DE2512787C2 - Vorrichtung zum Ausmessen von nacheinander zum Einsatz kommenden, spanabhebenden Werkzeugen numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen und zum Einspeisen der Meßwerte in die numerische Maschinensteuerung - Google Patents
Vorrichtung zum Ausmessen von nacheinander zum Einsatz kommenden, spanabhebenden Werkzeugen numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen und zum Einspeisen der Meßwerte in die numerische MaschinensteuerungInfo
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Description
60
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausmessen von nacheinander zum Einsatz kommenden,
spanabhebenden Werkzeugen numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen und zum Einspeisen der Meßwerte
in die numerische Maschinensteuerung gemäß dem Oberbegriff des Ansprüche« 1.
Das Problem, verschiedene Werkzeuglängen mit einem vorbestimmten Programm zu koordinieren,
wurde auf zwei Arten gelöst Eine Technik besteht darin, daß man den Programmierer die Werkzeuglänge
festlegen läßt und dann ein entsprechendes Programm schreibt In diesem Fall wird jedes Werkzeug genau auf
die vorbestimmte Länge gebracht, bevor es in eine Bearbeitungsmaschine eingesetzt wird. Bei einer Werkzeugmaschine,
bei der mehrere Dutzend Werkzeuge benötigt werden, kann die Werkzeuglängeneinstellung
mehrere Stunden beanspruchen. Darüber hinaus müssen spezielle Werkzeughalter und Befestigungsvorrichtungen
verwendet werden, um den erwähnten Vorgang zu vereinfachen. Derartige Elemente sind jedoch nicht in
der Lage, die für die Einstellung der Werkzeuglängen erforderliche Zeit wesentlich zu reduzieren.
Die zweite Technik, eine Anpassung an verschiedene Werkzeuglängen zu erreichen, bedient sich der Fähigkeit
einer numerischen Steuerung. In diesem Fall werden die Werkzeuge in die Spindel der Werkzeugmaschine
ohne ein besonderes Augenmerk auf deren bestimmte Länge eingesetzt. Der Bedienungsmann der
Maschine führt dann einen Werkzeugeinstellarbeitsgang durch. Bei der Durchführung dieses Arbeitsganges
gibt es eine große Anzahl von möglichen Arbeitszyklen. Es wird dabei jedoch typisch bei in die Spindel
eingesetztem Bearbeitungswerkzeug so vorgegangen, daß die betreffende Person von Hand die Spindel aus
einer Ruhelage zu einer Bezugsstelle bewegt Diese Stelle wird gewöhnlich dadurch bestimmt daß man die
Spitze des Werkzeugs in Anlage an einen Bearbeitungstisch an der Werkzeugmaschine oder an irgendeine
andere feste Bezugsebene bringt Die numerische Steuereinheit kann die Länge bzw. das Ausmaß dieser
Bewegung messen. Da der Abstand von der Spindel-Ruheposition zur Bezugsebene in der Steuereinheit
voreingestellt werden kann, kann die Steuereinheit die Länge jedes Werkzeugs berechnen. Dieser Abstand, der
von der Spindel bei der Einstellung der Werkzeuglänge zurückgelegt wird, kann in der Steuereinheit nach
Befehlsgabe durch den Bedienungsmann automatisch gespeichert werden, oder dieser Abstand kann mit Hilfe
von Digitalschaltern von Hand gespeichert werden, wobei diese Schalter durch den Bedienungsmann selbst
eingestellt werden, nachdem er eine Anzeige der zurückgelegten Strecke beobachtet hat
Eine Vorrichtung zum Ausmessen von nacheinander zum Einsatz kommenden, spanabhebenden Werkzeugen
numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen und zum Einspeisen der Meßwerte in die numerische
Maschinensteuerung ist aus der US-PS 35 87 360 bekannt Bei dieser bekannten — hier gattungsbildenden
— Konstruktion wird ein außerhalb seiner Arbeitsstellung mittels einer Werkzeugaufnahme in
stationärer Lage gehaltenes Werkzeug durch ein mit einem gegenüber dem Werkzeug verschiebbaren
Meßfühler versehenes Meßgerät gemessen, daß ein dem jeweiligen Verschiebeweg des Meßfühlers entsprechendes
elektrisches Meßsignal erzeugt. Dieses Meßsignal wird in eine Speicherstelle einer Speicherschaltung
innerhalb der numerischen Maschinensteuerung eingespeichert und von dort beim Bearbeitungseinsatz des
betreffenden Werkzeugs abgerufen. Die Werkzeugaufnahme besteht bei dieser bekannten Konstruktion aus
einem drehbar angeordneten Werkzeugmagazin, welches an der Werkzeugmaschine befestigt ist. Die
Erzeugung des elektrischen Meßsignals kann bei dieser bekannten Vorrichtung zwar während der Bearbeitung
eines Werkstücks durch ein anderes Werkzeug des
Magazins erfolgen, jedoch besteht einerseits die Gefahr,
daß das elektrische Meßsignal aufgrund von Erschütterungen und Vibrationen verfälscht wird, und andererseits besteht der Nachteil, daß während des Betriebes
der Werkzeugmaschine immer nur ein Werkzeug im voraus ausgemessen werden kann. , .
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten
Gattung zu schaffen, welche zum Zwecke möglichst geringer Ausfallzeiten die Möglichkeit bietet, mehrere
der Werkzeuge unabhängig vom Betriebszustand der Werkzeugmaschine im voraus und störungsfrei ausmessen zu können und dabei eine eindeutige Zuordnung der
ausgemessenen Werkzeuge zum Steuerungsablauf der betreffenden Werkzeugmaschine sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der einleitend genannten Ausbildung erfindungsgemäß
durch die Lehre des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist -omit vollkommen unabhängig von der Werkzeugmaschine —
also störungsfrei — angeordnet, und die Werkzeugaufnahme für das zu messende Werkzeug besteht auch
nicht aus einer automatischen Werkzeugaustauschvorrichtung, so daß die Möglichkeit gegeben ist, während
eines einzigen Bearbeitungszyklusses mit einem Werkzeug den Meß- und Speichervorgang für mehrere
nachfolgend zum Einsatz kommende Werkzeuge frei von Verfälschungen durchzuführen, also die Meß- und
Speichervorgänge insgesamt in einer kürzeren Zeit durchzuführen als bei den bekannten entsprechenden
Einrichtungen.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert Es zeigt
F i g. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Werkzeughalterung und Meßgerät,
Fig.3 ein allgemeines Blockschaltbild gemäß der
Erfindung,
Fig.4 ein detailliertes Blockschaltbild gemäß der
Erfindung in Verbindung mit einer Maschinen-Steuereinheit, die einen Computer enthält
F i g. 5 ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung in Verbindung mit einer numerischen Steuereinheit die
keine Speichermöglichkeit für die Werkzeugdaten besitzt
Fig.6 ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung in so
Verbindung mit einer numerischen Steuereinheit die Speichermöglichkeiten für die Werkzeugdaten besitzt
und
F i g. 7 ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung bei Älleinbetrieb, d. h. unabhängig von der numerischen
Steuerung, mit einer Vorrichtung für die Datenspeicherung.
Gemäß F i g. 1 trägt eine Basis 10 einen eine Werkzeugaufnahme bildenden Sockel 15 und ein
Meßgerät 11. Die Basis 10 kann grundsätzlich an einer Werkzeugmaschine befestigt sein, Vorzugs- und vorteilhafterweise stellt sie aber einen Teil einer getrennten
Konsole dar. Die Konsole kann so ausgelegt sein, daß sie sich dauernd an einer einzigen Stelle befindet, oder
sie kann bewegbar sein. Der Sockel bzw. die Werkzeugaufnahme 15 ist dafür ausgelegt, einen
Werkzeughalter 12 aufzunehmen, der ein Werkzeug 14 aufnimmt. Der Sockel 15 soll der Spindel einer
Werkzeugmaschine entsprechen und hält den Werkzeughalter 12 in einer stationären Lage. Zur Erläuterung
sei angenommen, daß die Erstreckung des Werkzeugs 14 über eine Bezugsfläche 16 hinaus gemessen werden
soll Es sei hervorgehoben, daß die gewählte Bezugsstelle als Funktion der Maschinensteuereinheit und der
Progammieranforderungen veränderlich sein kann.
Das Meßgerät 11 besteht aus einer Führungssäule 18,
einem ersten vertikal bewegbaren Schlitten 20 und einem zweiten horizontal bewegbaren Schlitten 22. Der
zweite Schlitten 22 besitzt eine Anlagefläche 24, die zuerst gegen die Bezugsebene 16 gesetzt wird. In dieser
Stellung wird das Meßgerät auf null eingestellt; die Anlagefläche 24 wird dann in Berührung mit der Spitze
des Werkzeugs 14 gebracht Es wird dann eine Dateneingabe-Drucktaste betätigt, und die Länge des
Werkzeugs wird in das Steuersystem eingespeist
F i g. 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Meßgerätes. Eine Wandleranordnung 26 zur Feststellung einer
Relatiwerschiebung zwischen Schieberteil 20 und Führungssäule 18 ist innerhalb der Führungssäule 18
angeordnet Die Wandleranordnung enthält eine Skala 28, die fest innerhalb der Führungssäule 18 montiert ist
Ein Lesekopf 30 ist an dem ersten Schlitten 20 befestigt und enthält eine Lichtquelle an einem ersten Teil 32 und
einen fotoelektrischen Empfänger an einem zweiten Teil 34. Die Skala 28 enthält Markierungen in Form von
Ausätzungen. Wenn sich der erste Schlitten 20 entlang der Führungssäule 18 bewegt erzeugt der Empfänger
am Teil 34 eine Anzahl von Meßsignalen, die Inkremente der vom Schlitten 20 über der Skala 28
zurückgelegten Strecke wiedergeben.
In der Führungssäule 16 ist auch ein Gegengewicht 36 angeordnet welches dazu dient die Schlitten 20 und 22
auszubalancieren. Obwohl sehr viele Lagerkonstruktionen zwischen den Schlitten 22 und 20 und zwischen dem
Schlitten 20 und der Führungssäule 18 verwendet werden können, gelangt bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein pneumatisches Lagersystem zur
Anwendung. Dabei wird unter Druck befindliche Luft in die bei 38 gezeigten Kammern eingeleitet wodurch eine
sehr geringe statische Reibung zwischen den Teilen erreicht wird.
Gemäß F i g. 1 ist eine zweite Wandleranordnung 19 vorhanden, die ähnlich der ersten Wandleranordnung 26
aufgebaut ist und die eine Relativbewegung zwischen dem ersten Schlitten 20 und den zweiten Schlitten 22
feststellt Eine Skala 21 ist an dem ersten Schlitten 20 mit Hilfe eines Winkels 23 befestigt Ein Lesekopf 25 wird
durch ein steifes Teil 27 gehalten, welches mit Hilfe eines Bügels 29 an dem zweiten Schlitten 22 befestigt ist.
Wenn sich der zweite Schlitten 22 relativ zum ersten Schlitten 20 in einer Richtung senkrecht zur Mittellinie
des Werkzeugs 14 bewegt, erzeugt die zweite Wandleranordnung 19 elektrische Signale als Funktion
der Bewegung. Das beschriebene Gerät kann daher auch zur Messung des Durchmessers des Werkzeugs 14
benutzt werden. Bevor eine Durchmesser-Messung durchgeführt wird, muß das Meßgerät auf einen
Bezugsdurchmesser ausgerichtet werden, der der Außendurchmesser des Sockels 15 sein kann. Eine
Anlagefläche 17 wird in Berührung mit der Fläche entsprechend dem Außendurchmesser des Sockels 15
gebracht, und das Meßgerät wird auf null gestellt. Als nächstes wird — bei Verwendung einer numerischen
Ablesung — der Schlitten 22 zur Mitte des Sockels 15 hin bewegt. Die Wandleranordnung 19 ist so ausgelegt,
daß sie den Radius auf eine radiale Bewegung hin
anzeigt. Wenn daher die Anzeige angibt, daß der Schlitten 22 um eine Strecke bewegt wurde, die gleich
ist dem vorbestimmten Radius, so wird sich die Anlagefläche 17 in der Mitte des Sockels 15 befinden.
Wenn sie sich in der Mitte des Sockels 15 befindet, wird das Meßgerät erneut auf null gestellt. Nachdem das
Meßgerät auf den Bezugsdurchmesser ausgerichtet worden ist, wird der Schlitten 22 von Hand bewegt, um
die Aniagefläche 17 in Berührung mit der Fläche entsprechend dem Außendurchmesser des Werkzeugs
14 zu bringen. In dieser Lage erzeugt das Meßgerät elektrische Signale, die dem Radius des Werkzeugs
entsprechen.
Es soll darauf hingewiesen werden, daß der in F i g. 1
vorhandene Fräser als Werkzeug 14 im Sockel 15 lediglich ein Beispiel darstellt. Viele Drehmaschinen
sind so konstruiert, daß jede Werkzeughalteranordnung von Hand auf eine vorbestimmte Länge voreingestellt
wird, bevor sie in die Werkzeugaufnahmevorrichtung an der Maschine eingesetzt wird. Ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen, kann der Sockel 15 so ausgebildet sein, daß er einen Werkzeughalter, wie er
bei derartigen Drehmaschinen verwendet wird, aufnehmen kann. Der Gegenstand der Erfindung läßt sich
daher bei vielen Maschinen zur Anwendung bringen, bei welchen eine Vielzahl von Werkzeugen zur Anwendung
gelangt, die unterschiedliche Längen, Durchmesser od. dgl. besitzen.
Die Wandleranordnungen, die zuvor erläutert wurden, sind digitaler Natur. Es kann jedoch irgendein
Wandlertyp verwendet werden, der als Funktion des von einem Bezugspunkt zu einem Punkt am Werkzeug
zurückgelegten Weges ein Meßsignal erzeugt
In F i g. 3 wird ein Meßgerät, welches ähnlich dem in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 beschriebenen ist.
durch den Block 40 wiedergegeben. Das Meßgerät besteht aus einem Meßlehrenmechanismus 42 und
einem Wandler 44, der mechanisch mit dem Meßlehrenmechanismus 42 gekuppelt ist. Zur Erläuterung soll nur
ein einziger Wandler beschrieben werden. Der Fachmann erkennt jedoch, daß zusätzliche Wandler verwendet
werden können, indem man einige der Elemente doppelt vorsieht und indem man andere gemeinsam
benutzt
Bei einer Bewegung des Meßlehrenmechanismus 42 über die Länge oder den Radius eines Werkzeuges,
erzeugt der Wandler 44 Meßsignale für eine Steuerschaltung 46. Die Steuerschaltung 46 empfängt die
Meßsignale und sammelt diese und erzeugt dann auf der Leitung 48 ein Ausgangssignal, welches dem Abstand
von der auszumessenden Stelle des Werkzeugs zu einer Bezugssteiie entspricht. Eme Koppiungsschaitung 50
spricht auf das Ausgangssignal der Steuerschaltung 46 an und überträgt die Werkzeugmaß-Information zu
einer Maschinensteuereinheit 52. Aufgrund der vielfältigen zur Verfügung stehenden Maschinensteuereinheiten
ist die genaue Ausführung der Kopplungsschaltung eine Funktion des Typs der zusammen mit dem
Meßgerät verwendeten Maschinensteuereinheit
Die Steuerschaltung 46 besteht allgemein aus einer Zählerschaltung 54, einer optischen Ziffernanzeigevorrichtung
56 und einer Pufferschaltung 58. Nachdem der Zähler 54 auf eine Zahl voreingestellt ist, die den
Bezugspunkt darstellt, spricht er auf die Zweirichtungsbewegung des Meßlehrenmechanismus 42 an und kann
die absolute Position des-Schlittens 20 relativ zum Bezugspunkt speichern. Die Ziffernanzeige 56 spricht
auf den Zähler 54 an und zeigt die absolute Position für die überwachende Person an. Der Puffer 58 spricht
ebenfalls auf den Zähler 54 an und erzeugt ein Ausgangssignal, welches dem Werkzeugmaß entspricht.
F i g. 4 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Betriebsweise der Meßvorrichtung
in Verbindung mit einer Maschinensteuereinheit, die einen Computer enthält. Direkt-numerische Steuereinheiten
und Computer-numerische Steuereinheiten sind Beispiele derartiger Maschinensteuerungen. Auch
hier erzeugt das Meßgerät 40 Meßsignale für eine Steuerschaltung 60. Wie bereits beschrieben, wird das
Meßgerät auf den Bezugspunkt eingestellt, und es wird eine Rückstell-Drucktaste 62 aktiviert. Dadurch entsteht
ein Signal, um einen Zähler 64 und Speichervorrichtungen 66 und 68 zurückzustellen. Darauf wird die
Meßlehre nach oben zur Spitze des Werkzeugs bewegt oder zu einer anderen Stelle, zu der hin gemessen
werden soll. Wenn die Meßlehre auf der Spitze des Werkzeugs ruht, enthält der Zähler 64 eine Zahl, die
dem Abstand vom Bezugspunkt zur Spitze des Werkzeugs entspricht.
Diese Zahl wird in einer Ziffernanzeige 70 angezeigt und gelangt als Eingangsgröße zu einer Pufferschaltung
72, die aus der Steuerschaltung 60 ein Ausgangssignal erzeugt. Die Pufferschaltung isoliert die Zählerausgänge
und schafft eine erhöhte Treiber-Kapazität. Es gibt eine Reihe von Pufferschaltungen im Handel und sehr häufig
werden Pufferschaltungen im Handel als Teil einer Zählerschaltung angeboten. Dann wird eine Dateneingäbe-Drucktaste
74 aktiviert und eine in einer Kopplungsschaltung 77 enthaltene Unterbrechungsschaltung
76 erzeugt ein Unterbrechungssignal, das über einen Isolierkreis 78 einer verarbeitenden Einheit 80
eines Computers 81 zugeführt wird. Die Verwendung eines Isolierkreises entspricht der genormten Konstruktionspraxis,
und es sind eine Reihe von Isolierschaltungen im Handel erhältlich. Der Hauptzweck dieser
Schaltung besteht darin, vom Computer Störsignale fernzuhalten.
Das Signal vom Puffer 72 gelangt über eine Isolierschaltung 82 und wird in einer Speicherschaltung
84 gespeichert.
Es gibt viele Techniken, um diese Information in den Computer zu übertragen; bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel tastet der Computer das Ausgangssignal aus dem Puffer 72 zweimal an und vergleicht die
zwei probeentnommenen Signale. Wenn sich die Meßlehre während der Tastperiode bewegt oder wenn
irgendein anderer Fehler auftritt, so sind die zwei probeentnommenen Signale nicht identisch; der Computer
erzeugt dann über eine Leitung 86 für eine Dekodier- und Speicherschaltung 68 ein Fehlersignal.
Diese Schaltung bewirkt dann über einen Isolierkreis 88 das Aufleuchten einer Fehlerlampe 90. Bevor die
Längendaten des Werkzeugs erneut eingespeist wer-. den, muß die Meßlehre wieder auf den Bezugspunkt
ausgerichtet werden, und es muß die Rückstell-Drucktaste
62 ausgelöst werden.
Wenn der Antastprozeß des Ausgangssignals von der Pufferschaltung 72 identische Signale erzeugt, wird das
Ausgangssignal in einer Speicherschaltung 84 gespeichert, und der Computer erzeugt ein Signal auf der
Leitung 86, welches in der Schaltung 66 dekodiert und gespeichert wird, deren Ausgangssignal über einen
Isolierkreis 92 eine Dateneinlauf-Lampe 94 zum Leuchten bringt
Gemäß einer Betriebsweise wird jedes Werkzeug zuerst in die Meßvorrichtung eingesetzt, die Werkzeug-
länge wird gemessen und in den Computer eingespeist. Um diesen Arbeitsgang zu vereinfachen, kann ein
Werkzeugnummern-Schalter 96 vorgesehen sein, der über einen Isolierkreis 99 ein Signal dem Computer 81
zuführt, welches einer vorbestimmten Werkzeugnummer entspricht. Wenn also ein Werkzeug in die
Meßvorrichtung eingesetzt wird, wird jeweils die Werkzeugnummer in die Werzeugnummern-Schalter
eingegeben, und die Länge des Werkzeugs wird dann in eine passende Speicherstelle im Computer eingespei- ι ο
chert. Wenn die Werkzeuglänge ausgemessen worden ist, wird das Werkzeug in die Werkzeugmaschine
eingesetzt Nachdem die ersten Werkzeuge gemessen und in die Maschine eingesetzt worden sind, kann der
Bearbeitungszyklus eingeleitet werden. Die verbleibenden Werkzeuglängen können während der Bearbeitung
gemessen werden. Diese Art, die Werkzeuglänge zu messen, ist wesentlich einfacher und beansprucht sehr
viel weniger Zeit als diejenige, bei der die Werkzeuglänge erst gemessen wird, nachdem das Werkzeug in die
Spindel der Werkzeugmaschine eingesetzt worden ist.
Die Schaltung gemäß F i g. 4 offenbart ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem für die Einstellung
der Werkzeuglängen der Verlust an Bearbeitungszeit auf null reduziert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Betriebsarten-Wahlschalter 98 vorgesehen, durch den eine oder zwei mögliche Betriebsarten ausgewählt
werden können. In einer ersten Betriebsart werden die Ausgangssignale des Puffers 72 über den Computer 81
direkt zu einer aktiven Speicherschaltung 100 geleitet, die den Werkzeugen entspricht, welche in der
Werkzeugmaschine momentan verwendet werden. Während jedoch ein spezieller Arbeitsgang unter
Verwendung dieser Werkzeuge läuft, kann die Überwachungs.person
den Betriebsarten-Wahlschalter 98 auf eine zweite Betriebsart schalten, und es können die
Werkzeuge gemessen werden, die für einen nachfolgenden Arbeitsgang verwendet werden. In diesem Fall,
wobei also der Betriebsarten-Wahlschalter 98 auf die zweite Betriebsart geschaltet ist, gelangen die Ausgangssignale
des Puffers 72 und des Werkzeugnummern-Schalters 96 als Eingangsgröße in einen Speicher
102 für den nächsten Arbeitsgang. Wenn daher der ausgeführte Arbeitsgang beendet ist und das Programm
für den nächsten Arbeitsgang in den Computer eingespeist worden ist, werden die für den nächsten
Arbeitsgang erforderlichen Werkzeuge lediglich in die Werkzeugmaschine eingesetzt; der Computer 81 ist
dann instruiert, die Werkzeuglängen vom Speicher 102
für den nächsten Arbeitsgang in den aktiven Arbeitsgangsspeicher 100 zu übertragen. Daher geht für die
Messung der Werkzeuglängen keine Bearbeitungszeit verloren.
Fig.5 zeigt ein Blockschaltbild, bei dem die
Meßvorrichtung in Verbindung mit einer numerischen Steuereinheit arbeitet, die keine Speicherschaltungen
enthält. Auch hier arbeitet das Meßgerät 40 in der vorangehend erläuterten Weise und erzeugt für die
Steuerschaltung 60 Meßsignale. Die Steuerschaltung 60 enthält im wesentlichen die gleichen Elemente wie die in
Verbindung mit Fig.4 beschriebene Steuerschaltung.
Im Falle der Fig.5 ist jedoch die hier verwendete
Kopplungsschaltung 104 sehr viel anders aufgebaut Eine Dekoderschaltung 106 spricht auf das Ausgangssignal
des Puffers 72 an und erzeugt ein neues Ausgangssignal, welches die Werkzeuglänge in einem
Zahlensystem wiedergibt, welches im Einklang mit der numerischen Steuereinheit 108 steht Eine Zyklus-Steuerschaltung
110 spricht auf den Werkzeugnummern-Schalter 96 und einen Dateneingabe-Schalter 74
an, um das Ausgangssignal aus dem Dekoder 106 in eine Speicherschaltung 112 einzuspeichern. Wenn demzufolge
die numerische Steuereinheit 108 Informationen hinsichtlich der Werkzeuglänge fordert, wird auf einer
Leitung 114 eine Werkzeugnummern-Adresse erzeugt, und es wird so eine definierte Speicherstelle in der
Speicherschaltung 112 adressiert. Die Information hinsichtlich der Werkzeuglänge, die in dieser Speicherstelle
enthalten ist, wird dann auf einer Leitung 116 an die numerische Steuereinheit 108 gegeben.
Auch diese Schaltung ist für eine andere Ausführungsform geeignet. Wenn eine Anzahl von numerischen
Steuereinheiten ohne die Fähigkeit zur Speicherung von Werkzeugdaten vorhanden ist, ist es möglich, eine
Anzahl von Speicherschaltungen ähnlich der Speicherschaltung 112 vorzusehen und jeder numerischen
Steuereinheit eine Speicherschaltung zuzuordnen. Demzufolge kann eine der Speicherschaltungen mit zugeordneten
Werkzeuglängen versorgt werden, und dann kann die Steuerschaltung davon abgetrennt werden und an
eine andere Speicherschaltung angeschlossen werden, um in dieser zugeordnete Werkzeuglängen zu speichern.
Auf diese Weise kann die Vorrichtung nach F i g. 5 so abgewandelt werden, daß sie für eine große
Anzahl von numerischen Steuereinheiten verwendbar ist.
Fig.6 zeigt ein Blockschaltbild, bei dem die Meßvorrichtung in Verbindung mit einer numerischen
Steuereinheit arbeitet, die ihre eigenen Speicherschaltungen enthält Dieses Schaltbild ist sehr ähnlich dem
alternativen Ausführungsbeispiel, welches unter Bezugnahme auf Fig.5 beschrieben wurde. In diesem Fall
erzeugt das Meßgerät 40 Meßsignale für die Steuerschaltung 60, die am Puffer 72 entsprechende Ausgangssignale
erzeugt Die hier verwendete Kopplungsschaltung 118 enthält eine Zyklussteuerschaltung 115, die
über einen Isolierkreis 117 Signale erzeugt, die die Übertragung der Ausgangssignale aus dem Puffer 72 zu
einer Speicherschaltung 120 steuern. In Abhängigkeit von den durch die Zyklussteuereinheit 115 erzeugten
Signalen werden die Ausgangssignale des Puffers 72 durch eine Dekodierschaltung 119 dekodiert und dann
über einen Isolierkreis 121 in die Speicherschaltung 120 eingespeichert
F i g. 7 zeigt als Abwandlung ein Blockschaltbild, bei dem die Meßvorrichtung unabhängig bzw. getrennt von
einer numerischen Steuerung arbeitet In bestimmten Situationen kann es nicht praktisch oder wirtschaftlich
sein, die Meßvorrichtung in direkte Verbindung mit dem Steuersystem der Werkzeugmaschine zu bringen. Es
kann wünschenswert sein, daß die Bestimmung der Werkzeuglängen an einer einzigen zentralen Stelle, zum
Beispiel in einem Werkzeugraum, vorgenommen wird. Auch hier erzeugt das Meßgerät 40 Meßsignale für die
Steuerschaltung 60, die für eine Kopplungsschaltung 77 — ähnlich der in F i g. 4 gezeigten — deren Eingangssignale
erzeugt Ein Computer 124 spricht auf Werkzeugnummem-Signale und die Ausgangssignale der Kopplungsschaltung
77 an und steht mit einer Eingabe/Ausgabe-Datenspeichervorrichtung 126 in Verbindung.
Eine derartige Vorrichtung kann aus einem magnetischen Bandaufzeichnungsgerät, einem Lochstreifenlocher
usw. bestehen. In diesem Falle werden die den jeweiligen Werkzeugnummern entsprechenden Werkzeuglängen
gemessen, und dann werden sowohl die Werkzeugnummern als auch die Werkzeuglängen auf
ίο
einem Speichermedium aufgezeichnet. Wenn die Werkzeuge dann einer bestimmten Werkzeugmaschine
zugeführt werden, wird das Medium, welches die Informationen hinsichtlich der Werkzeuglängen enthält,
mit zugeführt. Wenn der ßedienungsmann die Werkzeuge in die Maschine einsetzt, setzt er auch das
Medium in eine Lesevorrichtung ein und speist dadurch automatisch die Werkzeuglängen in die Steuereinheit
der Maschine ein.
Claims (3)
- Patentansprüche:L Vorrichtung zum Ausmessen von nacheinander zum Einsatz kommenden, spanabhebenden Werkzeugen numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen und zum Einspeisen der Meßwerte in die numerische Maschinensteuerung, wobei jeweils ein außerhalb seiner Arbeitsstellung mittels einer Werkzeugaufnahme in stationärer Lage gehaltenes Werkzeug durch ein mit einem gegenüber dem Werkzeug verschiebbaren Meßfühler versehenes Meßgerät gemessen wird, das ein dem jeweiligen Verschiebeweg des Meßfühlers entsprechendes elektrisches Meßsignal erzeugt, welches in eine Speicherstelle einer Speicherschaltung innerhalb der numerischen Maschinensteuerung eiiaspeicherbar und von dort beim Bearbeitungseinsate des betreffenden Werkzeugs abrufbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahme (15) und das Meßgerät (11; 40) räumlich getrennt von der Werkzeugmaschine angeordnet sind, daß der an einem Schlittensystem (20, 22) nach Art eines Kreuzschlittens angeordneten Meßfühler (24; 17) zum Messen des Abstands zwischen einem Bezugspunkt (16) und einem Punkt am Werkzeug (14) von Hand linear verschiebbar ist, daß mit den dem Verschiebeweg des Meßfühlers entsprechenden elektrischen Meßsignalen eine elektrische Steuerschaltung (60) beaufschlagbar ist, die eine Zählschaltung (64) und eine Pufferschaltung (72) enthält, welche die Meßsignale sammeln und ein Ausgangssignal erzeugen, welches dem gemessenen Abstand entspricht, die einen Werkzeugnumtnern-Schalter (96) enthält, durch welchen für jedes Werkzeug ein Identifiziersignal erzeugbar ist, und die einen Daten-Eingabeschalter (74) enthält, und daß eine Kopplungsschaltung (118) vorgesehen ist, die an die Steuerschaltung (60) angeschlossen ist und eine Zyklus-Steuereinheit (115) enthält, welche bei Betätigung des Daten-Eingabeschalters (74) das Ausgangssignal in eine Speicherstelle in der Speicherschaltung der numerischen Maschinensteuerung nach Maßgabe eines entsprechenden Werkzeug-Identifiziersignals überträgt.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (60) eine auf die Zählschaltung (64) ansprechende numerische Anzeigeeinrichtung (70) für den gemessenen Abstand, d. h. für das entsprechende Werkzeugmaß enthält.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsschaltung (118) eine Dekodierschaltung (119) enthält, die auf die Ausgangssignale der Pufferschaltung (72) anspricht und jedes dieser Ausgangssignale zur Bildung eines neuen Ausgangssignals dekodiert, welches den in einem numerischen System gemessenen Abstand im Einklang mit der numerischen Steuerung wiedergibt.
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