstellver
fahren anzugeben, das höchsten Ansprüchen an Genauigkeit genügt und
gleichzeitig ein Optimum an Bedienkomfort gewährleistet, so daß das Ein
stellen und Messen von Einschneiden-Reibahlen entsprechend den Genauig
keitsanforderungen und der Forderung nach Bedienkomfort und Einstellsi
cherheit mit Bildverarbeitung ermöglicht wird.
Dieses Ziel wird durch die Merkmale des in den Ansprüchen gekennzeich
neten Verfahrens erreicht.
Durch Anwendung der Erfindung können Einschneiden-Reibahlen berüh
rungslos eingestellt und zur Kontrolle gemessen werden. Es werden alle re
levanten Punkte der Schneide sowie der Stützleiste CNC-gesteuert und
µ-genau in das Zentrum der Kamera positioniert, gemessen bzw. eingestellt.
Durch das CNC-gesteuerte und u-genaue Positionieren aller Meß- und Ein
stellpunkte genau in das Zentrum des Blickfeldes der Kamera werden Lin
senfehler, Verzerrungen, Schrägstand der Kamera usw. eliminiert. Falsche
Meß- und Einstellergebnisse werden vermieden.
Da ein berührungsloses Einstellen und Messen erfolgt, werden Beschädi
gungen der Werkzeugschneide ausgeschlossen. Der Bediener erhält durch
fehlende Meßtaster eine optimale Arbeitsfreiheit beim Einstellen am Werk
zeug, was ein bequemes Verstellen der Werkzeugschneide ermöglicht. Es
erübrigen sich speziell angefertigte Eichlehren, die bei mehrstufigen Sonder
reibahlen notwendig sind und auch zum Einstellen von Meßtastern verwen
det werden. Die Einstell- und Meßdaten werden in der zum Einstellgerät
gehörenden PC-Elektronik abgespeichert. Diese steuert den vollautomati
schen Meß- und Einstellablauf und ermöglicht das Erfassen von technologi
schen Erfahrungswerten. Die in der Werkzeugaufnahme fest montierte Ein
schneiden-Reibahlen braucht für den Einstell- und Meßvorgang nicht de
montiert zu werden. Am Einstellgerät, auf dem die Erfindung zum Einsatz
kommt, wird das Komplettwerkzeug zum Einstellen aufgenommen. Dies
spart Montagezeit und ermöglicht die Überprüfung und Gewährleistung des
Werkzeugzustandes hinsichtlich Rundlauf und Taumelschlag, - Eigenschaf
ten, die somit auch in der Werkzeugmaschine für den Arbeitseinsatz wichtig
sind. Bei extrem langen und dünnen Werkzeugen, wo die Gefahr des Ver
drückens des Werkzeuges beim Einstellen besteht, kann am Einstell- und
Meßgerät eine Gegenspitze montiert werden. Rundlauf, Parallelität der
Stützleisten, Taumelschlag, Verschleiß der Stützleisten sowie der Schräg
stand des Werkzeuges zur Koordinatenachse können vollautomatisch ohne
weitere Zusatzvorrichtungen kontrolliert und gemessen werden. Die ermittel
ten Werte können bei Bedarf rechnerisch für die Einstellung der Werkzeug
schneide verwendet werden.
Bei mehrstufigen Einschneiden-Reibahlen werden alle Schneiden automa
tisch angefahren. Bei am Umfang versetzt angeordneten Schneiden ermög
licht die CNC-gesteuerte Werkzeugaufnahme und das Eingeben eines Posi
tionierwinkels in die PC-Elektronik ein vollautomatisches Einschwenken der
einzustellenden Schneide in das Blickfeld der Kamera. Dadurch wird ge
währleistet, daß nicht fehlerhafterweise eine Schneide ähnlicher Lage oder
der Werkzeugschaft zur Fokussierung bzw. vom Bediener versehentlich zum
Einstellen verwendet wird.
Indem ein Einstellbalken im Monitor der Bildverarbeitung die noch zu ver
stellende Differenz zum Sollmaß in µ-Schritten anzeigt, werden fehlerhafte
Einstellungen vom menschlichen Auge leichter erfaßt als z. B. durch einen
Zähler, der sich beim Einstellen der Schneide ständig ändert und die Gefahr
falsch abgelesener Zahlen mit sich bringt. Besonders dieses Merkmal führt zu
einem bequemen und sicheren Einstellvorgang. Des weiteren steht ständig
eine Kontrollmessung und Protokollierungsmöglichkeit der Einstellergebnis
se zur Verfügung.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich
nungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäß eingestellten Ein
schneiden-Reibahle zylindrischer Form mit einem Schaft,
einer Schneide, Stützleisten, einer Klemm- und zwei Stell
schrauben,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Werkzeug nach Fig. 3,
Fig. 5 bis 8 Kamerabilder der Schneide am Einstellpunkt P1 mit Ein
stellbalken und µ-Skalierung,
der Stützleiste am Meßpunkt P2,
der Schneide am Einstellpunkt P4 mit Einstellbalken und
µ-Skalierung
bzw. der Stützleiste am Meßpunkt 3,
Fig. 9 eine Ansicht einer erfindungsgemäß eingestellten Ein
schneiden-Reibahle kegeliger Form mit einem Schaft, ei
ner Schneide, Stützleisten, drei Klemm- und drei Stell
schrauben,
Fig. 10 bis 12 Kamerabilder mit Einstellbalken und µ-Skalierung der
Schneide am Einstellpunkt P6, am P7 bzw. am P8,
Fig. 13 bis 15 Kamerabilder der Stützleiste am Meßpunkt P9, P10 bzw.
P11,
Fig. 16 eine Ansicht einer erfindungsgemäß eingestellten mehr
stufigen Einschneiden-Reibahle zylindrischer Form mit ei
ner Planschneide und
Fig. 17 eine Draufsicht auf die Reibahle in Fig. 16.
Fig. 3 zeigt den Schaft 4 einer einzustellenden zylindrischen
Einschneiden-Reibahle, an dem eine wechselbare Schneide 3 eingespannt ist. Die Schnei
de 3 wird durch eine Klemmplatte 5 und eine Klemmschraube 12 gehalten.
Durch Stellschrauben 11 und 14 kann die Lage der Schneide 3, auch im ge
klemmten Zustand, radial verändert werden. Am Umfang verteilte und fest
im Schaft eingebrachte Stützleisten, z. B. 13, dienen zum Abstützen und Füh
ren der Einschneiden-Reibahle beim Bearbeiten einer Bohrung und bewirken
ein Glätten der bearbeiteten Werkstückoberfläche.
Die erfindungsgemäße Einstellung beginnt mit dem Start des Meßpro
gramms eines Einstell- und Meßgerätes, dessen angeschlossener Rechner
die beiden Meßschlitten sowie die daran angebrachte Kamera bezüglich des
ersten Einstellpunktes P1 an der Schneide 3 positioniert. Die Schneide wird
dabei automatisch auf den radialen Umkehrpunkt gebracht (auch Fokussie
rung genannt), wobei dieser Vorgang nicht zwingend auf die Fokussier-Ebene
der Kamera bezogen zu sein braucht, sondern die durch den Punkt P1
und den Achsmittelpunkt des Werkzeuges verlaufende Tangente zur Quer
achse des Einstell- und Meßgerätes parallel gestellt werden kann.
Danach wird die Schneide 3 und damit die dem Programmablauf zugrunde
gelegte Länge des Werkzeuges gemessen. Ausgehend von der gemessenen
Position wird um L1 und L3 sowie um D1 auf die der Schneide 3 gegen
überliegende Stützleiste 13, auf den Meßpunkt P2, verfahren, wobei auf dem
Bildschirm ein Kamerabild gemäß Fig. 6 erscheint. Die Stützleiste wird au
tomatisch an P2 gemessen, und danach wird um die Länge L4 auf den Meß
punkt P3 verfahren (Fig. 8), dieser gemessen und zurück auf die Schneide 3
an den Einstellpunkt P1 positioniert. Auf dem Bildverarbeitungsmonitor sind
ein Einstellbalken 6 und eine µ-Skalierung 7 sichtbar. Der gemäß Fig. 5 von
der Fadenkreuz-Ordinate ausgehende Einstellbalken 6 zeigt durch seine sich
ändernde Länge die Differenz der Schneide 3 an P1 zum Einstelldurchmes
ser D1 an, der sich auf die vorangegangene Messung für P2 auf der Stütz
leiste 13 bezieht. Diese Anzeige stellt sicher, daß keine evtl. vorhandenen
Rundlauffehler des Werkzeuges in das Einstellergebnis eingehen.
Mit Hilfe der Stellschraube 11 wird nun die Schneide an P1 auf Differenz
gleich Null zum Sollmaß D1 eingestellt, d. h. bis der Einstellbalken 6 auf
dem Bildschirm verschwindet. Der Bediener bestätigt dies der PC-Elektro
nik durch Eingabe am Bedienfeld, und es wird dann automatisch um L2 und
ΔD (Verjüngung) auf den zweiten Einstellpunkt P4 positioniert, wobei die
Differenz zum Sollmaß D2 anhand des Einstellbalkens 6 und der
µ-Skalierung eingeblendet wird (Fig. 7). Dies Einstellmaß bezieht sich auf die
vorangegangene Messung an der Stutzleiste 13 an P3. Somit können Rund
lauf- oder Winkelfehler nicht in das Einstellergebnis eingehen.
Nach Einstellung der Schneide 3 einschließlich ihrer Neigung zwischen P1
und P4 wird automatisch auf P1 zurückpositioniert. Der wiederum automa
tisch aktivierte Einstellbalken 6 zeigt eine evtl. notwendige Korrektur am
Einstellpunkt P1 an. Gleichzeitig steht ab diesem Zeitpunkt eine Kontroll
messung zur Verfügung. Der Bediener kann die Einstellpunkte P1 und P4
beliebig oft automatisch anfahren lassen und einstellen sowie messen. Eben
so kann ab diesem Zeitpunkt das Programm beendet werden.
Beim vorbeschriebenen Ablauf wurde die der Schneide 3 gegenüberliegende
Stützleiste 13 zur Messung und Aufnahme der Lage der Einschneiden-Reibahle
benutzt. Für die erfindungsgemäße Einstellung kann auch eine der
weiteren am Schaft 4 eingebrachten Stützleisten herangezogen werden. Die
Wahl der zur Einstellung verwendeten Stützleiste obliegt dann dem jeweili
gen Anwendungsfall.
Entsprechend Fig. 9 ist ein Schaft 16 einer unter der Anwendung der Erfin
dung einzustellenden Einschneiden-Reibahle kegeliger Form dargestellt, an
dem eine wechselbare Schneide 23 eingespannt ist. Die Schneide 23 wird
durch Klemmplatten 17, 18 und 19 gehalten. Mit Stellschrauben 20, 21 und
22 kann die Lage der Schneide, auch in geklemmten Zustand, radial verän
dert werden. Im Schaft 16 fest eingebrachte Stützleisten, z. B. 24, dienen
zum Abstützen und Führen der Einschneiden-Reibahle bei der Bearbeitung
am Werkstück. Die Neigung W2 dieser Stützleisten entspricht dem zu ferti
genden Kegelwinkel am Werkstück. Die Stützleisten bewirken zusätzlich
ein Glätten der bearbeiteten Werkstoffoberfläche.
Die erfindungsgemäße Einstellung beginnt durch automatisches Positionie
ren der auf dem Meßschlitten montierten Kamera auf den vorderen End
punkt PS der Schneide 23. Danach erfolgt ein automatisches Drehen der
Schneide 23 auf den radialen Umkehrpunkt (auch Fokussierung genannt),
wie bereits in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben. Die Länge des Werkzeu
ges wird von P5 an gemessen, und ausgehend von der ermittelten Position
wird um die Länge L6 und den aus D3 und W2 ermittelten Wert auf den
Meßpunkt P9 der Stützleiste 24 automatisch verfahren und P9 gemessen, so
daß auf dem Bildschirm ein Kamerabild entsprechend Fig. 13 erscheint. Da
nach wird um L7 auf P10 verfahren, P10 gemessen (Fig. 14), und schließlich
um L8 auf P11 verfahren und P11 gemessen (Fig. 15). Aus den Messungen
an P9/P10/P11 wird der Kegelwinkel W2 der Stützleiste 24 und ein even
tueller Winkelfehler, welcher als Korrekturwert für die Einstellung der
Schneide 23 verwendet werden kann, bestimmt.
Anschließend wird automatisch auf den Einstellpunkt P6 der Schneide 23
positioniert, wobei der die Differenz zum Sollmaß an P6 anzeigende Ein
stellbalken 6 mit µ-Skalierung 7 auf dem Kamerabild entsprechend Fig. 10
erscheint. Mit Hilfe der Einstellsehraube 20 stellt der Bediener die Schneide
23 am Einstellpunkt P6 auf Differenz gleich Null zum Sollmaß ein, das sich
auf vorgegebene Einstellmaße, die Messung auf der Stützleiste 24 sowie die
daraus ermittelte Lage der Stützleiste bezieht. Nach Bestätigung der korrek
ten Einstellung bei P6 an die PC-Elektronik wird automatisch um die Längen
L7 und L8 auf den Einstellpunkt P8 verfahren. Unter Beobachtung des Ka
merabilds von Fig. 12 erfolgt die Einstellung der Schneide 23 an P8 auf glei
che Art, wie zuvor für P6 beschrieben. Die Schneide 23 ist in der Regel
nunmehr auf die vorgegebenen Parameter wie Überstand und Kegelwinkel
eingestellt. Die Einstellpunkte P6 und P8 können beliebig oft automatisch
angefahren und in der Einstellung korrigiert werden. Ist die Einstellung der
Schneide 23 in der geforderten Genauigkeit vollendet, so kann an P7 die
Schneide 23 um einen bestimmten Wert ballig eingestellt werden (Fig. 11).
Für alle Einstellpunkte stehen automatische Kontrollmessungen zur Verfü
gung, um eine korrekte Einstellung der Einschneiden-Reibahle zu überprüfen
oder z. B. durch einen Ausdruck zu dokumentieren.
Bei vorbeschriebenem Ablauf wurde eine der Schneide 23 gegenüberliegen
de Stützleiste 24 zur Messung und zur Aufnahme der Lage der
Einschneiden-Reibahle verwendet. Erfindungsgemäße Einstellungen können auch
unter Verwendung einer anderen am Schaft 16 eingebrachten Stützleiste vor
genommen werden. Die Wahl der zum Einstellen verwendeten Stützleiste
erfolgt nach Zweckmäßigkeit.
Die erfindungsgemäße Einstellung zielt prinzipiell darauf ab, die Schneide
23 um einen vorgegebenen Überstand zur Stützleiste 24 und auf ein für den
entsprechenden Werkzeugtyp vorgeschriebenen Kegelwinkel oder parallel
zu den am Schaft eingebrachten Stützleisten einzustellen.
Fig. 16, 17 zeigen eine erfindungsgemäße einzustellende mehrstufige Rei
bahle mit zwei zylindrischen Einschneiden-Reibstufen verschiedener Durch
messer und einer Planschneide. Die obere Schneide 24 wird, wie zu Fig. 3
beschrieben, eingestellt. Danach werden die Meßschlitten und die darauf
montierte Kamera automatisch auf die Position der Schneide 25 verfahren.
Die Schneide 25 wird, wie zu Fig. 3 beschrieben, eingestellt. Da die Schnei
de 26 um den Winkel W3 umfangsmäßig versetzt angeordnet ist, wird bei
der automatischen Positionierung auf die Schneide 26 die Werkzeugaufnah
me und somit auch das Werkzeug automatisch, motorisch oder CNC-betrieben,
um W3 verdreht. Damit wird die Schneide 26 in das Blickfeld der
Kamera positioniert und der Einstell- oder Meßvorgang kann automatisch
fortgesetzt werden, ohne daß fehlerhafte Schneiden oder Schaftkanten ähnli
cher Lage gemessen oder eingestellt werden.
Ein besonderer Vorteil liegt im µ-genauen, automatischen Anfahren der ein
zelnen Meß- und Einstellpunkte. Die Messung und Einstellung der einzelnen
Punkte erfolgt genau im Zentrum der Kamera. Dadurch wird die geforderte
Genauigkeit, absolute Sicherheit und Komfort durch Vollautomatik beim
Messen von Einschneiden-Reibahlen erzielt. Wie erkennbar, kann die Erfin
dung bei allen Typen von Einschneiden-Reibahlen der Innenbearbeitung an
gewendet werden.
Claims (9)
1. Verfahren zum Messen und Einstellen von Werkzeugen, insbesondere
von Schneiden an Einschneiden-Reibahlen, bei dem Verlauf und Lage der
Schneide geräteoptisch mittels einer Video-Kamera erfaßt und in einem
Rechner zur Bestimmung von z. B. auf ein Koordinatensystem bezogenen
spezifischen Kennmaßen wie Durchmesser, Überstand, Verjüngung oder
Kegelwinkel o. dgl. verarbeitet und auf einem an den Rechner angeschlosse
nen Monitor abgebildet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß einzelne Einstellpunkte der Werkzeugschneide, die für deren Lage und
Verlauf bestimmend oder wesentlich sind, durch Relativbewegung der Ka
mera oder einer das Werkzeug tragenden Werkzeugaufnahme automatisch
nacheinander in das Zentrum des Kamerabildfeldes gebracht werden, wobei
die Schneide im Bereich jedes Einstellpunktes auf dem Monitor abgebildet
und gleichzeitig eine aus im Rechner für den jeweiligen Einstellpunkt ge
speicherten Sollwertdaten errechnete Differenz zum Istwert angezeigt wird,
und daß nach maschineller oder manueller Beseitigung der Maßdifferenz der
Schneide am Einstellpunkt die Kamera entsprechend einem für den Werk
zeugtyp gespeicherten Meßprogramm automatisch auf den nächstfolgenden
Einstellpunkt ausgerichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Schnei
den-Einstellpunkt errechnete Differenz zwischen Ist- und Sollwert auf dem
Monitor durch einen in seiner Länge dem Differenzmaß entsprechenden
Einstellbalken (6) zusammen mit einem auf das Zentrum des Kamera-Bildfeldes
ausgerichteten Fadenkreuz sowie einer µ-Skalierung vergrößert
abgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Messen und Einstellen einer ein- oder mehrstufigen Einschneiden-Reibahle
für Zylinderbohrungen zunächst an wenigstens zwei unter Längsabstand lie
genden Meßpunkten der Stützleiste die Einstelldurchmesser gemessen und
gespeichert und anschließend nacheinander Einstellpunkte der Werkzeug
schneide von der Kamera einzeln erfaßt werden, wobei deren axiale Lage
und Abstand im wesentlichen denjenigen der Meßpunkte auf der Stützleiste
entsprechen,
und daß die Schneide an jedem Einstellpunkt zur Beseitigung etwaiger Dif ferenzen zwischen Ist- und Sollwert, die unter Bezug auf den am gegenüber liegenden Meßpunkt der Stützleiste gemessenen Einstelldurchmesser er rechnet und auf dem Monitor abgebildet werden, manuell oder maschinell auf ein vorgegebenes Sollmaß eingestellt wird.
und daß die Schneide an jedem Einstellpunkt zur Beseitigung etwaiger Dif ferenzen zwischen Ist- und Sollwert, die unter Bezug auf den am gegenüber liegenden Meßpunkt der Stützleiste gemessenen Einstelldurchmesser er rechnet und auf dem Monitor abgebildet werden, manuell oder maschinell auf ein vorgegebenes Sollmaß eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim optischen
Anfahren und Abbilden jedes Einstellpunktes der Schneide ein vorgegebener
Überstand und/oder ein vorgegebener Verjüngungswinkel (W1) bezüglich
des an den Meßpunkten der Stützleiste ermittelten Einstelldurchmessers au
tomatisch berücksichtigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch
Aufnahme der Daten von mehreren unter Abständen auf der Stützleiste lie
gender Meßpunkte eine automatische Kompensation von Rundlauf- oder
Winkelfehlern durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Werkzeugschneide motorisch, insbesondere durch eine
CNC-gesteuerte Werkzeugaufnahme automatisch in das Bildfeldzentrum der
Kamera gebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einstellen
von auf der Schneide liegenden Meßpunkten jeder Meßpunkt in der Kamera
durch automatisch wiederholtes Annähern und Entfernen bezüglich des sog.
radialen Umkehrpunktes fokussiert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß beim Einstellen einer kegeligen Einschneiden-Reibahle zu
nächst aus nacheinander erfolgenden Messungen an unter axialen Abständen
zueinander liegenden Meßpunkten der Stützleiste der Kegelwinkel bestimmt
wird, der als Bezugs- oder Korrekturwert für die Einstellung der Schneide
dient, und daß anschließend auf gleicher Höhe wie die Meßpunkte der
Stützleiste liegende Einstellpunkte der Schneide nacheinander gemessen, auf
dem Bildschirm mit einem etwaigen Differenzmaß abgebildet und jeweils
einzeln bis zum Abgleich mit dem Sollmaß eingestellt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einstellen
der Schneide an den einzelnen Einstellpunkte vorgegebene Parameter wie
Überstand, Kegelwinkel sowie Balligkeit berücksichtigt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19626140A DE19626140A1 (de) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Verfahren zum Einstellen und Messen von Schneidwerkzeugen |
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