DE20003960U1 - Probe for machine tools with a tool spindle - Google Patents
Probe for machine tools with a tool spindleInfo
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Description
Anmelder: Wolfgang MadienerApplicant: Wolfgang Madiener
Am Reutehof 42 88213 RavensburgAm Reutehof 42 88213 Ravensburg
Wilfried Veil Am Langholz 11 88289 WaldburgWilfried Veil Am Langholz 11 88289 Waldburg
"Meßtaster für Bearbeitungsmaschinen mit einer Werkzeugspindel""Measuring probe for processing machines with one tool spindle"
Die Erfindung betrifft einen Meßtaster zum zeitweiligen Anbringen an der Werkzeugspindel einer Bearbeitungsmaschine nach dem Gattungsbegriff des Patanspruchs 1.The invention relates to a measuring probe for temporary attachment to the tool spindle of a processing machine according to the preamble of patent claim 1.
Derartige Meßtaster sind zum Beispiel aus der europäischen Patentschrift 0 108 521 bekannt. Sie haben einen federnd auslenkbar angebrachten Taststift, der eine Meßkontaktvorrichtung betätigt, wenn er ein Werkstück berührt und deshalb aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird. Im Verlauf eines BearbeitungsVorgangs werden der Reihe nach verschiedene Werkzeuge an der Spindel angebracht. Sie "greift" sich diese selbsttätig aus einem Werkzeugmagazin. Am Schluß des BearbeitungsVorgangs oder nach bestimmten Bearbeitungsabschnitten wird mit dem Meßtaster selbsttätig eine Kontrollvermessung des Werkstücks durchgeführt. Zu diesem Zweck wird der Meßtaster, der ebenfalls einen Platz in dem Werkzeugmagazin einnimmt, anstelle eines Werkzeugs an die Spindel angesetzt. Das durch Auslenkung des Taststiftes beim Berühren des Werkstücks entstehende elektrische Meßsignal wird mittels eines Übertragungskanals vom Gehäuse des Meßtasters zu einer am Maschinengestell befestigten Empfangs-Such measuring probes are known, for example, from European patent specification 0 108 521. They have a spring-loaded stylus that activates a measuring contact device when it touches a workpiece and is therefore deflected from its rest position. During a machining process, various tools are attached to the spindle one after the other. The spindle "grabs" these automatically from a tool magazine. At the end of the machining process or after certain machining sections, the measuring probe automatically carries out a control measurement of the workpiece. For this purpose, the measuring probe, which also takes up space in the tool magazine, is attached to the spindle instead of a tool. The electrical measurement signal generated by the deflection of the stylus when it touches the workpiece is transmitted via a transmission channel from the housing of the measuring probe to a receiver attached to the machine frame.
und Auswerteeinrichtung übertragen. Der Übertragungskanal kann eine Infrarotlichtstrecke, eine Funkstrecke, eine induktive Übertragungseinrichtung oder dergleichen sein.and evaluation device. The transmission channel can be an infrared light path, a radio path, an inductive transmission device or the like.
Der Meßtaster wird in der Regel über eine Batterie mit Energie versorgt, die im Meßtastergehäuse untergebracht ist.The measuring probe is usually powered by a battery that is housed in the measuring probe housing.
Die Aufrechterhaltung des Betriebszustands des Übertragungskanals bedingt einen ständigen Energieverbrauch, der in Anbetracht der begrenzten Raum- und Gewichtsverhältnisse im Meßtastergehäuse möglichst niedrig gehalten werden sollte. Dazu ist es an sich bekannt, den Übertragungskanal während des Bearbeitungsbetriebs in einem nicht funktionsfähigen ausgeschalteten Zustand oder stromsparenden Schlafzustand zu halten und ihn nur für die begrenzte Meßzeit zu aktivieren. Letzteres wird erreicht durch eine Einwirkung auf den Meßtaster von außen, beispielsweise mittels einer weiteren Infrarotstrecke oder mittels einer Schaltvorrichtung, die beim Ansetzen des Meßtasters an die Werkzeugspindel oder danach über die Werkzeugspindel betätigt wird.Maintaining the operating state of the transmission channel requires constant energy consumption, which should be kept as low as possible given the limited space and weight in the probe housing. It is known to keep the transmission channel in a non-functional, switched-off state or power-saving sleep state during machining and to only activate it for the limited measuring time. The latter is achieved by influencing the probe from the outside, for example by means of an additional infrared path or by means of a switching device that is activated when the probe is placed on the tool spindle or afterwards via the tool spindle.
Die Erfindung, befaßt sich demgegenüber mit einer autonomen Vorrichtung zur Aktivierung des Übertragungskanals, die im Meßtastergehäuse untergebracht ist und nicht von außen gesteuert wird. Aus dem genannten europäischen Patent ist es bekannt, einen Zentrifugalschalter oder Drehbeschleunigungssensor zu verwenden, der auf die Rotationsbewegung der Spindel anspricht, wenn der Meßtaster an der Spindel angebracht ist, wobei seine Gehäuseachse mit der Spindelachse fluchtet.The invention, on the other hand, concerns an autonomous device for activating the transmission channel, which is housed in the probe housing and is not controlled from the outside. From the European patent mentioned, it is known to use a centrifugal switch or rotational acceleration sensor which responds to the rotational movement of the spindle when the probe is attached to the spindle, with its housing axis aligned with the spindle axis.
Nachteilig ist dabei, daß die Schalter oder Sensoren dieser Aktivierungsvorrichtung grundsätzlich nicht nur bei reinen Drehbewegungen um die Gehäusemittelachse, sondern auch bei anderen stoßartigen Bewegungen ansprechen können, die beimThe disadvantage is that the switches or sensors of this activation device can not only respond to pure rotary movements around the housing's central axis, but also to other jerky movements that
Transport des Meßtasters zwischen dem Magazin und dem Meßort auftreten. Man ist deshalb gezwungen, die Rückstellfederkräfte der trägen Masse dieses Schalters verhältnismäßig groß zu bemessen, so daß der Schalter nur anspricht, wenn die Spindel hohe Drehzahlen erreicht oder stark beschleunigt oder verzögert wird. Diese Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion der bekannten Aktivierungsvorrichtung verlängert einerseits die Betriebszeit des Übertragungskanals und wirkt dem Stromspareffekt entgegen und verlängert andererseits den Meßzyklus zu Lasten der Stückzeit für die Bearbeitung des Werkstücks insgesamt.Transport of the measuring probe between the magazine and the measuring location. It is therefore necessary to make the return spring forces of the inert mass of this switch relatively large, so that the switch only responds when the spindle reaches high speeds or is accelerated or decelerated significantly. This requirement for the proper functioning of the known activation device extends the operating time of the transmission channel and counteracts the power saving effect, and extends the measuring cycle at the expense of the time required to machine the workpiece as a whole.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, mit denen die Betriebszeit des Übertragungskanals verkürzt und besser an die zur Durchführung des Meßvorgangs erforderliche Zeitspanne angepaßt werden kann.The invention is based on the object of specifying measures by means of which the operating time of the transmission channel can be shortened and better adapted to the time period required to carry out the measuring process.
Die Erfindung geht von einem Meßtaster zum zeitweiligen Anbringen an der Werkzeugspindel einer Bearbeitungsmaschine aus, der ein Gehäuse, einen an dem Gehäuse gelagerten Taststift, eine in dem Gehäuse angeordnete von einer Stromquelle versorgte elektronische Baugruppe, die beim Auslenken des Taststiftes aus der Ruhestellung ein Meßsignal erzeugt sowie eine, z.B. in Abhängigkeit von einer Bewegung und/oder Stellung des Meßtasters schaltende Schalteinrichtung umfasst, durch welche im Zusammenwirken mit der elektronischen Baugruppe ein Übertragungskanal, über den das Meßsignal zu einer Empfangs- und Auswerteeinrichtung der Bearbeitungsmaschine übertragen werden kann, aktivierbar oder deaktivierbar ist. Der Kerngedanke der Erfindung liegt nun darin, dass die elektronische Baugruppe zur Kontrolle der Schaltvorrichtung vom Erreichen ihrer Schaltstellung auf Weiterbestehen der Schaltstellung und zur Auslösung der Aktivierung oder Deaktivierung des Übertragungskanals ausgelegt ist, wenn für die Dauer einer vorgegebenenThe invention is based on a measuring probe for temporary attachment to the tool spindle of a processing machine, which comprises a housing, a stylus mounted on the housing, an electronic assembly arranged in the housing and supplied with power, which generates a measurement signal when the stylus is deflected from the rest position, and a switching device which switches, for example, depending on a movement and/or position of the measuring probe, by means of which, in cooperation with the electronic assembly, a transmission channel via which the measurement signal can be transmitted to a receiving and evaluation device of the processing machine can be activated or deactivated. The core idea of the invention is that the electronic assembly is designed to control the switching device from reaching its switching position to the continuation of the switching position and to trigger the activation or deactivation of the transmission channel if, for the duration of a predetermined
Abfragezeit die Schaltstellung ununterbrochen fortbesteht. Die vorgeschlagene und durch ihre funktioneilen Merkmale beschriebene elektronische Baugruppe hat zur Folge, daß eine empfindlichere Schaltvorrichtung verwendet werden kann und trotzdem Fehlsignale in Folge von stoßartigen Transportbewegungen des Meßtasters vermieden werden. Die Abfragezeit kann zum Beispiel eine oder zwei Sekunden betragen. Infolge der höheren Empfindlichkeit der Schaltvorrichtung kann z.B. die Spindeldrehzahl oder die Spindelbeschleunigung zum Auslösen des Aktivierungssignals geringer als bisher sein. In Abhängigkeit davon, in welcher Position die Schaltvorrichtung die Schaltstellung erreichen soll, d.h. in der aktiven Meßposition oder in der inaktiven Parkposition, ist das Weiterbestehen der Schaltstellung entweder ein Auslöser für die Aktivierung oder Deaktivierung des Übertragungskanals. Für beide Möglichkeiten entscheidend, ist jedoch der "Überprüfungszeitraum", in welcher die Schaltvorrichtung ohne Unterbrechung die Schaltstellung einnehmen muss.query time the switching position remains uninterrupted. The proposed electronic assembly, described by its functional features, means that a more sensitive switching device can be used and yet false signals due to sudden transport movements of the measuring probe are avoided. The query time can be one or two seconds, for example. Due to the higher sensitivity of the switching device, the spindle speed or the spindle acceleration for triggering the activation signal can be lower than before. Depending on the position in which the switching device is to reach the switching position, i.e. in the active measuring position or in the inactive parking position, the continued existence of the switching position is either a trigger for the activation or deactivation of the transmission channel. The decisive factor for both options, however, is the "check period" in which the switching device must assume the switching position without interruption.
In Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, als Schaltvorrichtung einen Neigungsschalter zu verwenden, der seine Schaltstellung innerhalb eines bestimmten Neigungsstellungsbereichs des Meßtasters bezüglich einer Querachse einnimmt. Das Ereignis, welches das Aktivierungsbzw. Deaktivierungssignal auslöst, ist in diesem Fall also keine Bewegung, sondern eine Positionseinnahme des Meßtasters in einer bezüglich einer Querachse des Meßtastergehäuses definiert geneigten Position. Das z.B. kurze Innehalten in einer Aktivierungsposition während der Transportbewegung vom Werkzeugmagazin zum Meßort bedarf eines wesentlich geringeren Zeitaufwandes als das Hochbeschleunigen auf eine bestimmte Drehzahl und das anschließende Abbremsen, so wie bei der Aktivierung des Meßtasters durch einen Fliehkraftschalter. Neigungsschalter sind vor allem dann vorteilhaft, wenn der Meßtaster und die Bearbeitungswerkzeuge in einem MagazinIn a further development of the invention, it is advantageous to use a tilt switch as the switching device, which assumes its switching position within a certain tilt range of the measuring probe with respect to a transverse axis. In this case, the event that triggers the activation or deactivation signal is not a movement, but rather the assumption of a position by the measuring probe in a defined inclined position with respect to a transverse axis of the measuring probe housing. For example, briefly pausing in an activation position during the transport movement from the tool magazine to the measuring location requires significantly less time than accelerating to a certain speed and then braking, as is the case when activating the measuring probe using a centrifugal switch. Tilt switches are particularly advantageous when the measuring probe and the processing tools are in a magazine.
bereitgehalten werden, das drehbar gelagert ist (Revolvermagazin). Der maßgebende Neigungsstellungsbereich zum Aktivieren des Übertragungskanals kann zum Beispiel bei einer lotrechten Werkzeugspindel die lotrechte Stellung des Meßtasters mit nach unten weisendem Taststift und die davon um einige Winkelgrade abweichenden Stellungen umfassen.which is rotatably mounted (revolving magazine). The relevant inclination position range for activating the transmission channel can, for example, in the case of a vertical tool spindle, include the vertical position of the measuring probe with the stylus pointing downwards and the positions deviating from this by a few degrees.
Als Neigungsschalter eignet sich vorzugsweise ein Flüssigkeitsschalter, insbesondere ein Quecksilberschalter. Das die Flüssigkeit aufnehmende Schaltergefäß kann aus einem leitenden oder nicht leitenden Werkstoff bestehen und nach Bedarf gestaltete Elektroden aufweisen.A liquid switch, in particular a mercury switch, is preferably suitable as a tilt switch. The switch vessel containing the liquid can be made of a conductive or non-conductive material and can have electrodes designed as required.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet der Taststift mit einer Meßkontaktvorrichtung zur Erfassung einer Taststiftauslenkung die Schaltvorrichtung, wobei die elektronische Baugruppe zur Deaktivierung des Übertragungskanals ausgelegt ist, wenn die Meßkontaktvorrichtung eine Auslenkung des Taststiftes erfaßt, die länger als eine vorgegebene Zeitspanne ununterbrochen fortbesteht.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the stylus with a measuring contact device for detecting a stylus deflection forms the switching device, wherein the electronic assembly is designed to deactivate the transmission channel when the measuring contact device detects a deflection of the stylus that persists uninterrupted for longer than a predetermined period of time.
Danach wird auf eine separate Schaltvorrichtung zur Deaktivierung des Übertragungskanals verzichtet. Vielmehr übernimmt der bereits vorhandene Taststift mit einer Meßkontaktvorrichtung diese Funktion. Man muß sich das so vorstellen, daß der Taststift des Meßtasters an seinem Aufbewahrungsort beispielsweise derart untergebracht ist, daß der Taststift ständig ausgelenkt ist. D.h. sobald der Meßtaster an den Aufbewahrungsort gelangt, wird der Taststift des Meßtasters durch geeignete Mittel ausgelenkt, wodurch der Übertragungskanal nach einer vorgegebenen Abfragezeit abschaltet.After that, a separate switching device for deactivating the transmission channel is dispensed with. Instead, the existing stylus with a measuring contact device takes over this function. You have to imagine that the stylus of the measuring probe is housed in its storage location in such a way that the stylus is constantly deflected. This means that as soon as the measuring probe reaches the storage location, the stylus of the measuring probe is deflected by suitable means, which switches off the transmission channel after a predetermined query time.
Vorzugsweise ist die elektronische Baugruppe zur Aktivierung des Übertragungskanals ausgelegt, sobald derPreferably, the electronic assembly is designed to activate the transmission channel as soon as the
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Meßkontaktsehalter keine Auslenkung des Taststiftes erkennt. D.h. in dem Moment, in welchem der Meßtaster aus seiner Aufbewahrungsstelle entnommen wird, schaltet sich der Übertragungskanal ein.The measuring contact holder does not detect any deflection of the probe pin. This means that the moment the measuring probe is removed from its storage location, the transmission channel is switched on.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.Two embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing.
Im Einzelnen zeigtIn detail,
Fig. 1 eine hinsichtlich seines GehäuseInhalts schematische Darstellung eines ersten Meßtasters,Fig. 1 is a schematic representation of a first measuring probe with regard to its housing contents,
Fig. 2 ein Funktionsschema betreffend die Aktivierung eines Übertragungskanals undFig. 2 a functional diagram concerning the activation of a transmission channel and
Fig. 3 eine schematische Darstellung einesFig. 3 is a schematic representation of a
Quecksilberschalters in drei verschiedenen Positionen.Mercury switch in three different positions.
Fig. 4a und 4bFig. 4a and 4b
einen schematisch„dargestellten zweiten Meßtaster in einer Werkzeugmagazin- und einer Spindelposition.a schematically shown second measuring probe in a tool magazine and a spindle position.
Der in Fig. 1 dargestellte Meßtaster hat ein zylindrisches Gehäuse 1, einen Mittelteil 2 und einen Aufnahmekegel 3. Die Außenform des Meßtasters ist insgesamt rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse 4 ausgebildet. Der Aufnahmekegel 3 kann durch Einfügen in einen entsprechenden Hohlkegel an der Werkzeugspindel einer Bearbeitungsmaschine mit dieser Spindel verbunden werden, wie Fräser, Bohrer oder andere Bearbeitungswerkzeuge. Unten ragt aus dem Gehäuse 1 ein Taststift 5 heraus, der am Ende mit einer Saphirkugel 6 versehen ist. Der Taststift ist bezüglich eines Drehpunkts 7The measuring probe shown in Fig. 1 has a cylindrical housing 1, a central part 2 and a receiving cone 3. The external shape of the measuring probe is rotationally symmetrical to a central axis 4. The receiving cone 3 can be connected to the spindle of a processing machine by inserting it into a corresponding hollow cone on the tool spindle of this machine, such as milling cutters, drills or other processing tools. A stylus 5 protrudes from the bottom of the housing 1, which is provided with a sapphire ball 6 at the end. The stylus is pivotable with respect to a pivot point 7.
taumelfähig gelagert und nimmt normalerweise eine Ruhestellung ein, in welcher er mit der Mittelachse 4 fluchtet. Wird die Tastkugel seitlich an ein Werkstück angefahren, so kommt es zur Auslenkung des TastStifts 5 entgegen einer rückstellenden Federkraft. Eine ausgelenkte Stellung ist strichpunktiert angedeutet.It is mounted so that it can wobble and normally assumes a rest position in which it is aligned with the central axis 4. If the probe ball is moved laterally to a workpiece, the probe pin 5 is deflected against a restoring spring force. A deflected position is indicated by a dash-dotted line.
Der Taststift 5 steht, wie bekannt, mit einer nicht dargestellten elektrischen Meßkontaktvorrichtung in Verbindung. Diese schaltet schon bei geringster Auslenkung des Taststiftes zur Erzeugung eines Meßsignals, das über eine Infrarotstrecke 8 zu einer Empfangs- und Auswerteeinrichtung 9 übertragen wird. Diese ist an der Bearbeitungsmaschine fest angebracht und über ein Kabel 10 mit der Maschinensteuerung verbunden. An dem Mittelteil 2 befinden sich über den umfang verteilt vier Infrarotsender 11, um bei jeder beliebigen Drehwinkelstellung des Meßtasters die Infrarotempfänger 12 zu erreichen, von denen im Beispiel drei an der Empfangs- und Auswerteeinrichtung 9 angebracht sind.The stylus 5 is, as is known, connected to an electrical measuring contact device (not shown). This switches at even the slightest deflection of the stylus to generate a measuring signal, which is transmitted via an infrared path 8 to a receiving and evaluation device 9. This is permanently attached to the processing machine and connected to the machine control via a cable 10. Four infrared transmitters 11 are located on the middle part 2, distributed around the circumference, in order to reach the infrared receivers 12 at any angle of rotation of the measuring probe, three of which are attached to the receiving and evaluation device 9 in the example.
Die elektronischen Bauteile des Infrarotsenders befinden sich auf einer Schaltungsplatine 13, die in dem Gehäuse 1 des Meßtasters unterbracht ist. An dieser Platine 13 ist auch die nicht dargestellte Meßkontaktvorrichtung angeschlossen. Außerdem sind Stromquellen 14 in dem Gehäuse 1 untergebracht, welche die Platine versorgen.The electronic components of the infrared transmitter are located on a circuit board 13 which is housed in the housing 1 of the measuring probe. The measuring contact device (not shown) is also connected to this board 13. In addition, power sources 14 which supply the board are housed in the housing 1.
Bei der elektronischen Baugruppe, welche in der Schaltungsplatine 13 verwirklicht ist, sind zwei Betriebszustände zu unterscheiden, nämlich ein Schlafzustand mit abgeschalteten Infrarotsendern und sehr geringem Stromverbrauch einerseits und ein Funktionszustand mit aktivierter Infrarotstrecke 8 andererseits. Nur im Funktionszustand kann das Meßsignal und gegebenenfalls ein Gefahrsignal zum Stillsetzen der Bearbeitungsmaschine übertragen werden.In the electronic assembly, which is implemented in the circuit board 13, two operating states can be distinguished, namely a sleep state with switched off infrared transmitters and very low power consumption on the one hand and a functional state with activated infrared path 8 on the other. Only in the functional state can the measuring signal and, if necessary, a danger signal for stopping the processing machine be transmitted.
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Um vom Schlafzustand in den Funktionszustand überzuschalten, ist in dem Gehäuse 1 ein Neigungsschalter 15 untergebracht. Dieser ist ebenfalls an der Schaltungsplatine 13 angeschlossen und in Fig. 1 nur grob schematisch dargestellt. Er läßt ein primäres Aktivierungssignal, welches den Funktionszustand des Übertragungskanals noch nicht herbeiführt, dann entstehen, wenn der Meßtaster etwa in eine vertikale Stellung gelangt, bei der der Taststift nach unten steht. Dabei ist vorausgesetzt, daß der Meßtaster bei der Aufbewahrung im Werkzeugmagazin eine gegenüber seiner Meßstellung geneigte Stellung einnimmt.In order to switch from the sleep state to the functional state, a tilt switch 15 is housed in the housing 1. This is also connected to the circuit board 13 and is only shown schematically in Fig. 1. It generates a primary activation signal, which does not yet bring about the functional state of the transmission channel, when the measuring probe reaches a vertical position with the stylus pointing downwards. This assumes that the measuring probe assumes a position inclined relative to its measuring position when stored in the tool magazine.
Mit Hilfe einer Besonderheit der elektronischen Baugruppe gelingt es, trotz eventuell zu erwartender Erschütterungen ein zuverlässiges und unzweideutiges sekundäres Aktivierungssignal zu erhalten.Thanks to a special feature of the electronic assembly, it is possible to obtain a reliable and unambiguous secondary activation signal despite any vibrations that may be expected.
Die Wirkungsweise der elektronischen Baugruppe wird anhand von Fig. 2 beschrieben. Hierin sind drei wesentliche Schaltzustände bzw. Signale über der Zeit aufgetragen. Die unterste Zeile A zeigt den Status des Übertragungskanals, d. h. der Infrarotstrecke 8. In der zweiten Zeile B ist das_ . Abfragesignal eines Mikroprozessors dargestellt, der bspw. Teil der elektronischen Baugruppe ist und in der dritten Zeile C die Schaltstellung des im Meßtaster eingebauten Neigungsschalters 15. Der Mikroprozessor umfaßt einen Zähler, der beim Einschalten des Neigungsschalters 15 zu zählen beginnt und nach einer bestimmten Abfragezeit ta von z. B. 2 Sekunden das sekundäre Aktivierungssignal für die Infrarotstrecke 8 gibt. Dauert jedoch währenddessen die Schaltstellung des Neigungsschalters 15 nicht ununterbrochen an, so wird der Zähler zurückgesetzt und beginnt wieder von neuem zu zählen. Damit soll erreicht werden, daß nicht jedes vielleicht zufällige kurze Ansprechen des Neigungsschalters 15 schon zu einer Aktivierung derThe operation of the electronic assembly is described using Fig. 2. In this, three essential switching states or signals are plotted against time. The bottom line A shows the status of the transmission channel, i.e. the infrared path 8. The second line B shows the query signal of a microprocessor, which is part of the electronic assembly, and the third line C shows the switching position of the inclination switch 15 built into the measuring probe. The microprocessor includes a counter which begins to count when the inclination switch 15 is switched on and after a certain query time ta of e.g. 2 seconds, gives the secondary activation signal for the infrared path 8. However, if the switching position of the inclination switch 15 does not last continuously during this time, the counter is reset and begins to count again. This is to ensure that not every perhaps accidental brief response of the inclination switch 15 leads to an activation of the
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Infrarotstrecke 8 führt. Dies soll vielmehr erst dann geschehen, wenn das Signal dieses Schalters über die Abfragezeit ta hinweg ununterbrochen bleibt, was die Gewähr bietet, daß der Meßtaster in seiner vertikalen Stellung zur Ruhe gekommen ist und für die Messung bereitsteht.infrared path 8. This should only happen when the signal from this switch remains uninterrupted for the query time ta, which ensures that the measuring probe has come to rest in its vertical position and is ready for measurement.
Zu Beginn des betrachteten Zeitablaufs befindet sich der Meßtaster in einer horizontalen Aufbewahrungsstellung, was symbolisch angedeutet ist. Zum Zeitpunkt ti schaltet der Neigungsschalter 15 ein (primäres Signal). Das System faßt dies als vertikale Meßtasterstellung auf und der Mikroprozessor beginnt zu zählen. Bevor jedoch die volle Abfragezeit ta aufgelaufen ist, erfährt das Signal des Neigungsschalters 15 eine Unterbrechung. Er öffnet bei t2 und schließt bei t3 sofort wieder. Demzufolge beginnt der Mikroprozessor von neuem zu zählen. Dieses Mal wird das Ende der Abfragezeit ta bei t4 erreicht und in diesem Fall wird durch den Mikroprozessor ein sekundäres Aktivierungssignal gegeben, das in der Zeile A dargestellt ist und die Infrarotstrecke 8 tatsächlich aktiviert.At the beginning of the time sequence under consideration, the probe is in a horizontal storage position, which is indicated symbolically. At time ti, the tilt switch 15 switches on (primary signal). The system interprets this as a vertical probe position and the microprocessor starts counting. However, before the full scanning time ta has elapsed, the signal from the tilt switch 15 is interrupted. It opens at t2 and closes again immediately at t3. As a result, the microprocessor starts counting again. This time, the end of the scanning time ta is reached at t4 and in this case the microprocessor gives a secondary activation signal, which is shown in line A and actually activates the infrared path 8.
In gleicher Weise vermag das System auch mehrere Unterbrechungen oder aufeinanderfolgende kurze primäre Einschaltimpulse des Neigungsschalters 15 zu erkennen und eine fälschliche Aktivierung der Infrarotstrecke zu verhindern.In the same way, the system is also able to detect several interruptions or successive short primary switch-on pulses of the tilt switch 15 and prevent false activation of the infrared path.
Im Gegensatz zu dem Neigungsschalter 15 nach Fig. 1, der als Flüssigkeitsschalter mit zwei parallelen Elektrodenstiften ausgebildet ist, soll Fig. 3 veranschaulichen, wie durch eine andere Gestaltung der Elektroden bei einem Quecksilberschalter erreicht werden kann, daß unabhängig von der Winkellage bezüglich der Mittelachse der Schaltwinkel beim Neigen um eine Querachse immer der Gleiche ist und daß bei einer Neigung um 180° der Schalter nicht ebenfalls schließt.In contrast to the tilt switch 15 according to Fig. 1, which is designed as a liquid switch with two parallel electrode pins, Fig. 3 is intended to illustrate how a different design of the electrodes in a mercury switch can ensure that, regardless of the angular position with respect to the central axis, the switching angle is always the same when tilted about a transverse axis and that the switch does not close when tilted by 180°.
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• t ·•t ·
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Der dargestellte Quecksilberschalter hat ein rotationssyminetrisches Glasgefäß 16 mit einer Mittelachse 17. In das Glasgefäß ragt ein koaxialer Elektrodenstift 18 hinein. Andererseits enthält das Glasgefäß über eine seitliche Zuleitung eine Ringelektrode 19. Fig. 3a zeigt die Stellung, in welcher ein Quecksilbertropfen 20 die beiden Elektroden miteinander verbindet. In Fig. 3b hingegen ist das Glasgefäß 16 geneigt und der Quecksilbertropfen hat den Elektrodenstift 18 freigegeben. Der Schaltwinkel ist bei jeglicher Winkelstellung bezüglich der Mittelachse 17 der Gleiche. Fig. 3c endlich zeigt das Glasgefäß 16 auf dem Kopf stehend. Der Quecksilbertropfen 20 umgibt den Elektrodenstift 18 und läßt keinen Kontakt zur Ringelektrode 19 entstehen.The mercury switch shown has a rotationally symmetrical glass vessel 16 with a central axis 17. A coaxial electrode pin 18 projects into the glass vessel. On the other hand, the glass vessel contains a ring electrode 19 via a lateral supply line. Fig. 3a shows the position in which a mercury drop 20 connects the two electrodes to one another. In Fig. 3b, however, the glass vessel 16 is tilted and the mercury drop has released the electrode pin 18. The switching angle is the same for any angular position with respect to the central axis 17. Finally, Fig. 3c shows the glass vessel 16 upside down. The mercury drop 20 surrounds the electrode pin 18 and does not allow any contact to be made with the ring electrode 19.
Der in den Figuren 4a und 4b dargestellte Meßtaster 40 ist bezüglich der Außenform baugleich zum Meßtaster gemäß Figur 1. Im Gegensatz zu diesem Meßtaster weist der Meßtaster 40 jedoch keinen separaten Neigungsschalter 15 auf. Vielmehr wird der Taststift 5 mit nachgeordneter, nicht dargestellter Meßkontaktvorrichtung auch zur Deaktivierung bzw. Aktivierung des Übertragungskanals 8 genutzt.The measuring probe 40 shown in Figures 4a and 4b is identical in terms of its external shape to the measuring probe according to Figure 1. In contrast to this measuring probe, however, the measuring probe 40 does not have a separate inclination switch 15. Rather, the stylus 5 with a downstream measuring contact device (not shown) is also used to deactivate or activate the transmission channel 8.
Dabei ist die elektronische Baugruppe dazu ausgelegt, den Meßtaster in eine "Schlafstellung" zu überführen, wenn der Taststift 5 für eine bestimmte Zeitdauer, z.B. 30 sek. ununterbrochen ausgelenkt ist. Dazu kann an einem Aufbewahrungsort im Werkzeugmagazin ein entsprechender Anlagebügel 41 vorgesehen werden, durch welchen der Taststift 5 in der Ruheposition des Meßtasters 40 immer ausgelenkt ist.The electronic assembly is designed to transfer the measuring probe into a "sleep position" when the stylus 5 is continuously deflected for a certain period of time, e.g. 30 seconds. For this purpose, a corresponding support bracket 41 can be provided at a storage location in the tool magazine, by means of which the stylus 5 is always deflected in the rest position of the measuring probe 40.
In Fig. 4b ist der Meßtaster 40 in eine Spindelaufnahme 42 eingesetzt. Der Taststift ist nicht ausgelenkt, sondern befindet sich in der Ruheposition.In Fig. 4b, the measuring probe 40 is inserted into a spindle holder 42. The stylus is not deflected, but is in the rest position.
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Die elektronische Baugruppe ist vorzugsweise so ausgestaltet, daß der Meßtaster und damit der Übertragungskanal in dem Moment aktiviert wird, wenn der Taststift 5 aus einer ausgelenkten Position, in welcher er sich länger als die vorgegebene Zeitspanne, z.B. 30 sek. befunden hat, in die Ruhestellung gemäß Fig. 4b zurückkehrt.The electronic assembly is preferably designed such that the measuring probe and thus the transmission channel are activated at the moment when the stylus 5 returns from a deflected position in which it has been for longer than the predetermined period of time, e.g. 30 seconds, to the rest position according to Fig. 4b.
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Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
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