DE202018003972U1

DE202018003972U1 - Vorrichtung zum Erfassen der Schneidgeometrie eines Fräswerkzeugs

Info

Publication number: DE202018003972U1
Application number: DE202018003972.1U
Authority: DE
Original assignee: Hofmann & Vratny oHG
Current assignee: Hofmann & Vratny oHG
Priority date: 2018-08-25
Filing date: 2018-08-25
Publication date: 2019-02-11
Anticipated expiration: 2028-08-26

Abstract

Vorrichtung zum Erfassen der Schneidgeometrie eines Fräswerkzeugs (Fräser 9) mit folgenden Merkmalen:mehrere Aufnahmekameras (6), die entlang eines Ringes (2,3,4) angeordnet sind und jeweils mit ihrer optischen Bildaufnahmeachse (7) auf das Zentrum (8) des Ringes ausgerichtet sind;eine Einrichtung zum Einspannen des Fräsers (9) sodass ein Fräsbereich (10) des Fräsers mit der zu erfassenden Schneidgeometrie im Zentrum (8) des Ringes gelegen ist;eine Einrichtung, um den Fräser (9) und die ringförmige Anordnung der Kameras (6) relativ zueinander so zu verschieben, dass ein gewünschter Fräsbereich (10) des Fräsers (9) von den Kameras (6) aufgenommen wird;eine Ausgabeeinrichtung (24,25) für die von den Kameras (6) aufgenommenen Daten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen der Schneidgeometrie eines Fräswerkzeugs.
Fräswerkzeuge weisen häufig einen zylindrischen Werkzeugschaft auf, der an einem Ende in eine Fräsmaschine einspannbar ist und in Richtung auf die Spitze des Fräswerkzeugs, im Folgenden kurz Fräser genannt, einen Fräsbereich zum Bearbeiten eines Werkstückes aufweist. Dieser Fräsbereich kann vielfältig gestaltet sein, z.B. mehrere schraubenförmig verlaufende Fräsflächen aufweisen oder zur Längsrichtung des Fräsers parallele Fräsflächen mit jeweiligen Schneidkanten, etc. Hier sind vielfältige Möglichkeiten vorhanden.
Während des Betriebes des Fräsers muss darauf geachtet werden, dass dessen Schneidgeometrie, d.h. Anordnung und Verlauf von Fräsflächen und Schneidkanten sich nur soweit verändert, dass eine Funktion des Fräsers weiterhin gegeben ist.
Es kann vorkommen, dass der Fräser z.B. aufgrund einer Überlastung beschädigt wird und z.B. die Schneidkante eines Fräsbereiches zumindest teilweise ausbricht. Solche Ausbrüche vermindern die Funktionsfähigkeit des Fräsers, sodass dieser nachgeschliffen oder im schlimmsten Fall ausgewechselt werden muss.
Die Überprüfung auf solche Ausbrüche erfolgt in der Regel visuell, unter Umständen mit einer Lupe. Diese Überprüfung ist zeitaufwändig und sollte vereinfacht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schneidgeometrie eines Fräsers rasch zu erfassen, um den Fräser auszuwechseln oder ggf. zu bearbeiten, insbesondere nachzuschleifen.
Diese Aufgabe ist gemäss der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Mit der Erfindung können z.B. Ausbrüche an den Schneidkanten oder Fräsflächen eines Fräsers schnell erkannt werden.
Hierzu weist die Vorrichtung zum Erfassen der Schneidgeometrie mehrere Kameras auf, die entlang eines Ringes angeordnet sind und jeweils mit ihrer optischen Bildaufnahmeachse auf das Zentrum des Ringes ausgerichtet sind. In dem Zentrum wird der Fräser mit seiner Längsachse senkrecht zu der Ringebene angeordnet, wozu eine Einrichtung zum Einspannen des Fräsers vorgesehen ist, sodass ein zu beobachtender Fräsbereich mit seiner Schneidgeometrie im Zentrum des Ringes gelegen ist.
Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, um den Fräser und die Anordnung der Kameras relativ zueinander in Richtung der Zentrumsachse so zu verschieben, dass ein gewünschter Fräsbereich des Fräsers von den Kameras nacheinander analog oder digital aufgenommen wird.
Die von den Kameras aufgenommenen Daten können gespeichert oder z.B. auf einem Monitor als Bilder angezeigt werden, sodass eine visuelle Prüfung der Schneidgeometrie möglich ist.
Die Daten der Kameras können auch mit einer Bildverarbeitung behandelt werden, wobei es mehrere Möglichkeiten gibt:
Entweder werden die Daten mit Soll-Daten verglichen, die einer unbeschädigten Schneidgeometrie des Fräsers entsprechen.
Oder die Bildverarbeitung ist „selbstlernend“, sodass nicht stets ein Vergleich mit einem Soll-Zustand des Fräsers notwendig ist, sondern dass dieser „Soll-Zustand“ durch die Bildverarbeitung generiert wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur näher erläutert, die eine Vorrichtung zum Erfassen der Schneidgeometrie eines zylindrischen Fräsers darstellt.
Eine Vorrichtung 1 zum Erfassen der Schneidgeometrie eines Fräsers weist ein ringförmiges Gehäuse 2 auf, das aus einem vorderen kreisförmigen Ring 3 und einem ebensolchen hinteren Ring 4 besteht. Zwischen den beiden Ringen sind in regelmässigen Umfangsabschnitten Abstandshalter 5 angeordnet, in denen jeweils eine Aufnahmekamera 6 aufgenommen ist. Die Bildaufnahmeachsen 7, hier nur für eine der Kameras 6 angedeutet, sind auf die Zentrumsachse bzw. das Zentrum 8 der Ringe 3 und 4 ausgerichtet.
In diesem Zentrum 8 ist senkrecht zu den Ebenen der Ringe ein Schaftfräser 9 angeordnet, der von einer hier nicht gezeigten Einspanneinrichtung gehalten wird. Der Fräser 9 weist, in der Regel an seinem freien Ende, einen Fräsbereich 10 auf, mit dem ein Werkstück bearbeitet werden kann.
Das Gehäuse und die Einspanneinrichtung können in Richtung der Längsachse des Fräsers 9, die in diesem Fall gleich der Zentrumsachse der Ringe 3 und 4 ist, relativ zueinander verschoben werden, wie dieses durch einen Pfeil 21 angedeutet ist. Ausserdem kann noch eine hier nicht gezeigte Einrichtung vorgesehen sein, um den Fräser um seine Längsachse zu drehen, wie dieses durch den Pfeil 22 angedeutet ist.
Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt:
Nach Einspannen des Fräsers 9 wird dieser durch Verschieben relativ zu den Ringen im gesamten Fräsbereich 10 durch die Kameras 6 Punkt für Punkt aufgenommen, wobei die Daten der einzelnen Kameras in einen Speicher 23 eingegeben werden.
Diese Daten können unterschiedlich behandelt werden. So ist es möglich, die Daten des Speichers 23 z.B. auf einem Monitor 24 optisch als Bilder darzustellen. Die angezeigten Bilder können dann von einem Fachmann beurteilt werden. Der Fachmann kann dann z.B. entscheiden, ob die dargestellte Schneidgeometrie des Fräsers für einen weiteren Betrieb akzeptabel ist oder nicht.
Eine Alternative ist, die aus dem Speicher 23 ausgelesenen Daten in eine Auswerteschaltung 25 einzugeben, um die ausgelesenen Daten mit den Daten einer Schneidgeometrie des Fräsers im originalen, nicht gebrauchten Zustand zu vergleichen.
Die Auswerteschaltung 25 kann nicht nur als reine Vergleichsschaltung aufgebaut sein. Vielmehr ist es möglich, ein Algorithmus-Programm einzusetzen, gemäss dem die ausgelesenen Daten in einer „Lernphase“ bearbeitet werden.
Um die Schneidgeometrie von Fräsern unterschiedlicher Grösse zu erfassen, können die Kameras 6 längs ihrer Bildaufnahmeachsen 7 z.B. motorisch verschoben werden, um den Abbildungsmassstab der aufgenommenen Daten unterschiedlicher Werkstücke etwa gleich zu halten. Dies kann auch oder zusätzlich durch eine Änderung der Brennweite der Optik der Kameras 6 erfolgen.
Das beschriebene Verfahren Kann auch wie ersichtlich zum Erfassen der Schneidgeometrie von Bohrern oder dergleichen verwendet werden.

Claims

Vorrichtung zum Erfassen der Schneidgeometrie eines Fräswerkzeugs (Fräser 9) mit folgenden Merkmalen: mehrere Aufnahmekameras (6), die entlang eines Ringes (2,3,4) angeordnet sind und jeweils mit ihrer optischen Bildaufnahmeachse (7) auf das Zentrum (8) des Ringes ausgerichtet sind; eine Einrichtung zum Einspannen des Fräsers (9) sodass ein Fräsbereich (10) des Fräsers mit der zu erfassenden Schneidgeometrie im Zentrum (8) des Ringes gelegen ist; eine Einrichtung, um den Fräser (9) und die ringförmige Anordnung der Kameras (6) relativ zueinander so zu verschieben, dass ein gewünschter Fräsbereich (10) des Fräsers (9) von den Kameras (6) aufgenommen wird; eine Ausgabeeinrichtung (24,25) für die von den Kameras (6) aufgenommenen Daten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (23) zum Speichern der von den Kameras (6) aufgenommenen Daten vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (21) vorgesehen ist, um den Fräser (9), insbesondere einen schaftförmigen Fräser, um seine Längsachse zu drehen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (&) in Richtung der Bildaufnahmeachse (7) verschiebbar gelagert sind und/oder deren optische Brennweite verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Monitor (24) vorgesehen ist, um die Daten der von den Kameras (6) aufgenommenen Bilder optisch darzustellen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteschaltung (25) vorgesehen ist, die entweder die Daten der Kameras (6) mit Vergleichsdaten überprüft oder selbstlernend Daten zur Fehlererkennung generiert.