DE2747487A1 - Wear monitor for NC machine tool cutter - has photoelectric cell directed to point on cutter to operate warning light - Google Patents

Wear monitor for NC machine tool cutter - has photoelectric cell directed to point on cutter to operate warning light

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DE2747487A1 DE19772747487 DE2747487A DE2747487A1 DE 2747487 A1 DE2747487 A1 DE 2747487A1 DE 19772747487 DE19772747487 DE 19772747487 DE 2747487 A DE2747487 A DE 2747487A DE 2747487 A1 DE2747487 A1 DE 2747487A1
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    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
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    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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Abstract

The profile (3) of the cutting edge (6) of the tool in an NC machine is controlled by a light beam and a photo-electric cell. A circular beam of light (1) is directed on to the critical point (Z) of the tool which obstructs part of the beam. The rest of the beam falls on a photo-electric cell and is this amount of light changes due to a change in the profile (3) of the cutting edge (6), the change of current flowing through the cell causes a warning lamp to be switched on.

Description

Verfahren zur Uberwachung der Werkzeugschneide sowieMethod of monitoring the tool cutting edge as well

NC-gesteuerte Drehmaschine zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der Werkzeugschneide einer NC-gesteuerten Drehmaschine sowie auf eine NC-gesteuerte Drehmaschine mit einem fotoelektrischen Meßrühler zur Uberwachung der Werkzeugschneide.NC-controlled lathe for carrying out the method The invention relates to a method for monitoring the cutting edge of an NC-controlled tool Lathe as well as an NC-controlled lathe with a photoelectric Measuring caliper for monitoring the tool cutting edge.

Die Dt-OS 19 61 olo beschreibt eine Vorrichtung, mittels der bei einer NC-gesteuerten Werkzeugmaschine selbsttätig die Position einer Werkzeugschneide bestimmbar ist. Die vorbekannte Vorrichtung besteht aus einem Lichtstrahlgene rator, durch welchen ein Lichtband erzeugt wird. Sobald die Werkzeugschneide in dieses Lichtband eindringt, wird ein elektrisches Signal erzeugt. Falls dieses Signal von einem vorgegebenen Sollwert abweicht, sorgt ein Korrekturprogramm dafür, daß eine automatische Werkzeugkorrek tur eintritt.The Dt-OS 19 61 olo describes a device by means of which in a NC-controlled machine tool automatically determines the position of a tool cutting edge is determinable. The previously known device consists of a light beam generator, through which a light band is generated. As soon as the tool cutting edge is in this If the light band penetrates, an electrical signal is generated. If this signal is from deviates from a specified target value, a correction program ensures that a automatic tool correction occurs.

Durch diese Maßnahme kann in der Werkzeugmaschine eine selbsttätige Werkzeugkorrektur vorgenommen werden, wenn das Werkzeug z.B. infolge von Verschleiß oder Verschiebung im Werkzeughalter nicht genau diejenige Stellung einnimmt, die es aufgrund der Voreinstellung haben sollte.This measure can be an automatic in the machine tool Tool correction can be made if the tool is, for example, due to wear or shift in the tool holder does not take exactly that position that it should have by default.

Zudem ist es möglich, von Zeit zu Zeit die Werkzeugstellung erneut zu überprüren, um Verschleiß ausgleichen zu können. Nicht feststellbar sind mit der bekannten Vorrichtung Fehler in der Kontur der Werkzeugschneide.It is also possible to re-position the tool from time to time to be checked in order to be able to compensate for wear. Can not be determined with the known device errors in the contour of the tool cutting edge.

Beim Voreinstellen der Werkzeuge prüft der Werkzeugein richter routinemäßig die Schneidenkontur durch Sichtkontrolle, um beispielsweise Ausbrechungen zu erkennen.When presetting the tools, the tool setter checks routinely the cutting edge contour through visual inspection, for example, to detect chipping.

Auch die Bedienungsperson der Drehmaschine sollte sich von Zeit zu Zeit von der ordnungsgemäßen Schneidkontur Uber.#eugen.The lathe operator should also be on the go from time to time Time from the proper cutting contour Uber. # Eugen.

Eine Sichtkontrolle ist naturgemäß nicht mit großer Genauigkeit möglich. Deshalb werden in der Praxis Fehler in der Schneidkontur erst dadurch festgestellt, daß ein Werkstück infolge einer zu rauhen Oberfläche zu Ausschuß wurde.A visual inspection is of course not possible with great accuracy. Therefore, in practice, errors in the cutting contour are only detected when that a workpiece was rejected as a result of an excessively rough surface.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Uberwachung der Werkzeugschneide einer NC-gesteuerten Drehmaschine zu entwickeln, mit dem die Schnetdenkontur mit großer Genauigkeit selbständig und mit möglichst wenig Aufwand überprüfbar ist. Weiterhin soll eine NC-gesteuerte Drehmaschine zur Durchrührung des Verfahrens entwickelt werden.The present invention is based on the object of a method to monitor the tool cutting edge of an NC-controlled lathe, with which the cutting contour with great accuracy independently and with as much as possible little effort is verifiable. Furthermore, an NC-controlled lathe is to be used Implementation of the procedure should be developed.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die NC-Steuerung ein Programm eingegeben wird, durch welches die Werkzeugschneide mit ihrer Außenkontur entlang eines Lichtpunktes eines fotoelektrischen Meßfühlers bewegt und bei einem Fehler in der Kontur der Werkzeugschneide ein Warnsignal ausgelöst wird.The first-mentioned object is achieved according to the invention in that A program is entered into the NC control through which the tool cutting edge with its outer contour along a light point of a photoelectric sensor moved and triggered a warning signal in the event of an error in the contour of the tool cutting edge will.

Die Vorteile. des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen insbesondere darin, daß es an der Drehmaschine selbst durchführbar ist. Dadurch wird die eingespannte Werkzeugschneide unmittelbar vor ihrem Einsatz überprüft. Aufgrund der bei NC-Maschinen ohnehin vorhandenen Steuerung bereitet es keine Schwierigkeit, die Schneidkontur entlang des Lichtpunktes des Meßfühlers zu bewegen, Durch das erz in dungsmäßige Verfahren ist es auch leicht möglich, die Schneidkontur in der Drehmaschine regelmäßig erneut zu überprüfen, beispielsweise nach Jeweils zehn erzeugten Werkstücken.The advantages. of the method according to the invention exist in particular in that it can be carried out on the lathe itself. This will make the clamped Tool cutting edge checked immediately before use. Because of the NC machines Any control that is already in place does not cause any difficulty in the cutting contour to move along the light point of the probe, through the ore in training-like It is also easily possible to process the cutting contour in the lathe regularly to check again, for example after every ten workpieces produced.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des errindungsmäßigen Verfahrens besteht darin, daß zusätzlich in die NC-Steuerung ein Programm eingegeben wird, welches mittels des Meßrühlers die Position der Werkzeugschneide feststellt und erforderlichenfalls selbsttätig korrigiert.There is an advantageous embodiment of the method according to the invention in that a program is also entered in the NC control, which determines the position of the tool cutting edge by means of the measuring caliper and if necessary corrected automatically.

Durch diese Maßnahme können mit einem einzigen MeßfUhler in sehr Icurzer Zeit sowohl die Stellung als auch die Kontur der Werkzeugschneide überprüft werden.With this measure, you can use a single measuring sensor in a very short time Time, both the position and the contour of the tool cutting edge can be checked.

Die erfindungsgemäße NC-gesteuerte Drehmaschine zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß mittels eines in die NC-Steuerung eingegebenen Programms die Schneidenkontur entlang eines Lichtpunktes des Meßfühlers beweglich ist.The NC-controlled lathe according to the invention for performing the The aforementioned method is characterized in that by means of an in the NC control entered program the cutting contour along a light point of the sensor is movable.

Diese Maschine bietet bekannten Maschinen gegenüber den Vorteil, daß von ihr Fehler in der Schneidenkontur automatisch feststellbar sind, so daß Ausschuß vermeidbar ist.This machine has the advantage over known machines that of her errors in the cutting contour are automatically detectable, so that rejects is avoidable.

Da der Meßfühler mit wesentlich größerer Genauigkeit arbeitet als die durch die Sichtkontrolle erzielbare, lassen sich auch schon sehr kleine Unregelmäßigkeiten in der Schneidenkontur feststellen. Dadurch können mit der erz in dungsgemäßen NC-Maschine Werkstücke von sehr hoher Oberflächengute und Maßgenauigkeit hergestellt werden.Since the sensor works with much greater accuracy than those that can be achieved by visual inspection can also detect very small irregularities Determine in the cutting contour. This allows with the ore in the proper NC machine Workpieces with a very high surface quality and dimensional accuracy can be produced.

Eine weitere günstige Pusgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Meßfühler zusätzlich zur Bestimmung der Position der Werkzeugschneide vorgesehen ist.Another favorable Pusgestaltung the invention is that the probe is also provided for determining the position of the tool cutting edge is.

Durch diese Gestaltung können mit der erfindungsgemäßen NC-Drehmaschine ohne großen Zeitaufwand die Stellung und die Kontur der Schneide überprüft werden. Geht man davon aus, daß viele NC-gesteuerte Drehmaschinen ohnehin einen fotoelektrischen Meßfühler zur Ermittlung der Stellung der Werkzeugschneide haben, so ist zur Kontrolle der Schneidenkontur lediglich eine Änderung des Programms der Drehmaschine erforderlich.With this design, the NC lathe according to the invention The position and the contour of the cutting edge can be checked without spending a great deal of time. If one assumes that many NC-controlled lathes have a photoelectric one anyway If you have sensors to determine the position of the tool cutting edge, it is used as a control The cutting contour only requires a change in the lathe program.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen.To further explain the invention, reference is now made to the drawing Referenced.

In ihr ist eine stark vergrößerte Ansicht mit Lichtpunkt und Schneidenkontur dargestellt.In it is a greatly enlarged view with a point of light and cutting edge contour shown.

Ein Lichtpunkt 1 wird von einem, hier nicht dargestellten bekannten fotoelektrischen Meßfühler Tastauge erzeugt.A point of light 1 is known from one not shown here photoelectric sensor probe eye generated.

Dieses Gerät wird an der Drehmaschine in einer festen, unverrückbaren Position befestigt. Die Mitte des Lichtpunktes 1, der einen Durchmesser von o,l mm hat, kann beispielsweise als Meßpunkt bezeichnet werden.This device is attached to the lathe in a fixed, immovable manner Fixed position. The center of the point of light 1, which has a diameter of o, l mm can, for example, be referred to as a measuring point.

Das "Tastauge" arbeitet auf folgende Weise: Bei Verdeckung der halben Kreisfläche des Lichtpunktes 1 durch einen Schatten ist die Spannungsabgabe 0. Sobald der Schatten abweicht und damit die Kreisfläche mehr oder weniger Licht empfängt, wird eine entsprechende Spannung abgegeben. Diese Spannungsänderung kann als Impuls für benötigte Kommandos benutzt werden.The "tactile eye" works in the following way: When half is covered Circular area of the light point 1 through a shadow, the voltage output is 0. As soon as the shadow deviates and the circular area receives more or less light, a corresponding voltage is emitted. This change in voltage can be used as a pulse can be used for required commands.

Zu Beginn der Messung der Schneidenstellung fährt der hier nicht dargestellte Bettschlitten mit dem auf ihm angeordneten Planschieber in den im Programm vorgesehenen Nullpunkt. Dieses kann so liegen, daß der höchste Punkt 2 der Schneidenkontur 3 (hier in der Zeichnung dargestellt) mit der senkrechten Mittellinie (X-Achse) des Lichtpunktes tangiert. Tritt dieser Fall nicht ein, wird ein Kurrektursignal (Z-Achse) solange in die Steuerung eingegeben, bis die Schneidenkontur 3 richtig liegt. Anschließend wird der gleiche Meßvorgang mit dem höchsten Punkt 4 an der waagerechten Mittellinie (Z-Achse) des Lichtpunktes 1 vorgenommen.At the beginning of the measurement of the cutting edge position, the one not shown here moves Slide the bed slide with the facing slide arranged on it into the one provided in the program Zero point. This can be so that the highest point 2 of the cutting contour 3 (shown here in the drawing) with the vertical center line (X-axis) of the Touches the light point. If this does not occur, a course correction signal (Z-axis) entered into the control until the cutting contour 3 is correct. Afterward is the same measurement process with the highest point 4 on the horizontal center line (Z-axis) of the light point 1 made.

Nachdem diese Messung der Schneidenstellung abgeschlossen ist, wird die Schneidenkontur 3 in ihrem Verlauf geprüft.After this measurement of the cutting edge position has been completed, the cutting contour 3 checked in its course.

Dieses geschieht auf folgende Weise: Die Schneide fährt, vom eingegebenen Programm gesteuert, mit ihrem Ausgangspunkt 5 der Messung so unter den Lichtpunkt 1, daß jener konzentrisch unter die Mitte des Lichtpunktes 1 zu liegen kommt. Darauf beginnen Bettschlitten und Planschieber sich nach der vorher in das Programm für diese Schneidenkontur 3 eingegebenen Linie so zu bewegen, daß die Schneidenkontur 3 entlang des Lichtpunktes wandert. Sobald die Schattenkante im Lichtpunkt 1, bedingt durch zu starke Schneidenabnutzung, Ausbrüche oder Aufbauschneiden, abweicht, wird ein Signal in die Steuerung gegeben, das entsprechende Maßnahmen, z.B.This is done in the following way: The cutting edge moves, controlled by the entered program, with its starting point 5 of the measurement so under the light point 1 that that is concentric under the center of the light point 1 comes to rest. Then the bed sledge and slider begin to move after the move the line previously entered in the program for this cutting contour 3 in such a way that that the cutting contour 3 wanders along the light point. Once the shadow edge in light point 1, caused by excessive cutting edge wear, breakouts or built-up edges, deviates, a signal is sent to the control system that the appropriate measures e.g.

Stopp der Maschine auslöst.The machine stops.

Diese Uberwachungsmessung kann nach einer beliebigen Anzahl von Fertigbearbeitungen der Werkstücke wiederholt werden, so daß eine kontinuierliche Uberwachung der Schneidenkontur 3 gewährleistet ist.This monitoring measurement can be carried out after any number of finishing operations of the workpieces are repeated, so that a continuous monitoring of the cutting contour 3 is guaranteed.

Auf einen, an der Drehmaschine angebrachten Bildschirm wird von dem "Tastauge" ein stark vergrößertes Abbild der Schneidenkontur 3 in einem Fadenkreuz projiziert, wodurch eine Sichtkontrolle des Bedienungsmannes ermöglicht wird.A screen attached to the lathe shows the "Touch eye" is a greatly enlarged image of the cutting contour 3 in a crosshair projected, whereby a visual inspection of the operator is made possible.

Claims (4)

Ansprüche kl. Verfahren zur Uberwachung der Werkzeugschneide einer NC-gesteuerten zu NC-gesteuerten Drehmaschine, d a d u r c h g e k e n nz e 1 c h n e t, daß in die NC-Steuerung ein Programm eingegeben wird, durch welches die Werkzeugschneide (6) mit ihrer Außenkontur (3) entlang eines Lichtpunktes (1) eines fotoelektrischen Meßfühlers bewegt und bei einem Fehler in der Kontur der Werkzeugschneide (ó) ein Warnsignal ausgelöst wird. Claims kl. Method for monitoring the cutting edge of a tool NC-controlled to NC-controlled lathe, d u r c h g e k e n nz e 1 c N e t that a program is entered into the NC control, through which the Tool cutting edge (6) with its outer contour (3) along a light point (1) of a photoelectric sensor moves and in the event of an error in the contour of the tool cutting edge (ó) a warning signal is triggered. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e 1 c h n e t, daß zusätzlich in die NC-Steuerung ein Programm eingegeben wird, welches mittels des Meßfühlers die Positionen der Werkzeugschneide (6) feststellt und erforderlichenfalis selbsttätig kontrolliert. 2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e 1 c N e t that a program is also entered in the NC control, which by means of the measuring sensor, the positions of the tool cutting edge (6) are determined and if necessary automatically controlled. 3. NC-gesteuerte Drehmaschine zur Durchrührung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einem rotoelektrischen Meßfühler zur Überwachung der Werkzeugschneide, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mittels eines in die NC-Steuerung eingegebenen Programms die Schneidenkontur (3) entlang eines Lichtpunktes (1) des Meßfühlers beweglich ist. 3. NC-controlled lathe to carry out the process according to claims 1 and 2 with a rotoelectric sensor for monitoring the Tool cutting edge that is not shown that by means of an in the NC control program entered the cutting contour (3) along a light point (1) the probe is movable. 4. NC-gesteuerte Drehmaschine nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Meßfühler zusätzlich zur Bestimmung der Position der Werkzeugschneide (b) vorgesehen ist. 4. NC-controlled lathe according to claim 3, d a d u r c h g e does not indicate that the sensor is used in addition to determining the position the tool cutting edge (b) is provided.
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