DE202010001139U1

DE202010001139U1 - Werkstück-Messvorrichtung

Info

Publication number: DE202010001139U1
Application number: DE201020001139
Authority: DE
Original assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Current assignee: WVL Werkzeug und Vorrichtungsbau Lichtenstein GmbH
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2020-01-19

Abstract

Werkstück-Messvorrichtung für das sensorische mit einem Meisterstück vergleichende Messen von unregelmäßig geformten, pyramiden- oder kegel-stumpfartig schräg oder spitz nach oben verlaufend ausgebildeten Werkstücken, die auch jeweils über eine plane Auflagefläche oder über eine Auflagefläche mit drei an dieser angeordneten Auflagefüßen verfügen, dadurch gekennzeichnet,
dass jedes Werkstück (1) mit einer planen Auflagefläche (1.2) oder mit drei Auflagefüßen (1.3) auf der Vorrichtungsplatte (2.2) oder auf dem Vorrichtungsgestell (2.1) aufliegend, mit je einem Zentrierbolzen (6) und einem Richtbolzen (7) in den Mittenbohrungen (1.5) der Auflagefüße (1.3) aufgenommen, lagebestimmt ist und an den festgelegten Messpunkten (1.6) die Mess-Sensoren (4) kontaktiert und
dass an einer der schräg nach oben gerichteten Werkstück-Konturflächen (1.4) das Werkstück (1) mittels einer, entsprechend schräg gestellt auf der Vorrichtungsplatte (2.2) angeordneten Komponenten-Kombination (3), aus einem Schwenk-Spannarm (3.1) und einem Kontaktschalter (3.3) für gleichzeitiges Sensoren-Ein- und Ausschaltung bestehend, klemm- und lösbar ist und
dass die senkrecht an sowie unter...

Description

Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 definierten Werkstück-Messvorrichtung aus, deren Funktionselemente so ausgebildet sind, bestimmte unregelmäßig geformte pyramiden- oder kegel-stumpfartig schräg oder spitz nach oben verlaufend ausgebildete Werkstücke zu messen.
Aus den technologischen Abläufen in Werkstätten und Fertigungsabteilungen der metallverarbeitenden Industrie ist es bekannt derartige unregelmäßig geformte Werkstücke spanlos u. a. auf Druckgießanlagen herzustellen.
Die so hergestellten Werkstücke verfügen in der Regel über eine hohe Maß- und Oberflächenqualität. Um dies für jedes Werkstück zu gewährleisten, sind die Werkstücke einer Maß- und Formprüfung zu unterziehen.
In unmittelbarer Nähe der Fertigungseinrichtung oder der jeweiligen Maschine, hier beispielsweise unmittelbar neben der Druckgießanlage, wird eine Werkstück-Messvorrichtung stationiert mit der jedes der hergestellten Werkstücke einem vergleichenden Messen mit einem Meisterstück unterzogen wird.
Die Anwendung von Messvorrichtungen, wobei die jeweilige Vorrichtung ausschließlich zum wiederholgenauen Positionieren und Justieren der zu messenden Werkstücke unter Verwendung von Meisterstücken zum Einsatz kommt, ist ebenfalls bekannter Stand der Technik.
Nachteilig ist, dass an den für das Messen der Werkstücke benötigten Auflage- und Stützelementen in den üblichen Werkstück-Messvorrichtungen ebenso wie für die Positionsbestimmung der Werkstück-Messpunkte in diesen keine sensorischen Elemente für eine intelligente Feststellung und Auswertung der Messwerte zur Anwendung kommen.
Dem gegenüber kommen nach DE 20 2009 002 164 U1 Werkstück-Stützelemente und Werkstückbohrungs-Kontrollelemente an aus Elementen von modularen Vorrichtungssystemen gefügten Werkstück-Spannvorrichtungen zur Anwendung, die mit elektronischen Sensoren für die Werkstück-Auflagekontrolle ausgestattet ist.
Nachteilig ist, dass mit diesen Komponenten insbesondere nur Werkstücke mit planen An- und Auflageflächen auf den mit elektronischen Sensoren ausgestatteten Stütz- und Kontrollelementen zur An- oder Auflage kommen. Diese Elemente sind offen zugängig angeordnet und gegen Späne und unbeabsichtigtes Anstoßen nicht abgesichert.
In DE 10 2008 052 809 ist eine Vorrichtung für gespannte Werkstücke beschrieben, die gleichzeitig während des Fertigungsprozesses am Werkstück auch als Messvorrichtung für dieses Werkstück fungiert.
Insbesondere bei der Fertigung von forminstabilen Werkstücken werden an vorausbestimmten Messpunkten des Werkstückes vorübergehend vorhandene oder dauerhaft verbleibende Verformungen dynamischen mittels elektronischer Sensoren festgestellt und intelligent bewertet, nach dem die ermittelten Messdaten über ein Funkmodul einem Rechner oder der Steuerung der Fertigungseinrichtung oder der jeweiligen Maschine zuleitet wurden.
Nachteilig ist bei Anwendung einer derartigen Spann- und Messvorrichtung, dass an formstabil strukturierten und unregelmäßig geformten Werkstücken mit Messpunkten auf schräg verlaufenden Außenflächen nach ihrer Fertigstellung in nicht spanenden Fertigungseinrichtungen, z. B. in einer Druckgießanlage, die Maß- und Oberflächenqualität nicht exakt und vergleichbar gemessen werden kann.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde eine Werkstück-Messvorrichtung so auszubilden, dass unregelmäßig geformte pyramiden- oder kegel-stumpfartig mit schräg verlaufenden Außenflächen ausgestattete Werkstücke mittels elektronischen Sensoren intelligent gemessen werden können und mit Auswertekomponenten informationsverbunden sind.
Es stellt sich die Aufgabe, die Werkstück-Messvorrichtung und ihre Funktionskomponenten so auszubilden, dass derartige unregelmäßig geformte Werkstücke, die beispielsweise auf Druckgießanlagen hergestellt werden für die Herstellung der Maß- und Obeflächenqualität in einer wiederholgenauen Lage zu positionieren, zu klemmen bzw. zu lösen und sensorisch mit einem Meisterstück vergleichend messen zu können. Dabei sind die Mess-Sensoren gegen Späne und unbeabsichtigtes Anstoßen abzusichern.
Diese Aufgabe wird durch den Schutzanspruch 1 wie folgt gelöst:
Jedes auf der Vorrichtungsplatte oder auf dem Vorrichtungsgestellt der Messvorrichtung aufliegende sensorisch zu messende Werkstück ist mit je einem Zentrierbolzen und einem Richtbolzen wiederholgenau so lagebestimmt dass die verfahrensbedingt und werkstückabgängig bestimmten Messpunktes des Werkstückes die Mess-Sensoren der Messvorrichtung kontaktieren. Durch eine Schutz-Abdeckplatte, durch Schutzwände und Schutzhalterungen sind die Mess-Sensoren gegen Späne, Verunreinigungen und unbeabsichtigtes Anstoßen gesichert. Das Werkstück wird an einer der schräg nach oben gerichteten Werkstück-Konturflächen mittels einer aus Schwenkspannern und Kontaktschalter bestehenden Komponenten-Kombination in der vorher bestimmten Lage geklemmt und nach der Messung gelöst.
Weitere Ausstattungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 und 3 angegeben. Sie betreffen die Sicherung einer gleichbleibenden Messposition des Meisterstückes mittels eines Erkennungskontaktes und die Anordnung mindestens eines Lichtsignalgebers, der mit den Mess-Sensoren leistungs- und informationsverbunden ist, an der Messvorrichtung.
Die Erfindung und ihre Anwendung ist an einem Ausführungsbeispiel in den Fig. vereinfacht dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1: eine Vorderansicht der Messvorrichtung mit einem Meisterteil oder Werkstück
2: eine Draufsicht nach 1, ohne Meisterteil oder Werkstück
3: eine Teilansicht von 1
4: eine Ansicht der Komponenten-Kombination, als Draufsicht nach 3
Die in 1 und 2 vereinfacht dargestellte Messvorrichtung 2 besteht im Wesentlichen aus einem tischförmigen Vorrichtungsgestell 2.1 mit der Vorrichtungsplatte 2.2 und Tischfüßen, um die, stirnseitig anliegend, die Schutzwände 2.3 nach unten gerichtet, angeordnet sind.
An waagerechten Trägerkomponenten des Vorrichtungsgestells 2.1, unter der waagerechten Vorrichtungsplatte 2.2 gelegen, befinden sich der Zentrierbolzen 6 und der Richtbolzen 7 die senkrecht nach oben gerichtet in die Mittenbohrungen 1.5 von zwei der insgesamt drei Auflagefüße 1.3 des Werkstückes 1 oder des Meisterstückes 1.1 ragen und diese in ihrer Messposition lagebestimmen. Die drei Auflagefüße 1.3 sind den der planen Auflagefläche 1.2 an der Unterseite des Werkstückes 1 oder des Meisterstückes 1.1 angeordnet. In der waagerechten Vorrichtungsplatte 2.2 sind in senkrechter Lage abhängig von den festgelegten Messpunkten 1.6 des Werkstückes 1 oder des Meisterstückes 1.1 die Haltekomponenten für die Mess-Sensoren 4 angeordnet und befestigt. Über der waagerechten Vorrichtungsplatte 2.2 befindet sich in einem genau tolerierten Abstand die ebenfalls waagerecht angeordnete Schutz-Abdeckplatte 2.5. Durch ein werkstückabhängig angeordnetes Raster senkrechter Bohrungen ragen die senkrechten Mess-Sensoren 4 und die Auflagefüße 1.3. Auf der planen Oberseite der Schutz-Abdeckplatte 2.5 ist das unregelmäßig geformte Werkstück 1 oder das Meisterstück 1.1 angeordnet und mittels des Zentrierbolzen 6 und des Richtbolzen 7 in seiner Lage in waagerechter Richtung, mit den zwei Messpunkten 1.6 an den zwei auf der Vorrichtungsplatte 2.2 angeordneten Mess-Sensoren 4 kontaktierend, bestimmt. Diese beiden Mess-Sensoren 4 und ihre Haltekomponenten sind in rohrförmigen Schutzhalterungen 2.4 angeordnet.
Ergänzend ist in 3 und 4 dargestellt, dass das Werkstück 1 oder das Meisterstück 1.1 an einer seiner schräg nach oben gerichteten Werkstück-Konturflächen 1.4 mittels einer auf der Vorrichtungsplatte 2.2 angeordneten Komponenten-Kombination 3, bestehend aus dem Schwenk-Spannarm 3.1 der in dem Lagerbock 3.2 um 90° schwenkbar aufgenommen ist und dem Kontaktschalter 3.3 für gleichzeitiges Sensoren-Ein- und Ausschalten, geklemmt ist und nach Abschluss der Werkstückmessung wieder gelöst werden kann. Die Schrägstellung des mit einem Druckstück ausgestatteten Schwenk-Spannarm 3.1 entspricht dem Winkel der schräg ansteigenden Werkstück-Kontaktfläche 1.4
Im Gegensatz zum Werkstück 1. ist der Anlagefuß 1.3 des Meisterstückes 1.1, welcher nicht mit den Mittenbohrungen 1.5 für die Aufnahme des Zentrierbolzen 6 und des Richtbolzen 7 ausgestattet ist, verlängert und mit einer Formänderung ausgestattet. Diese als Längsnut ausgebildete Formänderung ist der Erkennungskontakt für und mit dem Schalter 5 für die gleichbleibende Messposition des Meisterstückes 1.1 in der Werkstück-Messvorrichtung 2.
In 2 ist die Anordnung eines Lichtsignalgebers 8 auf der Vorrichtungsplatte 2.2 dargestellt. Dieses als Bedienerinformationskomponente genutztes Gerät ist u. a. mit den fünf Mess-Sensoren 4 der Werkstück-Messvorrichtung 2 leitungs- und informationsverbunden.

1: Werkstück
1.1: Meisterstück
1.2: plane Auflagefläche (an 1)
1.3: Auflagefüße (an 1)
1.4: Werkstück-Konturflächen
1.5: Mittenbohrungen (an 1.3)
1.6: Messpunkte (von 1)
2: Werkstück-Messvorrichtung
2.1: Vorrichtungsgestell
2.2: Vorrichtungsplatte
2.3: Schutzwände (an 2.1 und 2.2)
2.4: Schutzhalterungen
2.5: Schutz-Abdeckplatte (über 2.2)
3: Komponenten-Kombination
3.1: Schwenk-Spannarm
3.2: Lagerbock (für 3.2)
3.3: Kontaktschalter
4: Mess-Sensoren
5: Kontaktschalter (für 1.1)
6: Zentrierbolzen (an 1.3)
7: Richtbolzen (an 1.3)
8: Lichtsignalgeber (an 2.1)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 202009002164 U1 [0007]
- DE 102008052809 [0009]

Claims

Werkstück-Messvorrichtung für das sensorische mit einem Meisterstück vergleichende Messen von unregelmäßig geformten, pyramiden- oder kegel-stumpfartig schräg oder spitz nach oben verlaufend ausgebildeten Werkstücken, die auch jeweils über eine plane Auflagefläche oder über eine Auflagefläche mit drei an dieser angeordneten Auflagefüßen verfügen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Werkstück (1) mit einer planen Auflagefläche (1.2) oder mit drei Auflagefüßen (1.3) auf der Vorrichtungsplatte (2.2) oder auf dem Vorrichtungsgestell (2.1) aufliegend, mit je einem Zentrierbolzen (6) und einem Richtbolzen (7) in den Mittenbohrungen (1.5) der Auflagefüße (1.3) aufgenommen, lagebestimmt ist und an den festgelegten Messpunkten (1.6) die Mess-Sensoren (4) kontaktiert und dass an einer der schräg nach oben gerichteten Werkstück-Konturflächen (1.4) das Werkstück (1) mittels einer, entsprechend schräg gestellt auf der Vorrichtungsplatte (2.2) angeordneten Komponenten-Kombination (3), aus einem Schwenk-Spannarm (3.1) und einem Kontaktschalter (3.3) für gleichzeitiges Sensoren-Ein- und Ausschaltung bestehend, klemm- und lösbar ist und dass die senkrecht an sowie unter der Vorrichtungsplatte (2.2) und die schräggestellt auf der Vorrichtungsplatte (2.2) fest angeordneten Mess-Sensoren (4) mittels stirnseitig kastenförmig nach unten gerichtet angeordneten Schutzwänden (2.3) sowie mit rohrförmigen Schutzhalterungen (2.4) eingehaust sind.
Werkstück-Messvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichbleibende Messposition des Meisterstückes (1.1) auf der Vorrichtungsplatte (2.2) der Werkstück-Messvorrichtung (2) als ein Erkennungskontakt eines Schalters (5) gegenüber einem formveränderten Auflagefuß (1.3) des Meisterstückes (1.1) ausgebildet ist.
Werkstück-Messvorrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Vorrichtungsgestellt (2.1) oder auf der Vorrichtungsplatte (2.2) mindestens ein Lichtsignalgeber (8) angeordnet ist, der mit den Mess-Sensoren (4) leitungs- und informationsverbunden ist.