DE3133018C2 - - Google Patents
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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.
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.
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