DE19652944A1 - Meßeinrichtung für eine Verputzmaschine und Verfahren zur Ermittlung der Höhe eines Profils - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung für eine Verputzmaschine zur Ermittlung der Höhe eines zu bearbeitenden Profils, die einem Trägerblock zuge­ ordnet ist, der in Richtung des Profils mittels ei­ ner Servoeinheit verlagerbar ist. Desweiteren be­ trifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung der Höhe eines von einer Verputzmaschine zu bear­ beitenden Profils.

Die angesprochenen Verputzmaschinen dienen dazu, Kunststoffrahmen, beispielsweise Tür- oder Fenster­ rahmen, nach dem Verschweißen einzelner Profil­ stücke nachzubearbeiten, insbesondere die Schweiß­ nähte zu säubern. Da solche Verputzmaschinen unter­ schiedliche Profile bearbeiten sollen, muß anhand von bestimmten profilspezifischen Werten ein Bear­ beitungsprogramm gewählt werden. Zu den profil­ spezifischen Werten gehören unter anderem die Höhe des Profils und dessen Breite.

Zur Ermittlung des Höhenwertes hat man bisher an eine Spannvorrichtung, die den Rahmen bei der Bear­ beitung festklemmt, eine zusätzliche Meßvorrichtung angebracht. Diese Meßvorrichtung liefert einen Wert für die Strecke, die die Spannvorrichtung aus der Ruhelage bis zum Aufsetzpunkt auf dem Rahmen zu­ rücklegt. Aus diesem Wert kann dann auf die Höhe des Profils geschlossen werden.

Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Messung sehr langsam abläuft, da die Geschwindig­ keit der Spannvorrichtung, mit der diese auf das Profil zubewegt wird, gering sein muß, um eine Be­ schädigung des Profils zu vermeiden. Darüber hinaus hat die Vorrichtung einen aufwendigen Aufbau und ist damit sehr teuer.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Meßeinrichtung zur Ermittlung der Höhe eines Profils zu schaffen, die eine schnelle Messung bei geringem baulichem Aufwand ermöglicht. Desweiteren besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Ver­ fahren zur Ermittlung der Höhe eines Profils an­ zugeben, das eine schnelle und genaue Messung er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Meßeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfah­ ren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.

Die Meßeinrichtung kennzeichnet sich durch einen Meßbolzen aus, der in Richtung des Profils verla­ gerbar am Trägerblock angeordnet ist, einem Sensor­ element, das fest am Trägerblock angeordnet ist derart, daß es ein Steuersignal nach einer Verlage­ rung des Meßbolzens um einen vorgegebenen Weg ab­ gibt, und durch eine Auswerteeinrichtung, die ab­ hängig vom Sensorsignal und einem Positionssignal der Servoeinheit des Trägerblocks die Höhe des Pro­ fils ermittelt. Dadurch, daß der Meßbolzen verla­ gerbar am Trägerblock angebracht ist, läßt sich der Trägerblock mit sehr hoher Geschwindigkeit auf das Profil zubewegen, da der Meßbolzen bei Erreichen des Profils verlagert wird, ohne daß der Träger­ block zu diesem Zeitpunkt bereits stillstehen müßte.

Ein weiterer Vorteil dieser Meßeinrichtung ist darin zu sehen, daß die von der bereits vorhandenen Servoeinheit gelieferten sehr genauen Positions­ werte für die Bestimmung der Profilhöhe genutzt werden. Eine wie im Stand der Technik benutzte zu­ sätzliche Positionsermittlungsvorrichtung ist somit also entbehrlich.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Sensorelement als Induktionssensor ausge­ bildet, der das Erreichen einer bestimmten Position des Meßbolzens berührungslos erfaßt.

Zum sicheren Aufsetzen des Bolzens auf der Profil­ oberfläche und zur Vermeidung von Beschädigungen weist der Meßbolzens an seinem dem Profil zugewand­ ten Ende einen Stempel auf.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Verlagerung des Meßbolzens ein Hydraulikzy­ linder vorgesehen. Vor jeder Messung muß der Meßbolzen in eine definierte Lage, vorzugsweise in eine Endlage, gebracht werden. Dieses ist auf sehr einfache Art und Weise mit einem solchen Hydraulik­ zylinder möglich.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbei­ spiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu­ tert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Trä­ gerblocks einer Verputzmaschine, und

Fig. 2 mehrere schematische Darstellungen des Trägerblocks zur Erläuterung des Meßver­ fahrens.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Trägerblocks 1 darge­ stellt, der im Bearbeitungsbereich einer Verputzma­ schine angeordnet ist. Der Trägerblock 1 dient zur Aufnahme von Oberwerkzeugen, beispielsweise einem Fräser 3, die zur Bearbeitung eines geschweißten Kunststoffrahmens benötigt werden. Zur Bearbeitung eines unterhalb des Trägerblocks 1 auf einem - nicht dargestellten - Bearbeitungstisch der Verputzma­ schine aufliegenden Rahmens 5 ist der Trägerblock zumindest in x-Richtung, das heißt, senkrecht zur Rahmenebene, verlagerbar angeordnet. Diese Verlage­ rung in x-Richtung wird von einer - nicht darge­ stellten - Servosteuereinrichtung durchgeführt, die auf der Grundlage der momentanen Position des Trä­ gerblocks 1 einen Servomotor ansteuert und den Trä­ gerblock in eine gewünschte Position bringt. Die Servosteuereinrichtung verfügt also jederzeit über den exakten Positionswert des Trägerblocks 1 rela­ tiv zu einer Bezugsebene, die im folgenden durch die Ebene des Bearbeitungstisches repräsentiert wird.

Neben den bereits erwähnten Oberwerkzeugen ist am Trägerblock 1 ein Hydraulikzylinder 7 angebracht, der sich in x-Richtung erstreckt. Ein Kolben des Hydraulikzylinders 7 ist mit einem ersten Bolzen 9′ verbunden, der sich in der Figur nach unten in Richtung des Profils 5 erstreckt. Auf der gegen­ überliegenden Seite des Kolbens ist ein zweiter Bolzen 9′′ angebracht, der in x-Richtung nach oben verläuft. Beide Bolzen 9′, 9′′ bilden zusammen mit dem Kolben einen Meßbolzen 9 aus, der den Zylinder vollständig durchdringt und in x-Richtung verlager­ bar ist. Der Meßbolzen 9 ist somit relativ zum Trä­ gerblock 1 verfahrbar.

An einem dem Profil zugewandten Ende des unteren Bolzens 9′ ist ein Stempel 11 vorgesehen, der eine dem Profil zugewandte Anschlagfläche 12 aufweist. Diese Anschlagfläche 12 kommt bei der Bestimmung der Höhe des Profils 5 mit dessen oben liegender Fläche in Kontakt. Die Anschlagfläche 12 weist eine Stufe 13 auf, die zu einer im Randbereich des Stem­ pels 11 angeordneten Fläche 12′ führt.

An dem dem Trägerblock 1 abgewandten Ende des Bol­ zens 9′′ ist eine Schaltfahne 14 an einer definier­ ten Position vorgesehen. Die Schaltfahne 14 ist so ausgebildet, daß sie zumindest an einer Umfangspo­ sition des Bolzens 9′′ gegenüber der Bolzenoberflä­ che hervorspringt.

Diese Schaltfahne 14 wirkt mit einem Induktionssen­ sor 15 zusammen, der mittels eines L-förmigen Trä­ gers 17 am oberen Rand des Zylinders 7 starr mit diesem verbunden ist. Der Induktionssensor 15 ist so ausgelegt, daß er dann ein Signal abgibt, wenn die Schaltfahne 14 durch die Verlagerung des Bol­ zens vorbeigeführt wird. Die Signale des Indukti­ onssensors 15 werden einer Auswerteeinrichtung zu­ geführt, die in der Fig. 1 jedoch nicht darge­ stellt ist.

In der Fig. 1 ist der Meßbolzen 9 in seiner oberen Endlage gezeigt, in der der Stempel 11 den klein­ sten Abstand zum Trägerblock 1 aufweist. In der un­ teren Endlage des Meßbolzens 9 taucht der obere Bolzen 9′′ nahezu vollständig in den Zylinder 7 ein, wobei die Schaltfahne 14 in einer definierten Lage positioniert ist, so daß der Abstand B in x-Richtung zwischen Induktionssensor 15 und Schalt­ fahne 14 einen vorbekannten Wert besitzt. Auch der Abstand des Stempels 11 zu dem Trägerblock 1 ist durch die Geometrie des Zylinders 7 und des Meßbol­ zens 9 vorgegeben. Mittels dieser festen Parameter und dem von der Servosteuereinrichtung gelieferten x-Positionswert des Trägerblocks 1 läßt sich die Höhe des Profils 5 wie folgt ermitteln:

In Fig. 2 sind drei Phasen I, II, III des Meßver­ fahrens gezeigt, wobei zur Vereinfachung lediglich die wesentlichen Merkmale der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung dargestellt sind.

In der ersten Phase I liegt der Trägerblock 1 an einer x-Position x₁ relativ zu der Bezugsebene, die der Bearbeitungstisch 19 bildet. Vor oder während einer Verlagerung des Trägerblocks 1 in Richtung des Profils 5 wird der Meßbolzen 9 in seine untere Endlage mittels des hydraulischen Zylinders 7 ver­ lagert. In dieser Endlage liegt die Anschlagfläche 12 des unteren Endes des Meßbolzens 9 in einem Ab­ stand Δa₁ unterhalb der Trägerposition x₁, und die Schaltfahne 14 liegt in einem Abstand Δa₂ unterhalb der x-Position x₂ des Sensors 15. Sowohl der Wert Δa₁ als auch der Wert Δa₂ sind Größen, die sich direkt aus der Geometrie des Meßbolzens 9 und der Lage des Sensors 15 ergeben und somit als konstant angesehen werden können.

In der zweiten Phase ist der Trägerblock 1 soweit nach unten verfahren, daß der sich in seiner unte­ ren Endlage befindende Meßbolzen 9 am Profil an­ schlägt. Durch die relative Verlagerbarkeit des Meßbolzens 9 zum Trägerblock 1 kann dieser weiter nach unten verfahren werden, während der Meßbolzen 9 seine x-Position nicht mehr verändert. Folglich verändert sich der x-Abstand zwischen der Schalt­ fahne 14 und dem Sensor 15 kontinuierlich, bis in der Phase III der Sensor 15 die gleiche x-Position erreicht hat wie die Schaltfahne 14. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Sensor 15 ein Signal, das der Auswerteeinrichtung zugeführt wird. Dieser wird darüber hinaus der x-Positionswert x₃ jener Posi­ tion zugeführt, die der Trägerblock 1 beim Erzeugen des Sensorsignals innehatte.

Auf der Grundlage des von der Servosteuereinrich­ tung gelieferten Positionswertes x₃ läßt sich nun wie folgt die Höhe h des Profils berechnen:

h=x₃-Δa₁+Δa₂.

Das Sensorsignal dient darüber hinaus als Steuersi­ gnal für die Steuereinrichtung, die daraufhin die Verlagerung des Trägerblocks 1 unterbricht, wobei das Meßverfahren kein abruptes Anhalten erfordert, so daß hohe Belastungen bedingt durch die träge Masse des Trägerblocks vermieden werden.

Aus dem beschriebenen Ablauf des Verfahrens wird deutlich, daß eine Messung der Höhe des Profils 5 in hoher Geschwindigkeit durchführbar ist, da der Trägerblock 1 mit hoher Geschwindigkeit nach unten gefahren werden kann, ohne daß es notwendig wäre, den Trägerblock kurz vor dem Aufsetzen der An­ schlagfläche 12 zu verlangsamen.

Claims (10)

1. Meßeinrichtung für eine Verputzmaschine zur Er­ mittlung der Höhe eines zu bearbeitenden Profils, die einem Trägerblock (1) zugeordnet ist, der in Richtung des Profils (5) mittels einer Servoeinheit verlagerbar ist, gekennzeichnet durch einen Meßbol­ zen (9), der in Richtung des Profils (5) verlager­ bar am Trägerblock (1) angeordnet ist, ein Sensor­ element (15), das fest am Trägerblock (1) angeord­ net ist, derart, daß es Sensorsignale nach einer Verlagerung des Meßbolzens (9) um einen vorgegebe­ nen Weg abgibt, und eine Auswerteeinrichtung, die abhängig vom Sensorsignal und einem Positionssignal (x₃) der Servoeinheit die Höhe des Profils ermit­ telt.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sensorelement (15) ein Indukti­ onssensor ist, der mit einer an einem Meßbolzen (9) angebrachten Schaltfahne (14) zusammenwirkt.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem dem Profil zugewandten Ende des Meßbolzens (9) ein Stempel (11) angebracht ist.

4. Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbolzen (9) Teil eines Zylinders (7), vorzugsweise eines Hydraulikzylinders, ist.

5. Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Meßbolzen einerseits durch einen ersten Bolzen (9′) und andererseits durch einen zweiten Bolzen (9′′) ausgebildet ist, wobei beide Bolzen (9′, 9′′) an einem Kolben des Zylinders (7) angebracht sind.

6. Meßeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (15) starr am Zylinder (7) angebracht ist.

7. Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltfahne (14) am ersten Bolzen (9′) und der Stempel (11) am zweiten Bolzen (9′′) angebracht sind.

8. Verfahren zur Ermittlung der Höhe eines von ei­ ner Verputzmaschine zu bearbeitenden Profils, wobei eine an einem verlagerbaren Trägerblock angeordnete Meßeinrichtung verwendet wird, die einen relativ zum Trägerblock in Richtung des Profils verlagerba­ ren Meßbolzen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbolzen zum Profil hin in eine Endlage verla­ gert wird, daß der Trägerblock zum Profil hin be­ wegt wird, wobei der Meßbolzen zu einem bestimmten Zeitpunkt am Profil anschlägt, so daß die Verlage­ rung des Trägerblocks den Meßbolzen in Richtung der anderen Endlage bewegt, und daß bei Erreichen einer definierten Position des Meßbolzens relativ zum Trägerblock anhand der Position des Trägerblocks die Höhe des Profils ermittelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß nach Erreichen der definierten Position der Trägerblock abgebremst wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Höhe des Profils aus dem Po­ sitionswert des Trägerblocks, der Differenz zwi­ schen Trägerblockposition und Meßbolzenposition in der unteren Endlage und Wegstrecke zwischen der un­ teren Endlage und der definierten Position des Meßbolzens berechnet wird.