DE3133018C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen eines Gegenstandes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Um beim Bearbeiten eines Werkstückes Messungen am Werkstück durchzuführen, ist es erforderlich, die Meßsignale drahtlos zu einem Empfänger zu übertragen, wenn abhängig von dem von der Werkzeugmaschine auszuführenden Bearbeitungsprogramm passende Meßeinrichtungen aus einem Magazin in die Werk­ zeugmaschinenspindel eingesetzt werden. In diesem Fall kann nämlich die Meßeinrichtung mit dem Empfänger nicht fest ver­ drahtet werden. Erschwert wird die Übertragung durch die Umgebungsbedingungen im Fertigungsprozeß.

Die Übertragung der Meßwerte bei derartigen Vorrichtungen über Funk ist bekannt (DE 26 11 781 A1, US 36 70 243, US 41 18 871). Das verwendete Radiofrequenzsignal ist elektro­ magnetischen Störungen unterworfen. Zur Bildung des Ober­ begriffs des Patentanspruchs 1 wurde die Einrichtung gemäß DE 26 11 781 A1 herangezogen.

Zur Meßwertübertragung allgemein ist es auch bekannt, Licht­ strahlen zu verwenden (DE 28 41 424 B2 und insbesondere auch Infrarotlicht vorzusehen (US 34 88 586). Dabei hat man es für erforderlich gehalten, zur Bündelung der Lichtstrahlen sende- und empfängerseitig Linsen oder Lichtleitfasern vor­ zusehen, um den Übertragungsweg frei von äußeren Einflüssen zu halten. Die Ansteuerung der Infrarotlicht emittierenden Dioden erfolgt dabei mit frequenzmodulierten Signalen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszu­ bilden, daß mit einfachen Maßnahmen eine störungsfreie Übertragung der Meßwerte erfolgt und der Empfänger weit­ gehend ortsunabhängig aufgestellt werden kann.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Anordnung mehrerer Infrarotlicht emit­ tierender Dioden am Umfang des Gehäuses der Meßeinrichtung liefert ein kontinuierliches Abstrahlmuster im wesentlichen quer zur Spindelachse, so daß die Aufstellung des Empfängers weitgehend beliebig vorgenommen werden kann, insbesondere muß der Empfänger nicht in unmittelbarer Sichtverbindung mit der Meßeinrichtung stehen. Durch den Wegfall von Linsen und optischen System erfolgt die Meßwertübertragung zuverlässig und störungsfrei vom Bearbeitungsort des Werkstückes.

Mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 ist sichergestellt, daß die Batterie nur dann angeschlossen wird, wenn eine Meßwertübertragung erfolgen soll, während in der übrigen Zeit, insbesondere wenn die Meßeinrichtung im Magazin nicht benutzt wird, die Batterie abgeschaltet ist.

Merkmale der sende- und empfängerseitigen Schaltung, ins­ besondere zur Unterscheidung der Übertragungssignale von Rauschsignalen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich­ nung nachstehend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung an einer NC-Werkzeugmaschine,

Fig. 2 ein Schaltbild der Vorrichtung,

Fig. 3 ein Schaltbild einer Empfangsschaltung,

Fig. 4 ein Schaltbild der Hauptempfangsschaltung, und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit.

In Fig. 1 ist ein numerisch gesteuertes Bearbeitungszen­ trum 100 mit einer batteriebetriebenen Meßeinrichtung 200 zeigt, die zur numerisch gesteuerten Verschiebung in einer Spindel 110 od. dgl. montiert ist. Die Meßeinrichtung befindet sich normalerweise im Werkzeugmaschinenmagazin (nicht gezeigt), wenn sie nicht zur Vermessung der ver­ schiedenen Dimensionen eines Werkstückes 120 benutzt wird.

Die Meßdaten, die von einem Wandler in der Meßeinrichtung 200 erzeugt werden, werden drahtlos über eine LED-Anordnung 215 in Form frequenzmodulierter (FM) optischer Infrarotsignale 104 zu einer Empfangsschaltung 300 übertragen. Dort wird das optische Signal in ein elektrisches Signal übertragen, verstärkt und über den Weg 105 zu einer Haupt- Empfangsschaltung 400 übertragen, die das verstärkte elektrische Signal in ein digitales Signal umwandelt, welches zur Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit 500 übertragen wird. Diese kann wahlweise in einer Rückkopplungs- oder adaptiven Steuermode über die Schiene 101 zurückgekoppelt sein. Außerdem können wahlweise Empfangsköpfe 300A und 300B in denjenigen Fällen vorgesehen sein, wo eine mehrachsige Vermessung gewünscht wird. Jede Achse überträgt Meßdaten in einem ihr zugeordneten optischen Frequenzband. Ein weiteres wahlweises Merkmal, welches in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein entferntes intelligentes Terminal 600, welches über ein Verbindungsglied 106 mit der Anzeigeeinheit ge­ koppelt ist. Dabei kann es sich beispielsweise um eine herkömmliche Datentransmissionseinrichtung von Typ RS 232 handeln.

In Fig. 1 ist außerdem die numerische Steuereinheit 700 der Werkzeugmaschine 100 dargestellt, die über die Steu­ erschiene 102 mit der Maschine gekoppelt ist.

Die Vorrichtung, welche sich im Gehäuse der Meßeinrichtung 200 befindet, ist genauer in Fig. 2 dargestellt. Der Strom für die Meßeinrichtung 200 wird von einer Gleichstrombatterie 216 über einen oder mehrere Quecksilberschalter 217 an Verteilungspunkte für das Batteriepotential selbst (V1) und für zwei zusätzliche Potentialwerte +V2 und -V2 über den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 201 geleitet. Eine Steckverbindung 218 bildet die Quelle für einen äußeren Ladestrom zur Batterie 216 über den Widerstand 219. Die Quecksilberschalter 217 werden geschlossen, wenn eine bestimmte räumliche Orientierung der Achse des Gehäuses gegeben ist. Hierdurch wird eine unnötige Belastung der Batterie verhindert, wenn die Meßeinheit unbenutzt im Magazin der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine ruht.

Der Wandler, welcher beim bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist ein linearer, variabler Differentialtransformator (LVDT) 202. Dieser besitzt einen Kern 203, welcher von den Meßkontaktpunkten des Wandlers bewegt wird, und eine in der Mitte angezapfte Transformatorwicklung 204. Ein Erregungssignal für den Wand­ ler 202 wird aus einer Demodulatoreinheit 208 über einen Widerstand 221 und einen Trenntransformator 205 ausge­ koppelt, der aus einer Primärwicklung 206 und einer Sekun­ därwicklung 207 besteht. Der Kondensator 220 ist über die Sekundärwicklung 207 gelegt. Das Ausgangssignal des Wand­ lers wird mit den Anschlüssen 3, 5 und 4, 6 der aus einem integrierten Schaltkreis bestehenden Demodulatoreinheit 208 gelegt.

Der Demodulator 208 wandelt das Wechselstrom-Wandlereingangssignal in ein proportionales Gleichstrompotential am Ausgangsanschluß 12 um. Dieser ist über das Potentiometer 222 mit dem Anschluß 1 eines Spannungs-Frequenz-Wandlers 210 in Form eines integrierten Schaltkreises verbunden. Ein Widerstand 223 koppelt den Eingangsanschluß 1 des Spannungs-Frequenz-Wandlers 210 mit einem integrierten Schaltkreis 209, der eine Präzisions-Referenzspannung erzeugt. Der Widerstand 222 ermöglicht eine Signalamplitudeneinstellung, wogegen der Widerstand 232 die Einstellung des Nullniveaus erlaubt.

Der Ausgangsanschluß 7 des Spannungs-Frequenz-Wandlers 210 gibt eine Impulsfolge mit einer Frequenz, die proportional zum Ausgangswert des Demodulators 208 ist, an den Eingangsanschluß 3 eines durch Zwei teilenden integrierten Schaltkreises 211 ab. Der "pull-up"-Widerstand 225 koppelt außerdem den Ausgang des Spannungs-Frequenz-Wandlers 210 mit dem Batteriepotential +V1. Beim Teiler 211 kann es sich beispielsweise um einen integrierten Schaltkreis von Typ NC14013 handeln, der von der Firma Motorola vertrieben wird. Der Ausgang des Teilers 211 ist über ein FM-Abweichungs-Einstellpotentiometer 226 mit einem Frequenzfilter 212 verbunden. Dieses umfaßt die Widerstände 227 und 230, den Kondensator 231 und die Induktivitäten 228 und 229. Das Frequenzfilter 212 wird dazu verwendet, die Seitenbanden des sich ergebenden FM- Signals, welches unten erläutert wird, zu verschmälern.

Das Ausgangssignal des Filters 212 wird über ein Kopplungs­ netzwerk aus dem Widerstand 232 und den Kondensatoren 233 und 234 an den Eingangsanschluß 2 des integrierten Schalt­ kreises 213 gelegt. Dabei handelt es sich um einen span­ nungsgesteuerten Oszillator, der hier als modulierter Trägerfrequenzoszillator verwendet wird. Beim integrierten Schaltkreis 213 kann es sich beispielsweise um den Typ XR567 der Firma EXAR handeln. Verwendet man das Frequenz­ signal am Anschluß 2 als modulierendes Eingangssignal, so liefert der Oszillator 213 ein elektrisches Signal am Aus­ gangsanschluß 5, welches um eine mittlere Trägerfrequenz moduliert ist. Die Trägerfrequenz wird am Potentiometer 235 eingestellt, welches zwischen den Anschlüssen 5 und 6 des Oszillators 213 liegt.

Das elektrische FM-Signal wird durch eine lichtemittierende Diodenanordnung (LED) 215 aus den Dioden LED 215A, B, . . . N, in ein optisches FM-Infrarotsignal umgewandelt. Das elek­ trische FM-Signal wird über den Widerstand 236 an die Gate-Elektrode des MOSFET 214 gelegt, welcher die das Licht erzeugende Stromleitung durch die LED-Anordnung ent­ sprechend der Frequenz des umzuwandelnden elektrischen Si­ gnales regelt. Die Gate-Elektrode des MOSFET 214 ist außer­ dem über die Kollektor-Emitter-Strecke des strombegrenzenden Transistors 241 mit Erde verbunden. Der Transistor 241 bil­ det eine Konstantstromquelle für die Anordnung 215 zusam­ men mit dem MOSFET 214. Die Drain-Elektrode 239 ist mit der LED-Anordnung gekoppelt, während die Source-Elektrode 238 über den Lastwiderstand 237 mit Erde verbunden ist. Die Basiselektrode des Transistors 241 ist mit der Source- Electrode des MOSFET 214 gekoppelt. Die LED-Anordnung 215 ist vorteilhafterweise in einem 360°-Muster um den Umfang des Meßeinheitgehäuses herum angeordnet. Auf diese Weise kann der Empfangskopf in jeder Richtung in Sichtlinie der Meßeinheit angeordnet werden.

Die Einzelheiten der Empfangsschaltung 300 sind in Fig. 3 dar­ gestellt. Die frequenzmodulierten Infrarotstrahlen, die von der LED-Anordnung an der Meßeinheit ausgesandt werden, werden optisch durch die Infrarot-Filterplatte 301 gefil­ tert. Die optisch gefilterten Signale werden dann so ge­ lenkt, daß sie auf eine Photodiode 302 auftreffen. Dabei kann es sich beispielsweise um eine kommerziell erhältliche Diode vom Typ BP W34 PIN handeln.

Ein Sammelkreis, der aus der Parallelschaltung einer vari­ ablen Induktivität 306 und eines Kondensators 307 besteht, ist auf die Mittelfrequenz des empfangenen FM-Signals ab­ gestimmt und sorgt am Empfangskopf für Unempfindlichkeit gegen niedrigfrequentes Rauschen. Der Sammelkreis ist zwischen Erdpotential und den Kathodenanschluß der Photo­ diode 302 gelegt. Die Diode 302 wandelt das einfallende optische Signal in ein elektrisches Signal um, welches auf einen abgestimmten Verstärker gegeben wird. Dieser umfaßt den Feldeffekttransistor 303, den Transistor 304 und die begleitenden passiven Elemente, bestehend aus den Wider­ ständen 309, 310, 320, 312 und 313 sowie den Kondensatoren 308, 319 und 311.

Die Anodenelektrode der Diode 302 ist mit einem ersten An­ schluß des Widerstands 309 und über den Kondensator 308 mit Erdpotential verbunden. Die Kathode der Diode 302 ist zusätzlich mit der Gate-Elektrode des FET 303 verbunden. Der abgestimmte Eingangsverstärker ist mit einer Potential­ quelle +V3 an der Verbindungsstelle der Widerstände 309, 310, 313 gekoppelt. Ein Filterkondensator 316 ist zwischen die Spannungsquelle +V3 und Erdpotential gelegt.

Ein verstärktes elektrisches FM-Signal wird vom Ausgang des abgestimmten Verstärkers an einen Emitterfolger-Trei­ berkreis gelegt, der den Transistor 305, den Widerstand 314 und einen Ausgangs-Kopplungskondensator 315 umfaßt. Das Ausgangssignal des Verstärkers an dem Kollektor des 304 wird an die Basis des Treibertransistors 305 gelegt. Die Kollektorelektrode des Transistors 305 ist mit der Spannungsquelle +V3 gekoppelt, während der Emitter des Transistors 305 über den Lastwiderstand 314 mit Erdpo­ tential und über den Kopplungskondensator 315 mit der Ausgangsleitung 318 des Empfangskopfes verbunden ist.

Das auf der Leitung 318 liegende elektrische FM-Signal wird an die Hauptempfangsschaltung gelegt, die genauer in Fig. 4 dargestellt ist. Die Leitung 318 ist über den Kon­ densator 412 mit dem Eingangsanschluß 12 des Begrenzungs­ verstärkers 401 gelegt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen integrierten Schaltkreis vom Typ UA757 der Firma Fairchild Semiconductor handeln. Der Verstärker 401 hält das Amplitudenrauschen im ankommenden FM-Signal klein.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 401 am Anschluß 7 wird über den Kondensator 413 an den Eingangsanschluß 1 des FM-Detektors 402 gelegt. Dabei kann es sich beispielswei­ se um den integrierten Schaltkreis LM3075 der Firma Na­ tional Semiconductor handeln. Ein Sammelkreis, der eine Parallelkombination aus einer variablen Induktivität 414 und einem Kondensator 415 umfaßt, ist auf die Mittelfre­ quenz des FM-Signals abgestimmt und liegt zwischen den Anschlüssen 3 und 10 des Detektors. Der FM-Detektor 402 ist im wesentlichen ein Frequenz-Spannungs-Wandler, der im wesentlichen 0 V am Ausgangsanschluß 12 abgibt, wenn die Frequenz des Eingangssignals gleich der Mittelfrequenz des verwendeten FM-Frequenzbereichs ist.

Der Ausgang des Detektors 402 ist über den Kondensator 416 mit Erde und über den Kondensator 417 mit einem herkömmli­ chen, vierpoligen Tiefpaßfilter 403 verbunden. Dieses ent­ fernt das höherfrequente Trägersignal aus den Frequenzmo­ dulationskomponenten und gibt am Ausgang ein elektrisches Signal ab, dessen Frequenz im wesentlichen gleich der­ jenigen des Signals am Ausgang des Teilerkreises 211 der Meßeinheit (Fig. 2) ist.

Dieses analoge elektrische Ausgangssignal des Tiefpaßfil­ ters 403 wird über einen Widerstand 418 in einen Operations­ verstärker 404 eingegeben. Der Widerstand 418 ist mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 404 gekoppelt. Der Widerstand 419 ist zwischen Erdpotential und den nicht­ invertierenden Eingang des Verstärkers 404 gelegt. Der nichtinvertierende Eingang ist außerdem über den Wider­ stand 420 mit dem Ausgang des Verstärkers 414 verbunden. Beim Verstärker 404 kann es sich beispielsweise um einen Operationsverstärker vom Typ TLO84C der Firma Texas Instru­ ments handeln.

Das verstärkte und beschnitte Analogsignal am Ausgang des Verstärkers 404 wird über den Widerstand 421 und den puls­ formenden invertierenden Verstärker 405 an den Ausgang 422 der Hauptempfangseinheit gelegt. Beim Verstärker 405 kann es sich beispielsweise um das Modell 4584 Schmitt- Trigger handeln, welches von der Firma Motorola erhältlich ist. Auf diese Weise wird ein digitales Signal am Ausgang der Haupt-Empfangseinheit abgegeben, welches eine Impuls­ folge umfaßt, deren Wiederholungsfrequenz dem ursprüngli­ chen Meßdatensignal des Meßeinheit-Wandlers entspricht. Dieses Signal wird an eine Verarbeitungs- und Anzeige­ steuereinheit gegeben, die später noch erläutert wird.

Wie weiterhin der Fig. 4 zu entnehmen ist, ist der Ausgang des FM-Detektors 402 außerdem über den Kondensator 417 mit einem Schaltkreis zur Erfassung von Rauschen und zur Anzeige der Signalqualität verbunden, der im wesentlichen aus einem kombinierten Rauschsignalverstärker und einem Filter, welches um die Operationsverstärker 406 und 407 zentriert ist, einem Spitzenwertdetektor aus den Dioden 433 und 434, einem Komparator, welcher den Operationsver­ stärker 408 benutzt, einer die Trägerwelle anzeigenden LED 411 und einem das Ausgangssignal formenden Verstärker 409 besteht.

Die Verstärker 406 und 407 sowie die begleitenden passiven Komponenten, nämlich die Widerstände 423, 426, 427, 428 und 431 sowie die Kondensatoren 424, 425, 429, 430 und 432 bilden im wesentlichen ein vierpoliges Dual-Sektion-Hochpaßfilter, welches auf eine untere Abschneidefrequenz abgestimmt ist. Diese liegt über der Frequenz zulässiger demodulierter Meß­ signale, die am Ausgang des FM-Demodulators 402 erscheinen. Das Filterausgangssignal am Ausgang des Verstärkers 407 ist so lange Null, wie ein hochwertiges, verhältnismäßig rauscharmes FM-Signal empfangen wird. Der Spitzenwert des das Rauschen anzeigenden Signal am Ausgang des Verstärkers 407 wird durch die Dioden 433 und 434 erfaßt und erscheint am Kondensator 439. Dieser ist zwischen die Kathode der Diode 434 und Erdpotential gelegt. Der Spitzenwert wird mit einem Referenzpotential verglichen, welches propor­ tional zu -V3 ist. Dieses wird über das Potentiometer 435 an den invertierenden Eingang des Komparatorverstärkers 408 gegeben.

Ein Potential negativer Polarität am Ausgang des Verstär­ kers 408 zeigt an "Träger vorhanden" bzw. "gute Signal­ qualität". Das Signal mit negativer Polarität führt dann dazu, daß lichterzeugender Strom durch die LED 411 fließt, deren Kathode mit dem Ausgangskomparator 408 über den Wider­ stand 436 gekoppelt und deren Anode mit Erdpotential ver­ bunden ist. Ein die Qualität anzeigendes Signal ist über den Widerstand 437 und den Schmitt-Trigger 409 mit dem Aus­ gang 438 der Empfangseinheit verbunden und wird zur Verar­ beitungs- und Steuereinheit von Fig. 5 übertragen.

Die Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit basiert auf einem Mikroprozessor und empfängt das digitale Signal und das die Qualität anzeigende Signal von der Haupt-Empfangs­ einheit. Solange das die Qualität anzeigende Signal vor­ liegt, wandelt sie das Signal unter programmierter Mikro­ prozessorensteuerung in Steuersignale um, welche zum Be­ trieb einer visuell wahrnehmbaren Anzeige der von der Meß­ einheit übertragenen Meßdaten geeignet sind. Die Steuer­ einheit hat zusätzlich die Fähigkeit, die empfangenen und umgewandelten digitalen Signale so zu verarbeiten, daß be­ stimmte Steuer-/Informations-Daten zurück über die wahl­ weise Schiene 101, die in Fig. 1 gezeigt ist, zur Steuer­ einheit der NC-Maschine übertragen werden.

Eine digitale Signalumwandlung wird in Verbindung mit einem programmierbaren Zähl- und Taktgeberkreis durchgeführt, der mit dem Mikroprozessor gekoppelt ist. Dabei wird die Anzahl der Impulse im digitalen Signal gezählt, die innerhalb einer bestimmten Zeitperiode auftreten. Wenn während der Umwandlung das digitale Signal verrauscht wird, verändert das die Qualität anzeigende Signal seine Polarität und informiert so den Mikroprozessor, daß die Anzeige geleert werden muß.

Ein weiteres Merkmal des Mikroprozessors besteht in seiner Fähigkeit, eine sich selbst auf Null stellende Funktion auszuüben. Wenn diese aktiviert ist, wird mittels des Pro­ grammes der nächste umgewandelte digitale Signalwert von den darauffolgenden Umwandlungssignalen subtrahiert. Wenn die Auto-Null-Funktion aufgerufen ist und die Sonde an der Meßeinheit um mehr als ein bestimmter Prozentsatz der vol­ len Skala ausgelenkt ist, kann der Prozessor die Anzeige blitzen lassen. Dadurch wird angezeigt, daß ein außerhalb des Bereiches liegender Zustand vorliegt.

An der Anzeige sind in Form von Vorwählschaltern duale symmetrische Einstellpunkte verfügbar. Die Ausgänge der Schalter sind mit dem Mikroprozessor gekoppelt.

Wie Fig. 5 zu entnehmen ist, umfassen die Hauptelemente der Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit 500 den Mikro­ computer 501, den programmierbaren Taktgeber 502, den periphe­ ren Interface-Adapter 503, den Multiplex- und Verriege­ lungskreis 504, die Anzeige und die Anzeigensteuerung 505 und die Vorwählschalter-Eingangseinheit 506. Beim Mikro­ computer 501 kann es sich um einen Mikroprozessor MC6802 der Firma Motorola und einem zugeordneten EPROM vom Typ MCM2716 handeln. Der programmierbare Taktgeber 502 kann ein Motorola MC6840 sein. Beim PIA503 handelt es sich bei­ spielsweise um eine oder mehrere Einheiten MC6821, die eben­ falls von der Firma Motorola bezogen werden können.

Eine Adressen- und Chip-Wählschiene 507 koppelt den Mikro­ computer 501 mit dem programmierbaren Taktgeber und Zähler 502 und mit dem Interface-Adapter (PIA) 503. Die Schiene 508 für bidirektionale Daten und verschiedene Steu­ erungen verbindet in ähnlicher Weise den Mikrocomputer 501, den programmierbaren Zähler und Zeitgeber 502 sowie den PIA 503. Die Eingänge des Vorwählschalters bei 506 sind über die Schiene 511, über den Multiplexer 504, von dort über die Schiene 509 mit dem PIA503 gekoppelt und werden daraufhin vom Mikrocomputer 501 gelesen, wobei die Adressen­ schiene 507 und die Datenschiene 508 verwendet werden. In ähnlicher Weise werden Steuersignale zwischen dem PIA503 und der Anzeigeeinheit 505 über die Schiene 510 geleitet.

Die programmierbare Takt- und Zähleinheit 502 enthält einen ersten Zähler mit seriellem Eingang, der so geschaltet ist, daß er das auf der Leitung 422 liegende digitale Signal empfängt, und einen zusätzlichen Zähler, der mit einem An­ fangswert vom Mikrocomputer 501 über die Datenschiene 508 geladen wird. Der zusätzliche Zähler zählt autonom nach unten auf Null. Zu dieser Zeit wird ein Unterbrechungssignal über den Weg 509 zum IRQ-Eingang des Mikrocomputers 501 gesandt. Dies wiederum führt dazu, daß der Mikrocomputer den Inhalt des ersten Zählers in der programmierbaren Takt- und Zähleinheit 502 ausliest und dadurch die Umwandlung des am Weg 422 liegen­ den digitalen Signals abschließt.

Das am Weg 438 liegende, die Signalqualität anzeigende Signal wird periodisch bei PIA 503 durch den Mikrocomputer 501 über die Datenschiene 508 abgelesen. Wenn dieses Si­ gnal nicht vorliegt, sorgt der Mikrocomputer 501 dafür, daß die Anzeige über Steuersignale gelöscht wird, welche an die Anzeigeeinheit 505 über die Datenschiene 508, die PIA-Ausgänge 503 und die Schiene 510 gelegt werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Vermessen eines Gegenstandes, während dieser in einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine be­ arbeitet wird, mit einer Meßeinrichtung, deren Gehäuse ent­ fernbar im Werkzeugmagazin der numerisch gesteuerten Maschine aufbewahrt wird und automatisch aus dem Magazin ausgewählt und in eine Einrichtung der Werkzeugmaschine eingesetzt wird, welche gegenüber dem Gegenstand unter numerischer Kontrolle bewegbar ist, wobei die Meßeinrichtung einen Wandler enthält, welcher ein elektrisches Signal er­ zeugt, das abhängig von der Verschiebung des Wandlers ist, die durch eine physikalische Eigenschaft des Gegenstands be­ wirkt wird, und wobei die Übertragung des Signals an einen Empfänger drahtlos erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragung über meh­ rere, quer zur Spindelachse angeordnete Infrarotlicht emit­ tierende Dioden (215) erfolgt, die von einem gemeinsamen frequenzmodulierten Signal angesteuert sind, das in einer Schaltung (210-214) entsprechend dem Ausgangssignal des Wandlers (202) erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse der Meßeinrichtung (200) eine Gleich­ strombatterie (216) enthalten ist, daß die Einrichtung, mit welcher die Gleichstrombatterie (216) an die Meßeinrichtung (200) gekoppelt ist, einen Schalter (217) enthält, welcher auf eine bestirnte Orientierung des Gehäuses (200) im Werk­ zeugmagazin so anspricht, daß die Batterie (216) von der Meßeinrichtung (200) elektrisch getrennt wird, und auf eine andere Orientierung des Gehäuses (200), in welcher dieses in die bewegliche Einrichtung (110) der Werkzeugmaschine einge­ setzt ist, so anspricht, daß die Batterie (216) mit der Meß­ einrichtung elektrisch verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wandler einen linearen variablen Differen­ tialtransformator (202) umfaßt, daß ein Eingang eines Demodulators (208) mit dem Ausgang des Transformators (202) verbunden ist und ein Spannungssignal erzeugt, welches pro­ portional zum Ausgangssignal des Transformators (202) ist, daß ein Spannungs-Frequenz-Wandler (210) einen Eingang be­ sitzt, der mit dem Demodulatorausgang verbunden ist und ein Wandler-Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz proportional zur Spannung am Eingang des Wandlers (210) ist, daß ein modulierter Trägerfrequenzoszillator (213) mit dem Ausgang des Wandlers (208) verbunden ist und ein frequenzmoduliertes Signal an seinem Ausgang erzeugt, und daß zwischen dem Trä­ gerfrequenzoszillator und den Dioden (215) ein Halbleiter­ schalter (214) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (300) zur Um­ wandlung des optischen Signals ein optisches Infrarotfilter (301) umfaßt, welches so angeordnet ist, daß es das optische Signal auffängt, eine PIN-Diode (302), welche das gefilterte Ausgangssignal des optischen Filters (301) empfängt und ein elektrisches Signal erzeugt, welches proportional zum opti­ schen Signal ist, daß ein Frequenzmodulations-Detektor (402) das elektrische Signal empfängt und hieraus das digitale Signal erzeugt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (406-409; 423-439) für das Erfassen des Rauschens mit einem Ausgang des Frequenzmodulations- Detektors (402) verbunden ist und ein Qualitäts-Anzeige­ signal bestimmter Polarität erzeugt, wenn ein Rauschsignal am Ausgang des Detektors (402) vorliegt, das kleiner als eine bestimmte Größe ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Verarbeitungs- und Anzeigesteuereinheit (500) aufweist:
eine programmierbare Takt- und Zähleinrichtung (502), welche das digitale Signal empfängt und sammelt;
einen Mikrocomputer (501), der in Datenaustausch mit der programmierbaren Takt- und Zähleinrichtung (502) steht; eine periphere Interface-Einrichtung (503), welche in Daten­ kommunikation mit dem Mikrocomputer (501) steht und das die Qualität anzeigende Signal empfängt;
eine Anzeige (505), welche mit der peripheren Interface- Einrichtung (503) gekoppelt ist;
wobei die programmierbare Takt- und Zähleinrichtung (502) eine Unterbrechung am Mikrocomputer (501) am Ende eines bestimmten Zeitintervalls hervorruft und dafür sorgt, daß der Mikrocomputer (501) das digitale Signal ausliest,
welches in der programmierbaren Takt- und Zähleinrichtung (502) angesammelt wurde,
wobei der Mikrocomputer (501) weiter eine Einrichtung ent­ hält, welche auf das ausgelesene digitale Signal anspricht und über die periphere Interface-Einrichtung (503) Signale der Anzeigeeinrichtung (505) zuführt, woraufhin die Anzeige­ einrichtung (505) eine wahrnehmbare Anzeige des digitalen Signalwerts abgibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (501) außerdem eine Einrichtung ent­ hält, welche auf die Abwesenheit eines Qualitäts-Anzeige­ signals an der peripheren Interface-Einrichtung (503) anspricht und hierauf die Anzeigeeinrichtung (505) für die Dauer der Abwesenheit über ein Löschsignal anhält, welches an die Anzeigeeinrichtung (505) über die periphere Inter­ face-Einrichtung (503) gelegt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mikrocomputer (501) außerdem eine Ein­ richtung enthält, welche bestimmt, daß ein laufender ange­ sammelter digitaler Signalwert von den darauffolgenden digitalen Signalwerten, die in der programmierbaren Takt- und Zähleinrichtung (502) anfallen, abgezogen wird, was zu einer Auto-Null-Funktion führt.