DE2422972B2

DE2422972B2 - Arrangement for the photoelectric determination of tools

Info

Publication number: DE2422972B2
Application number: DE2422972A
Authority: DE
Inventors: Ji&rcaron;i Praha Kepka; Karel &Ccaron;elakovice Kova&rcaron;ik; Bohuslav Loun; Jaromir Dipl.-Ing. Praha Zeleny
Original assignee: VYZKUMNY USTAV OBRABECICH STROJU ABRABENI PRAHA CS
Current assignee: VYZKUMNY USTAV OBRABECICH STROJU ABRABENI PRAHA CS
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1974-05-11
Publication date: 1981-05-21
Also published as: US3928827A; JPS5472786U; CS160721B1; JPS5751792Y2; JPS5042477A; FR2232017B1; DE2422972A1; DE2422972C3; FR2232017A1; DD111654A1; GB1469887A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur photoelektrischen Bestimmung von Werkzeugen für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen, die mit einem Werkzeugspeicher und einer automatischen Wechselvorrichtung sowie Werkzeughaltern mit einem Kodierungsschild und mit einem System von Kodierungsfeldern ausgestattet sind, die durch einen Ablesekopf optisch abtastbar sind.The invention relates to an arrangement for the photoelectric determination of tools for numerical purposes Controlled machine tools with a tool memory and an automatic changing device as well as tool holders with a coding label and with a system of coding fields are equipped, which can be optically scanned by a reading head.

Die Kodierung von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen, die mit einem Werkzeugspeicher mit kodierten Werkzeugen ausgestattet sind, wurde bisher entweder mechanisch mit einem System von Anschlägen durchgeführt, die ein System von Schaltern betätigten, oder kontaktlos elektromagnetisch, und zwar mittels eines Systems von permanenten, am Werkzeug angebrachten Magneten, die über ein System von Schaltspulen führen. Ein Nachteil der ersten Kodierungsmöglichkeit sind die begrenzte Lebensdauer der Schaltelemente und die großen Abmessungen, ein Nachteil der zweiten Kodierungsmöglichkeit besteht in einer verhältnismäßig großen Fläche, die zum Anbringen der Kodierungselemente auf dem Werkzeug nötig ist, was die Werkzeughalter kompliziert macht und ihr Gewicht erhöht oder den numerischen Bereich des Kodes begrenzt. Praktisch ist es erforderlich und nützlich, wenn die die Kodierung tragenden Schilder von minimalen Abmessungen wären.The coding of tools on machine tools that coded with a tool memory Tools are equipped, has been carried out either mechanically with a system of stops that actuated a system of switches, or contactless electromagnetic, by means of a system of permanent ones attached to the tool Magnets that run over a system of switching coils. A disadvantage of the first coding option is the limited service life of the switching elements and the large dimensions, a disadvantage of the second The coding option consists of a relatively large area that is required to attach the coding elements to the tool, which the Complicates tool holders and increases their weight or the numerical range of the code limited. In practice, it is necessary and useful if the labels carrying the coding are from minimal dimensions.

Es ist weiter bekannt, mit photoelektrischen Kodezeichen auf einer Karte in Form von an bestimmten Stellen angeordneten Löchern eine photoelektrische Abtastung vorzunehmen. Die photoelektrische Abtastung übertrifft in jeder Hinsicht die mechanischen und elektromagnetischen Aufzeichnungsmöglichkeiten sowohl hinsichtlich ihres numerischen Inhaltes als auch hinsichtlich der Abmessungen der zu verwendenden Karte.It is also known to use photoelectric code characters on a card in the form of at certain locations arranged holes to make a photoelectric scan. Photoelectric scanning outperforms mechanical and electromagnetic recording capabilities in every respect, both in terms of its numerical content and in terms of it the dimensions of the card to be used.

So ist durch die DE-OS 18 08 853 eine Vorrichtung zum Abtasten kodierter Werkzeuge für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen bekannt geworden, bei der mit Hilfe eines Lichtstrahles das Ende des Einspannschates des Werkzeughalters abgetastet wird,For example, DE-OS 18 08 853 provides a device for scanning encoded tools for numerical purposes controlled machine tools have become known, in which the end of the with the help of a light beam The clamping blade of the tool holder is scanned, welches aus einer Reihe von lichtreflektierender; Metallringen und lichtabsorbierenden Kunststoffringen besteht, deren Anordnung den abzulesenden Kode bildet Da die Anzahl der möglichen, am Schaftende unterzubringenden Ringe gering ist, ist die Anzahl der möglichen Kombinationen und damit die Anzahl der ablesbaren Formationen gering. Da das Schaftende frei liegt, sind Störungen der Ablesung durch ölverschmierungcn des Schaftendes, wie sie bei Werkzeugmaschi-which consists of a series of light reflective; Metal rings and light-absorbing plastic rings, the arrangement of which determines the code to be read Since the number of possible rings to be accommodated at the end of the shaft is small, the number of possible combinations and thus the number of legible formations is low. Because the end of the shaft is free readings are disturbed by oil smearing on the end of the shaft, as is the case with machine tools. ο nen ja immer vorkommen können, zu befürchten.ο they can always happen, to be feared.

Eine andere Möglichkeit ist in der DE-OS 14 27 039 aufgezeigt: Hier bei dieser Werkzeugmaschine weist jeder Werkzeughalter einen senkrecht zu seiner Achse herausstehenden Halter für eine Karte auf, in der sichAnother possibility is in DE-OS 14 27 039 shown: Here in this machine tool, each tool holder has one perpendicular to its axis protruding holder for a card in which

is eine Lochung entsprechend einem bestimmten Kode befindet. Die in diese Kartenhalter an den Werkzeughaltern eingeschobenen Karten werden für die Ablesung ergriffen, herausgezogen, einem Ablesekopf zugeführt und anschließend wieder in den Kartenhalteris a perforation according to a specific code is located. The cards inserted into these card holders on the tool holders are gripped for reading, pulled out, a reading head fed and then back into the card holder hineingesteckt. Das ist umständlich und kann zu einer Beschädigung der Karten führen. Die Anordnung der Karten radial außen am Werkzeughalter bringt es mit sich, daß die Karten frei für anfliegenden Schmutz in Form von öl. Schmiere und anfliegenden Metallspänenput in. This is cumbersome and can lead to a Damage the cards. The arrangement of the cards radially on the outside of the tool holder brings it along that the cards are free for dirt in the form of oil. Smear and flying metal chips liegen und damit die Gefahr besteht, daß eine photoelektrische Ablesung nicht einwandfrei ist.and there is therefore a risk that a photoelectric reading will not be correct.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit wenig Ablesemitteln eine einfache Möglichkeit zu schaffen, in Einspunnschäften der Werkzeughalter untergebrachteThe invention is based on the object of creating a simple possibility with few reading means in Einspunnschauten the tool holder accommodated

ϊο Kodierungsschilder einwandfrei und schnell abzulesen.ϊο The coding labels can be read easily and quickly.

Die Erfindung besteht darin, daß im Einspannschaft des Werkzeughalters das Kodierungsschild so befestigt ist, daß als Ablesekopf zwei mit je einer Reihe von Strahlern und Photozellen besetzte Platten längs desThe invention consists in that the coding plate is fastened in this way in the clamping shank of the tool holder is that as a reading head two plates each with a row of radiators and photocells along the

J5 Kodierungsschildes verschiebbar sind und daß der Einspannschaft des Werkzeughalters an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Zentriernuten versehen ist, in denen an den Seitenwänden des Ablesekopfes befestigte Führungsstangen gleiten.J5 coding label can be moved and that the The clamping shank of the tool holder is provided with centering grooves on two opposite sides, in which slide guide rods attached to the side walls of the reading head.

to Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß die Kodierungsschilder weitgehend sicher vor mechanischer äußerer Beeinflussung im Einspannschaft des Werkzeughalters untergebracht sind und trotzdem von einem Ablesekopf gut abgelesen werden können.to This arrangement ensures that the Coding labels largely safe from external mechanical influences in the clamping shank of the Tool holder are housed and can still be easily read by a reading head.

Damit nun die Ablesung auch genau erfolgen kann, wenn der relativ schwere Werkzeughalter gegenüber dem relativ leichten Ablesekopf verschoben wird, ist es zweckmäßig, wenn der Ablesekopf mittels Federn in einem Spannhalter befestigt ist und so in der Lage ist,So that the reading can now also take place precisely when the relatively heavy tool holder is opposite the relatively light reading head is moved, it is useful if the reading head by means of springs in is attached to a clamp and is thus able to

so sich durch die Führung der Führungsstangen in den Zentriernuten exakt auf das Innere des Schaftes des Werkzeughalters einzustellen.so by the guidance of the guide rods in the Adjust the centering grooves exactly to the inside of the shank of the tool holder.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand schematischer Zeichnungen erläutert. EsEmbodiments of the invention are explained below with reference to schematic drawings. It zeigtshows

F i g. 1 ein Beispiel des Kodierungsschildes, F i g. 2 ein Beispiel der Anordnung des Ablesekopfes zusammen mit dem Kodierungsschild und dem Werkzeughalter bei Anordnung nach der Transparenz-Able-F i g. 1 an example of the coding label, F i g. 2 an example of the arrangement of the reading head together with the coding plate and the tool holder when arranged after the transparency reading seweise,way,

F i g. 3 ein Schema der Anordnung der Lichtquellen und der Photofühler gegenüber dem Kodierungsschild 1 bei Anordnung nach der Reflexionsableseweise.F i g. 3 shows a diagram of the arrangement of the light sources and the photo sensors opposite the coding label 1 when arranged according to the reflection reading way.

In Fig. 1 ist ein Kodierungsschild 1 mit fünfIn Fig. 1 is a coding label 1 with five

senkrechten Reihen von Kodierungsfeldern 2 gezeichnet. Jede von diesen Reihen enthält sechs Kodierungsfelder 2, die entweder aus durchgehenden Löchern oder nichtdurchgehenden Stellen für eine Ablesung nach dervertical rows of coding fields 2 drawn. Each of these rows contains six coding fields 2, which either consist of through holes or non-continuous places for a reading after the

Transparenzableseweise gebildet sind. Anstatt dieses Transparenzableseverfahrens kann auch ein Kodierungsschild mit spiegelnden oder matten Flächen bei einer nach dem Reflexionsableseverfahren arbeitenden Vorrichtung angewendet werden. Die Funktionsbewegung des Ablesekopfes ist in beiden Fällen quer zu den senkrechten Reihen, wie es in F i g. 1 mit einem Pfeil angedeutet istTransparency readouts are formed. Instead of this transparency reading process, a coding label with reflective or matt surfaces in the case of a reflection reading method Device are applied. The functional movement of the reading head is transverse to the in both cases vertical rows, as shown in FIG. 1 is indicated with an arrow

In Fig.2 ist ein Beispiel der Gestaltung des Ablesekopfes dargestellt, der eine Reihe von Photofüh- ι ο lern 3 und diesen gegenüber eine entsprechende Reihe von Lichtquellen 4, z. B. Strahlern, enthält Die beiden senkrechten Reihen sind in Platten 13 eingesetzt, die in den Ablesekopf eingespannt sind. Zwischen diesen Reihen läuft für die Ablesung das Kodierungsschild 1 mit senkrechten Reihen der Kodierungsfelder 2 durch, die in diesem Fall entweder aus durchgehenden Löchern oder undurchgehenden Steilen bei Anordnung nach dem Transparent-Ablesesystem gebildf. sind. Die Funktionsbewegung des Ablesekopfes gegenüber dem Kodierungsschild 1 verläuft in diesem Fall senkrecht zur Zeichenebene. Das Kodierungsschild 1 ist im Einspannschaft des Werkzeughalters 5 befestigt, der an beiden Seiten mit Zentriernuten 6 versehen ist. In diesen Zentriernuten 6 laufen bei der Funktionsbewegung die verengten Enden der Führungsstangen 7, die an den Seitenwänden 8 des Ablesekopfes ausgebildet sind. Gegen diese Seitenwände stützen sich auch die Federn 9. Mit diesen ist der Ablesekopf federnd im Spannhalter 10 gelagert, wobei die federnden Ablenkungen des Kopfes gegen dem Spannhalter 10 durch Anschläge 11 und Aussparungen 12 begrenzt sind. Durch diese Anordnung ist die richtige Lage der Ablesepaare von Photofühlern 3 und Strahlern 4 gegenüber dem Kodierungsschild 1 im Augenblick des Ablesens und deshalb auch die Richtigkeit der Ablesung selbst bei einer ungenauen Anbringung der nicht dargestellten Werkzeughalter in Speichern gesichertAn example of the design of the reading head is shown in FIG learn 3 and opposite them a corresponding row of light sources 4, e.g. B. emitters, contains The two vertical rows are inserted in plates 13, which in the reading head are clamped. The coding label 1 runs between these rows for reading with vertical rows of the coding fields 2 through, which in this case either consist of through holes or impenetrable steep areas if arranged according to the transparent reading system. are. the Functional movement of the reading head with respect to the coding plate 1 runs perpendicular to the in this case Drawing plane. The coding plate 1 is fastened in the clamping shank of the tool holder 5, which is attached to both Pages with centering grooves 6 is provided. In these centering grooves 6 run during the functional movement narrowed ends of the guide rods 7, which are formed on the side walls 8 of the reading head. The springs 9 are also supported against these side walls. With these, the reading head is resilient in the clamping holder 10, the resilient deflections of the head against the clamping holder 10 by stops 11 and recesses 12 are limited. This arrangement ensures the correct position of the reading pairs from Photo sensors 3 and 4 radiators opposite the coding plate 1 at the moment of reading and therefore also the correctness of the reading even with an imprecise application of the not shown Tool holder saved in stores

Bei einem geeigneten Kode können auf dem Kodierungsschild leicht Bezeichnungen mit Zeichen, deren Anzahl im Bereich von fünf und mehreren Dekaden liegt angebracht werden, denn jede Reihe von Feldern stellt eine Dekade dar. Das entspricht auch den höchsten Ansprüchen an die Bezeichnung von Werkzeugen für Werkzeugmaschinen. Dieser Bereich kann aber auch noch erhöht werden. Auf keine andere bisher bekannte V/eise und Anordnung können so kleine Abmessungen des Kodierungsschildes 1 und des Ablesekopfes erreicht werden. Dieses kontaktlose Verfahren zum Ablesen gewährleistet eine unbeschränkte Lebensdauer der Vorrichtung.With a suitable code, designations with characters, the number of which is in the range of five and several decades must be attached, for every series of Fields represents a decade. This also corresponds to the highest demands on the designation of tools for machine tools. However, this range can also be increased. To no other so far Known V / eise and arrangement can so small dimensions of the coding plate 1 and the Reading head can be reached. This non-contact method of reading ensures unlimited Lifetime of the device.

Eventuelle Unreinigkeiten auf dem Kodierungsschild, die die Zuverlässigkeit des Ablesens in Gefahr bringen könnten, köinnen automatisch durch Druckluft, die man durch die Löcher im Ablesekopf strömen läßt, beseitigt werden.Possible impurities on the coding label which jeopardize the reliability of the reading could be eliminated automatically by compressed air flowing through the holes in the reading head will.

In Fig.3 ist schematisch die Anordnung beim Reflexionsableseverfahren dargestellt, das sich in einigen Fällen vorteilhafter zeigen kann als das Transparenziableseverfahren. Das ausgestrahlte Licht aus den Quellen 4 wird in diesem Fall von den Kodierungsfeldern 2 in die Photofühler 3 reflektiert oder nicht reflektiert. Die übrige Anordnung kann z. B. identisch mit der Ausführung nach F i g. 1 sein.In Figure 3, the arrangement is schematically at Reflectance reading method shown, which in some cases may prove to be more beneficial than that Transparency reading process. The light emitted In this case, the coding fields 2 reflect from the sources 4 into the photo sensors 3 or not reflected. The rest of the arrangement can, for. B. identical to the embodiment according to FIG. Be 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Anordnung zur photoelektrischen Bestimmung von Werkzeugen an numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, die mit einem Werkzeugspeicher und einer automatischen Wechselvorrichtung sowie Werkzeughaltern mit einem Kodierungsschild und mit einem System von Kodierungsfeldern ausgestattet sind, die durch einen Ablesekopf optisch abtastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Einspannschaft des Werkzeughalters (5) das Kodierungsschild (1) so befestigt ist, daß als Ablesekopf zwei mit je einer Reihe von Strahlern (4) und Photozellen (3) besetzte Platten längs des Kodierungsschildes verschiebbar sind und daß der Einspannschaft des Werkzeughalters (5) en zwei gegenüberliegenden Seiten mit Zentriernuten (6) versehen ist, in denen an den Seitenwänden (8) des Ablesekopfes befestigte Führungsstangen (7) gleiten.1. Arrangement for the photoelectric determination of tools on numerically controlled machine tools with a tool memory and an automatic changing device and tool holders with a coding label and are equipped with a system of coding fields, which are optically through a reading head can be scanned, characterized in that in the clamping shank of the tool holder (5) the The coding plate (1) is attached in such a way that two reading heads, each with a row of emitters (4) and photocells (3) occupied plates are displaceable along the coding plate and that the Clamping shank of the tool holder (5) on two opposite sides with centering grooves (6) is provided, in which on the side walls (8) of the reading head attached guide rods (7) slide.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablesekopf mittels Federn (9) in einem Spannhalter befestigt ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the reading head by means of springs (9) in is attached to a clamp.