DE202023101507U1

DE202023101507U1 - Einstell- und Messvorrichtung für Werkzeuge in CNC-Maschinen

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Publication number: DE202023101507U1
Application number: DE202023101507.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-02-13
Filing date: 2023-03-26
Publication date: 2023-04-27
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: DE202023100688U1

Abstract

Einstell- und Messvorrichtung für Werkzeuge in CNC-Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstell- und Messvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Vermessung des Werkzeugs mechanisch und in eingespanntem Zustand direkt in der Bearbeitungsmaschine vorzunehmen.

Description

Hintergrund der Erfindung
In einfacheren CNC-gesteuerten Bohr- und Fräsmaschinen wird der Vorschub der Werkzeugspindel digital am Bildschirm eingegeben.
Dazu ist aber nicht nur die Kenntnis der geforderten Bohr- oder Frästiefe erforderlich, sondern auch die genaue Länge des Werkzeugs, das dann an der Markierung der 0-Linie eingesetzt und festgespannt wird.
Dadurch wird auch eine Kollision von Werkzeug und Werkstück bei der Einrichtung vermieden, die zu Werkzeugbruch und Maschinenstillstand führen kann.
Für die präzise Messung der Werkzeuglänge gibt es in den meisten Betrieben eigene Vorrichtungen, die aus wirtschaftlichen Gründen aber für mehrere Maschinen benutzt werden. Dazu muss jedoch für jede Maschine ein spezifischer Adapter montiert werden.
Zudem hat der Bearbeiter neben dem Aufwand für die Messung und gelegentlicher Wartezeiten an der Messvorrichtung häufig noch Wege dahin und zurück auszuführen. Beides beschränkt die Effizienz seines Arbeitseinsatzes.
Aufgabenstellung
Es ist daher Aufgabe vorliegende Erfindung, den Aufwand für die Einstellung der Maschine und insbesondere das Hin und Her bei der Messung des Werkzeugs in externen Vorrichtungen zu vermeiden.
Stand der Technik
Die DE 20 2008 006 644 U1 beschreibt eine separate Einrichtung zur Vermessung von Werkzeugen wie oben erwähnt - und weist daher die dort beschriebenen Nachteile auf.
Es sind aber auch automatische Messvorrichtungen für Werkzeuge bekannt, wie aus der DE 10 2005 043 112 A1 , die Werkzeuge an oder in ihrer Halterung optisch vermessen. Sie sind entsprechend aufwendig und finden daher insbesondere in teuren vollautomatisierten Bearbeitungszentren Verwendung.
Ähnlich beschrieben wird in der DE 10 2018 002 960 A1 (ursprünglich JP2017082131A -2017-04-18) ein Laser-Mess- und Bearbeitungssystem, bei dem die Reflexion eines punktförmig gescannten Werkzeugs zu dreidimensionalen Messdaten aufbereitet wird, die auch die zur Bohr-und Frästiefe erforderlichen Daten enthalten.
Erfinderischer Schritt
Der erfinderische Schritt ist hier, das Werkzeug mit geringem Aufwand mechanisch zu vermessen, und zwar dann, wenn es schon in der Maschine eingespannt ist, wie dies auch bei teuren vollautomatischen Maschinenanlagen mit aufwendigen optischen Methoden erfolgt.
Ausführung
Um dies mit einfachen Mitteln zu erreichen, ist eine Messeinheit aus Leichtbaumaterialien vorgesehen, die magnetisch am Maschinenkopf oder der Werkzeugspindel befestigt ist und deren Null-Justierung durch Anlage ihrer Einstelllehre an den Rand der Werkzeugaufnahme erfolgt.
Mit der Justierung der Lehre auf die erforderliche Bohr- oder Frästiefe wird das Werkzeug in einem Arbeitsgang auf das erforderliche Maß in der Werkzeugaufnahme justiert und eingespannt.
Für die stufenlose Verstellbarkeit des Messschlittens wird dieser entlang einer Messschiene mit einem Stellrad in die notwendige Position verschoben.
Durch Infrarotsender und -Empfänger können die ermittelten Messdaten direkt zur Schnittstelle der CNC-Steuerung übertragen werden.
Figurenliste

1 zeigt eine Messeinheit zur Einstellung der CNC-Maschine im Bereich Werkzeugvermessung.

Diese wird mithilfe eines Magnethalters (1) an die Stirnseite oder an die Seitenflächen des Werkzeugkopfs angebracht.
Die beiden Magnetflächen erlauben eine vertikale sowie horizontale Anbringung. Die Befestigung kann auf ebenen wie auch an zylindrischen Formen erfolgen.
Ein Messschlitten (3) verläuft dabei parallel entlang der Werkzeugaufnahme (4), dargestellt in 2 , um ein aufgenommenes Schneidewerkzeug zu messen. Die ermittelten Ergebnisse werden per Kabelanschluss vom Messschlitten (3) an die Digitalanzeige (2) übertragen, von der sich genaue Werte ablesen lassen.
Für die stufenlose Verstellbarkeit des Messschlittens (3) wird dieser entlang einer Messschiene (4) mit einem Stellrad (5) in die notwendige Position verschoben.
Durch Infrarotsender und -Empfänger können die ermittelten Messdaten direkt zur Schnittstelle der CNC-Steuerung übertragen werden.
2 zeigt eine Darstellung von einem Bearbeitungskopf einer üblichen Fünf-Achs-CNC-Maschine in der horizantalen und vertikalen Ebene. Diese kann durch Eingabe der Programmiercodes in vertikalen oder horizontalen Zustand gebracht werden. Dabei dreht sich das Schwenkteil (2) bis zu 180° Grad in eine Richtung um den Festkörper (1). Zudem weist dieser Bearbeitungskopf eine Werkzeugspindel (3) und eine Werkzeugaufnahme (4) mit einem eingespannten Schneidewerkzeug im Schaft (5) auf.
3 zeigt die angesetzte Messeinheit an dem Bearbeitungskopf (1) der CNC-Maschine. Zusätzlich ist hier eine Werkzeugaufnahme (3) mit einem Schneidwerkzeug (4) in der Maschinenspindel (2) dargestellt. Die Referenzierung oder Nullstellung muss nur einmal erfolgen, solange die Messeinheit an der Stirnseite des Bearbeitungskopfes (1) angebracht ist.
Dies geschieht durch Anfahren des Tasters (5) entlang der Messschiene (8) an die Stirnseite der Maschinenspindel (2) über das Stellrädchen des Messschlittens (7). Durch Knopfdruck „SET“ an der Digitalanzeige (10) zeigen auch die Ziffern 0,000 mm an. Nach der Referenzierung können unterschiedliche Schneidwerkzeuge mit unterschiedlichen Längen vermessen werden. Zudem wird der Magnethalter (9) gezeigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202008006644 U1 [0007]
DE 102005043112 A1 [0008]
DE 102018002960 A1 [0009]
JP 2017082131 A [0009]

Claims

Einstell- und Messvorrichtung für Werkzeuge in CNC-Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstell- und Messvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Vermessung des Werkzeugs mechanisch und in eingespanntem Zustand direkt in der Bearbeitungsmaschine vorzunehmen.
Einstell- und Messvorrichtung für Werkzeuge in CNC-Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung magnetisch an der Stirnseite oder den Seitenflächen des Werkzeugkopfes anbringbar ist.
Einstell- und Messvorrichtung für Werkzeuge in CNC-Maschinen nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dazu eine Messschiene parallel entlang der Werkzeugaufnahme montiert ist, auf der der Messschlitten geführt ist.
Einstell- und Messvorrichtung für Werkzeuge in CNC-Maschinen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein gewinkelter Tastarm zur Spitze des Werkzeugs führbar ist, um so das Werkzeug abzutasten.
Einstell- und Messvorrichtung für Werkzeuge in CNC-Maschinen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das der Messschlitten mit dem Einstellrad (5) feinjustierbar ist.
Einstell- und Messvorrichtung für Werkzeuge in CNC-Maschinen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte per Kabelanschluss vom Messschlitten (3) an die Digitalanzeige (2) übertragbar sind.