DE2806141A1

DE2806141A1 - Verfahren zur bestimmung der lage eines gegenstandes, vorzugsweise der werkzeugspitze einer numerisch gesteuerten drehmaschine

Info

Publication number: DE2806141A1
Application number: DE19782806141
Authority: DE
Inventors: Rony Wiberg
Original assignee: SMT MACHINE CO AB
Current assignee: SMT MACHINE CO AB
Priority date: 1977-03-04
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1978-09-07
Also published as: SE404500B; SE7702446L; JPS53110184A

Description

VERFAHREN ZUR BESTIM#4UNG DER LAGE EINES
GEGENSTANDES, VORZUGSXqEISE DER WERKZEUG-SPITZE EINER NUMERISCH GESTEUERTEN DREH-MASCHINE Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Gegenstandes, vorzugsweise der Werkzeugspitze einer numerisch gesteuerten Drehmaschine.
Aufgabe der Erfindung ist die Lage eines Gegenstandes mit sehr grosser Genauigkeit schnell festzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsmässig dadurch gelöst, dass das Feld einer Fernsehkamera zur Deckung eines mit dem Gegenstand versehenen Messfeldes gebracht wird, wobei der Tangentenpunkt des Gegenstandes mit einer der Abtastlinien des Elektronenstrahles im Messfeld die Lage des Gegenstandes in einem Sinne bestimmt, während die Lage des Gegenstandes in einem zu diesem Sinn senkrechten Sinn von der Zeit bestimmt wird, die der Elektronenstrahl braucht, um sich von seinem Umkehrpunkt bis zu dem Punkt fortzubewegen, wo der Strahl von dem Gegenstand abgeschnitten wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer Messvorrichtung, die mit der Spindel einer numerisch gesteuerten Drehmaschine zusammenwirkt und bei der das erfindungsmässige Ver- fahren ausgeübt werden kann, Fig. 2 eine Vorderansicht der Messvorrichtung, und Fig. 3 das eigentliche Messen der Lage der Werkzeugspitze.
Die Spindel 1 der numerisch gesteuerten Drehmaschine weist einen besonderen Anschlagteller 2 auf. Es kann somit angesehen werden, dass die Spindel 1 eine mit ihr konzentrische Nut 3 aufweist. Diese Nut weist drei Anschlagflächen 4-6 auf, von denen die Anschlagflächen 4 und 5 die zueinander parallelen und zu der Spindelachse senkrechten Seiten der Nut 3 sind, während die Anschlagfläche 6 der zylindrische Boden der Nut 3 ist.
Die Messvorrichtung 7 besteht aus einem Bügel 8 und einem daran vorgesehenen, schematisch dargestellten Instrument 9 zur Feststellung der Lage der Werkzeugspitze 10. Erfindungsmässig ist das Instrument 9 eine Fernsehkamera.
An seinen gegenüberstehenden Seiten ist der Bügel 8 mit Anschlägen 11-14 versehen, die dem Bügel 8 eine korrekte Lage im Z-Sinne in der Nut 3 geben sollen. Der Bügel 8 weist ausserdem gegenüber den Anschlägen 13 und 14 Rollen 15 und 16 auf, die gegen den Boden 6 der Spindelnut 3 gepresst werden. Hierdurch wird die Lage der Messvorrichtung 7 auch im X-Sinne festgelegt.
Eine am Bügel 8 vorgesehene Nase wirkt mit einem festen Anschlag 18 am Spindelstock 19 zusammen und verhindert somit die Drehung des Bügels 8 um die Spindel 1.
Der Bügel 8 ist von der im schwedischen Patent 7605795-9 näher beschriebenen Ausbildung.
Erfindungsmässig wird das Feld der Fernsehkamera zur Deckung eines mit dem Gegenstand, d.h. der Werkzeugspitze 10, versehenen Messbereiches 21 gebracht. In Fig.
3 ist der Messbereich 21 quadratisch und die Seite des Quadrats ist 6,25 mm lang. Da die Anzahl Teilungen 625 beträgt, erhält man eine Messauflösung im Z-Sinne von 0,01 mm. Zur Bestimmung der Lage im X-Sinne vom Tangentenpunkt zwischen dem Halbmesser der Werkzeugspitze 10 und einer der Linien 22 wird die Zeit gemessen, die der Elektronenstrahl braucht, um sich von seinem Umkehrpunkt, welcher durch den mit 0 bezeichneten Rand des Messfeldes rePräsentiert ist, bis zu dem Punkt 23 fortzubewegen, wo der Strahl von der Werkzeugspitze 10 abgeschnitten wird. Unter der Voraussetzung, dass der Strahl das ganze Feld 21 in 215 Sekunde 1 1 25 nde passiert, ist X = 25 6,25 25 625 t mm, wo t diejenige Zeit ist, die der Strahl braucht, um sich vom Rand 0 zum Brechpunkt 23 in Sekunden fortzubewegen.
Da man die höchste Genauigkeit im X-Sinn der Maschine, d.h. in der Querrichtung, zu haben wünscht, sind die Linien 22 des Messfeldes 21 in dem X-Sinn zu verlegen, da die Zeitmessung mit der konstanten Geschwindigkeit des Elektronenstrahles eine genauere Auflösung ergibt als die Linienteilung.
Um ein scharfes Bild der Kanten der Werkzeugspitze 10 zu erhalten, empfiehlt es sich die Werkzeugspitze in der Richtung gegen das Kameraobjektiv zu beleuchten.
Das von der Fernsehkamera erzeugte Bildsignal kann ausser als Medium der Messung auch dazu benützt werden, um ein visuelles Bild der Werkzeugspitze 10 auf einem Bildschirm zu ergeben. Der Signalwert des Messergebnisses kann bei numerisch gesteuerten Drehmaschinen auf die Steuerausrüstung für eine automatische Korrektur der einprogrammierten Einstellänge der Werkzeuge einwirken.
Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann bei einer Menge verschiedener Messverfahren zur Anwendung kommen.
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Claims

PATENTANSPRÖCHE U Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Gegenstandes, vorzugsweise der Werkzeugspitze einer numerisch gesteuerten Drehmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Feld einer Fernsehkamera (9) zur Deckung eines mit dem Gegenstand (10) versehenen Messfeldes (21) gebracht wird, wobei der Tangentenpunkt (23) des Gegenstandes (10l mit einer der Abtastlinien (22) des Elektronenstrahles im Messfeld (21) die Lage des Gegenstandes (10) in einem Sinne (Z) bestimmt, während die Lage des Gegenstandes (10) in einem zu diesem Sinne senkrechten Sinn (X) von der Zeit bestimmt wird, die der Elektronenstrahl braucht, um sich von seinem Umkehrpunkt (0) bis zu dem Punkt (23) fortzubewegen, wo der Strahl von dem gegen stand (10) abgeschnitten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (1Q) in der Richtung gegen das Objektiv der Fernsehkamera (7) beleuchtet wird.