DE3737471A1

DE3737471A1 - Messeinrichtung fuer schneidwerkzeuge

Info

Publication number: DE3737471A1
Application number: DE19873737471
Authority: DE
Inventors: Richard W Caddell
Original assignee: Kearney and Trecker Corp
Current assignee: Kearney and Trecker Corp
Priority date: 1986-11-06
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1988-05-19
Anticipated expiration: 2007-11-06
Also published as: US4750272A; JPS63134150A; DE3737471C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zum Vermessen eines ausgewählten Parameters eines in einer Werkzeug halterungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine gehalter ten Schenidwerkzeugs, das eine oder mehrere Schneidkan ten aufweist.

Wenn zum Betrieb eines Bearbeitungszentrums oder einer anderen Werkzeugmaschine eine speicherprogrammier bare Steuerung verwendet wird, so ist diese Steuerung in der Regel mit einer Anzahl von Teileprogrammen aus gestattet. Bei der Ausführung eines Programms wird eine Folge von Anweisungen erzeugt, die die Werkzeugmaschi ne veranlaßt, die dabei verwendeten Fräser oder Schneid werkzeuge längs festgelegter Wegabschnitte, bezogen auf ein Werkstück, zu bewegen, um so das Werkstück automa tisch zu bearbeiten.

Beim Entwurf eines Teileprogramms werden die verschie denen Wege in der Regel unter der Annahme festgelegt, daß die wesentlichen Abmessungen der verwendeten Werkzeuge, z. B. die Werkzeuglänge oder der Radius, bestimmte festgelegte Werte aufweisen. Die tatsäch lichen oder Ist-Abmessungen eines in der Werkzeug maschine verwendeten Werkzeugs können jedoch erheb lich von den festgelegten oder Soll-Abmessungen ab weichen. Die Differenz zwischen dem Soll- und dem Ist-Wert einer Werkzeugabmessung wird als Werkzeug verschiebung bezeichnet. Es ist selbstverständlich, daß die Werte der Werkzeugverschiebung ermittelt und der CNC-Steuerung zugeführt werden müssen, um die Steue rung in die Lage zu versetzen, die Verschiebungen beim Ausführen eines Teileprogramms zu kompensieren.

Die US-PS 34 92 467, in der eine Steuerung zur Werkzeugverschiebung für digitale, numerische, punktgesteuerte Werkzeugmaschinen beschrie ben ist, zeigt eine Anordnung, mit der die tatsäch liche Länge eines in einer Werkzeugmaschinenspindel eingespannten Werkzeugs gemessen werden kann. Dabei wird die Spindel zunächst an einen Spindelnullpunkt gefahren und dann in Richtung auf einen Werkzeugmeß wertgeber bewegt. Während die Spindel und das in ihr eingespannte Werkzeug bewegt werden, erzeugt ein Zähler aufeinanderfolgende Zählimpulse, die in einem Register gespeichert werden. Wenn das Werkzeug den Werkzeugmeßwertgeber erreicht hat, ist der Register inhalt ein Maß für die Verschiebung des eingespannten Werkzeugs.

Die US-PS 40 16 784, in der eine Werkzeugeinstellvorrichtung beschrieben ist, zeigt eine Anordnung mit einem längsverschieblichen Wegauf nehmer. Die Patentschrift offenbart einen mechanisch angelenkten Kern aus magnetischem Material, der von einem Werkzeug so bewegt wird, daß die Verschiebung des Kerns der Werkzeugverschiebung entspricht. Der Kern bewegt sich im Inneren eines Spulenkörpers, wo bei eine Primärspule um die Mitte des Spulenkörpers gewickelt ist und auf beiden Seiten der Primärspule Sekun därspulen auf den Spulenkörper gewickelt sind. Die Differenz der Ausgangsspannungen der beiden Sekundärspulen schwankt entsprechend der Stellung des Kerns im Inneren des Spulenkörpers und kann so zur Bestimmung der Verschie bung verwendet werden.

Die US-PS 43 34 178 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrektur von Werk zuglängen und Werkzeugradien, insbesondere für nume risch gesteuerte Werkzeugmaschinen, mit einem Punkt- oder Bahnsteuerungssystem mittels eines Sollwert-Ist wert-Vergleichs und zeigt eine Anordnung, bei der ein in eine Werkzeugmaschinenspindel eingespanntes Werk zeug auf einen Zapfen zu bewegt wird, um eine Werkzeug länge oder einen Radius zu bestimmen. Die Geschwindig keit des Werkzeugs und des Zapfens werden auf eine Soll geschwindigkeit reduziert; anschließend wird ein ver schiebbares Glied eines induktiven Senders herange führt und auf einen Nullpunkt zu bewegt.

Die bekannten Vorrichtungen der obenerwähnten Art zur Bestimmung der Werkzeugverschiebungen benötigt aufwen dige bewegliche Teile oder zeichnen sich durch andere komplizierte Aufbauten aus, die teuer sind und die Meßgenauigkeit verringern. Außerdem sind einige die ser Vorrichtungen nicht geeignet, den Meßvorgang der Werkzeugabmessungen so schnell durchzuführen, wie es wünschenswert ist, wenn die Radien jedes einzelnen von etwa 60 Zähnen eines Mehrschneidenwerkzeugs zu ver messen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, um schnell mehrere Abmessungen oder Parameter von Werkzeugen mit einer oder mehreren Schneidkanten zu vermessen, wie z. B. die Werkzeuglänge, den Werkzeug radius, die Verschiebung und den Schlag von Werkzeugen mit mehreren Schneidekanten (also die Differenz der Radien des längsten und des kürzesten Zahnes eines sol chen Werkzeuges).

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Meßeinrich tung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Ausmessen eines in einer Werkzeugmaschine eingesetzten Werkzeugs, wie z. B. ein in einer Werkzeugmaschinenspindel einge spanntes Fräs- oder Schneidwerkzeug, kann unter Beibe haltung oder Verbesserung der Meßgenauigkeit einfacher aufgebaut sein.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, die Werkzeugverschiebung oder den Fehler zu bestimmen, d. h. die Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert einer Werkzeugabmessung, während der das Werkzeug sich in einer ortsfesten Stellung und nicht in der Linearbe wegung befindet.

Außerdem können mit der erfindungsgemäßen Einrichtung Werkzeuge vermessen werden, die voneinander in Größe und Gewicht stark abweichen.

Weiterhin ist es mit der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, Werkzeuge zu vermessen, die entlang einer von zwei zueinander rechtwinklig verlaufenden Achsen angeordnet sind.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit einer Vorrichtung ausgerüstet, die die Einrichtung schützt, wenn ein Werkzeug zu weit bewegt wird.

Diese und andere Eigenschaften der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung der be vorzugten Ausführungsformen mit den Zeichnungen deutlich. Es zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Meßeinrichtung in einer schematischen Seitenansicht,

Fig. 2 eine Aufnehmereinrichtung der Meßeinrichtung nach Fig. 1 in einem schematischen Schalt plan,

Fig. 3a bis 3d eine Ausführungsform der Erfindung, um die Radien der Zähne eines Schneidwerkzeuges mit mehreren Schneidkanten zu vermessen,

Fig. 4 das Blockschaltbild einer elektronischen Signalverarbeitungseinrichtung für die Meßein richtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Reihe von Schaltwellen, die durch bzw. in der Signalverarbeitungseinrichtung nach Fig. 4 beim Vermessen der Zahnradien eines Werkzeugs mit mehreren Schneidkanten entstehen,

Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Meßeinrichtung nach Fig. 1 in einem Längsschnitt,

Fig. 7 die Meßeinrichtung nach Fig. 6 in einem Schnitt entlang der Linie 7-7,

Fig. 8 eine Meßanordnung mit zwei Meßeinrichtungen nach Fig. 6, um ein Schneidwerkzeug entlang zweier zueinander senkrecht stehender Achsen zu vermessen,

Fig. 9 die an einem Bearbeitungszentrum angeordnete Meßanordnung nach Fig. 8 zum Vermessen eines Werkzeugs,

Fig. 10 ein Schneidwerkzeug in einer ersten Stellung gegenüber einer am Ende des in Fig. 6 ge zeigten Ankers angeordnete Tastspitze,

Fig. 11 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 11-11 von Fig. 10,

Fig. 12 ein sich bezüglich der Tastspitze aus Fig. 6 in einer zweiten Stellung befindliches Schneid werkzeug,

Fig. 13 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 13-13 der Fig. 12 und

Fig. 14 ein an dem Ende des in Fig. 6 gezeigten Ankers befestigte abgeänderte Tastspitze.

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Meßein richtung 10 zum Messen der tatsächlichen Länge d ei nes Werkzeugs 12, wie z. B. eines in einer Spindel 14 eines (nicht dargestellten) Bearbeitungszentrums eingespannten Werkzeugs, wobei das Bearbeitungszentrum durch eine numerische oder CNC-Steuerung gesteuert wird, um einen Bearbeitungs vorgang an einem (nicht gezeigten) Teil oder Werkstück auszuführen. Bekanntlich erzeugt die Steuerung 30 An weisungen, die an das Bearbeitungszentrum übergeben werden, um die (nicht gezeigten) Achsen des Bearbei tungszentrums zu betätigen, wodurch die Spindel 14 und das Werkzeug 12 in eine ausgewählte Stellung be züglich eines Werkstücks verfahren werden. Weitere An weisungen werden von der Steuerung 30 an den (nicht gezeigten) Spindelantriebsmotor übergeben, um die Spindel 14 und das Werkzeug 12 in Umdrehung zu ver setzen. Wie oben erläutert, muß der Fehler oder die Werkzeugverschiebung e zwischen der tatsächlichen Länge d eines Werkzeugs 12 und seiner in einem Teileprogramm festgelegten nominalen Länge N genau bekannt sein. Da mit kann der Fehler e der Werkzeuglänge durch die nu merische Steuerung kompensiert werden, während sie das Teileprogramm zur Betätigung des Werkzeugs 12 bei der Ausführung eines Bearbeitungsvorganges abarbeitet.

Fig. 1 zeigt die tatsächliche Werkzeuglänge d und die Soll-Werkzeuglänge N, gemessen von der Spindelnase 14 a der Spindel 14.

In vereinfachter Form enthält die Meßeinrichtung 10:
einen Kolben oder Anker 16 aus leitfähigem Material; einen Rahmen 18, in dem der Anker 16 entlang einer Achse 22 verschieblich gelagert ist; eine an dem Rah men 18 angeordnete Aufnehmereinrichtung 24 mit einem Aufnehmerelement 26, das auf der Achse 22 im Abstand zu dem Anker 16 angeordnet ist, wobei die Aufnehmer einrichtung 24 ein Spannungssignal Vy abgibt, das als Funktion des Abstandes zwischen dem Anker 16 und dem Aufnehmerelement 26 variiert; und Mittel, wie z. B. eine Feder 28, um den Anker 16 bezüglich des Rahmens 18 so vorzuspannen, daß der Abstand zwischen dem Anker 16 und dem Aufnehmerelement 26 ohne das Vorhandensein von au ßen auf den Anker 16 einwirkenden Kräften den Wert S ₁ aufweist.

Um mittels der Meßeinrichtung 10 die Länge der Werkzeug verschiebung e zu messen, erzeugt die Steuerung 30 Anwei sungen, die die Spindel 14 veranlassen, das Werkzeug 12, wie in Fig. 1 dargestellt, an die linke Seite des Ankers 16 heranzuführen und die Achse 20 der Spindel 14 sowie des Werkzeugs 12 gegenüber der Bewegungsachse des Ankers 16 auszurichten. Die Spindel 14 und das Werkzeug 12 werden dann nach rechts in eine Position M verfahren. M ist unter Berücksichtigung der Sollänge N so gewählt, daß, wenn das Werkzeug 12 und die Spindel nach rechts in Richtung auf die Position M verfahren werden, das Werkzeug 12 den Anker 16 mitnimmt und ihn auf das Auf nehmerelement 24 zubewegt. Auf diese Weise nimmt der Abstand zwischen dem Anker 16 und dem Aufnehmerelement 24 auf einen Wert S ₂ ab, falls die Werkzeugverschiebung e null ist, d. h. d = M beträgt. Falls jedoch die Werk zeugverschiebung e einen Wert ungleich null aufweist, hat der Abstand einen Wert S ₃, wobei e = S ₂ - S ₃ ist. Daher kann die Werkzeugverschiebung e aus den Spannungs pegeln Vy, die auftreten, wenn der Abstand S bei den Werten S ₂ bzw. S ₃ liegt, sowie aus der Kenntnis des funktionalen Zusammenhanges zwischen Vy und dem Abstand S bestimmt werden. Vorzugsweise ist dieser Zusammenhang linear. Vy (S ₂) kann z. B. bestimmt werden, indem die Spannung Vy erfaßt wird, wenn die Spindel 14 in die Po sition M gebracht wird und sich ein Werkzeug 12 mit der genau bekannten Länge N in der Spindel 14 befindet. Eine Signalverarbeitungseinheit 32, wie nachfolgend beschrieben, nimmt das Spannungssignal Vy auf, um den entsprechenden Spannungspegel Vy, der einem Abstand S ₃ entspricht, zu bestimmen.

Es ist offensichtlich, daß die Meßeinrichtung 10 ohne weiteres verwendet werden kann, um die tatsächliche Werkzeuglänge, ebenso wie die Werkzeugverschiebung e, zu bestimmen, da gilt: d = N + e, wobei N ein bekannter Wert ist.

Wenn mit der Meßeinrichtung 10 die Werkzeugverschiebung e sehr schnell gemessen werden soll, kann die Spindel 14 sehr schnell in die Position M verfahren werden und dann sofort aus dieser Position zurückgenommen werden. Auf diese Weise nimmt der Abstand zwischen dem Anker 16 und der Aufnehmereinrichtung 24 zuerst auf einen Wert S ₃ ab und steigt dann wieder an. Vorteilhafterwei se nimmt Vy entsprechend der Zu- oder Abnahme des Ab standes zwischen dem Anker 16 und der Aufnehmereinrich tung 24 zu oder ab. Demzufolge entspricht die Werkzeug verschiebung e dem Minimalwert von Vy, der während der Spindelbewegung auftritt. Um also die Verwendbarkeit der Meßeinrichtung 10 beim schnellen Vermessen von Werk zeugen zu verbessern, enthält die Signalverarbeitungsein heit 32 zweckmäßigerweise eine nachfolgend beschriebene Einrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen solchen Minimalwert von Vy zu erkennen oder "einzufangen".

Fig. 2 veranschaulicht die Aufnehmereinrichtung 24, die vorteilhafterweise eine induktive Weglängenmeßeinrich tung aufweist, und zeigt weiterhin das Aufnehmerelement 26, das bei dieser Einrichtung von einer einem Oszil lator 34 parallelgeschalteten Induktionsspule gebil det ist. Wenn der Oszillator 34 eine Einrichtung ent hält, um die Spule 26 mit einem Wechselstrom I konstan ter Amplitude zu versorgen, schwankt die Spulenspannung V linear mit der Spulenimpedanz Z. Wenn die Spule 26 stromdurchflossen ist, erzeugt sie ein magnetisches Feld in einem im Abstand von ihr angeordneten Körper aus leitfähigem Material, z. B. dem Anker 16, was darin das Entstehen von Wirbelströmen verursacht. Diese Wirbel ströme erzeugen ein Sekundärfeld, das auf die Spule 26 zurückwirkt und deren Impedanz Z verändert. Die Veränderung der Impedanz Z ist eine Funktion des Ab standes oder der Entfernung zwischen der Spule 26 und dem leitfähigen Material. Die Spulenspannung V variiert somit ebenfalls als Funktion des Abstands. Solange der Abstand zwischen der Spule 26 und dem Anker 16 inner halb bestimmter Grenzen liegt, verändert sich die von der Aufnehmereinrichtung 24 abgegebene Ausgangsspannung linear mit diesem Abstand. Ein sehr gut geeigneter Typ für eine solche Einrichtung ist der von der Electro- Corporation hergestellte und von ihr als "ELECTRO-MIKE" bezeichnete Wegaufnehmer.

Fig. 3a zeigt die Spindel 14, auf der ein mehrschneidiges Werkzeug 38 mit Zähnen 38 a bis 38 d eingespannt ist und die das Werkzeug 38 nahe der Meßeinrichtung 10 a posi tioniert. Die Meßeinrichtung 10 a ist identisch mit der Meßeinrichtung 10 und hat einen mit dem Anker 16 identi schen Anker 16 a. Der Anker 16 a ist jedoch so gelagert, daß er entlang einer zur Achse der Spindel 14 senkrecht verlaufenden Achse verschiebbar ist, zu dieser also weder parallel verläuft noch mit dieser fluchtet. Die Meßeinrichtung 10 a arbeitet in derselben Weise wie die Meßeinrichtung 10 und erzeugt ein Spannungssignal Vx, das entsprechend der Verschiebung des Ankers 16 a aus einer vollständig ausgelenkten Stellung durch die Ein wirkung eines diesen berührenden Werkzeugs variiert und das somit einen Parameter dieses Werkzeugs darstellt.

Wenn die Meßeinrichtung 10 a so ausgerichtet ist, daß die Bewegungsachse des Ankers 16 a senkrecht zu der der Spin del 14 und dem Werkzeug 38 gemeinsamen Achse verläuft, kann die Meßeinrichtung 10 a dazu verwendet werden, die Werkzeugverschiebung oder den Radiusfehler jedes einzel nen Zahnes 38 a bis 38 d des Werkzeugs 38 bezüglich eines festgelegten Sollradius zu bestimmen.

Gemäß Fig. 3 ist der Radius eines Zahnes der Abstand zwischen der Spitze oder Schneide 38 g des Zahnes und der Mittelachse A des Werkzeugs 38. Beim Vermessen des Radialfehlers werden die Spindel 14 und das Werkzeug 38 so bewegt, daß ihre gemeinsame Achse in einem Ab stand von dem Ende des Ankers 16 a liegt, wenn sich der Anker 16 a in seiner vollständig ausgefahrenen Ruhe stellung befindet. Das Werkzeug 38 wird dann in einer Richtung entgegen der Drehrichtung bei den Bearbeitungs vorgängen in Umdrehung versetzt. Auf diese Weise eilt, wie in Fig. 3a dargestellt, die gekrümmte Fläche oder Freifläche bzw. Rückenfläche 38 e des Zahns 38 a der ge raden Fläche oder Spanfläche 38 f bei der Annäherung an den Anker 16 a voraus.

Fig. 3a zeigt ferner den Anker 16 a in einer Stellung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen 38 a und 38 d des Werkzeugs 38, in der sich der Anker 16 a in seiner vollständig vorgeschobenen Stellung befindet. Vorteil hafterweise beträgt die Spannung des Signals Vx 7,5 V, wenn der Anker 16 a vollständig ausgefahren ist.

Fig. 3b zeigt die gekrümmte Rückseite 38 e des Zahnes 38 a beim Berühren des Ankers 16 a. Beim Weiterdrehen des Werkzeugs 38 a wird der Stempel 16 a allmählich in die Meßeinrichtung 10 a hineingeschoben und die Span nung Vx sinkt von den 7,5 V, die der vollständig vor geschobenen Stellung entsprechen, ab.

Fig. 3c zeigt wie der Anker 16 a von der Spitze oder Schneide 38 g des Zahns 38 a berührt wird und er somit für diesen Zahn um die maximale Weglänge ausgelenkt ist.

Das dieser maximalen Auslenkung entsprechende Signal Vx ist deshalb ein Maß sowohl für den Radius r _a des Zahnes 38 a als auch für den Fehler zwischen dem Radius r _a und dem Sollradius.

Fig. 3d zeigt den Anker 16 a, der in seine vollständig vorgeschobene Stellung zurückgekehrt ist, nachdem der Zahn 38 a aus dem Eingriff mit dem Anker 16 a bewegt und bevor die Berührung mit dem Zahn 38 d hergestellt ist. Dabei wird vorausgesetzt, daß die (nicht dargestellte) Vorspannfeder der Meßeinrichtung 10 a den Anker 16 unver züglich wieder in seine vollständig vorgeschobene Stel lung zurückbringt, sobald die Spitze eines Werkzeug zahnes aus dem Eingriff mit dem Anker 16 a herausbewegt ist.

Die Meßeinrichtung 10 a kann dazu verwendet werden, um die Radiusverschiebung aller Zähne 38 a bis 38 d sehr schnell zu bestimmen, indem das Werkzeug 38, wie in den Fig. 3a bis 3d dargestellt, positioniert und dann um eine volle Umdrehung gedreht wird. Das während einer Umdrehung erzeugte Signal Vx weist vier Minima auf, von denen jedes einen der Radien r _a bis r _d und deren zugehörige Verschiebungen darstellt. Vx wird in die, wie nachstehend beschrieben aufgebaute, Signal verarbeitungseinheit 32 eingespeist, um die Minima zu erkennen. Der Schlag des Werkzeugs 38, also der Unter schied zwischen dem kleinsten und dem größten Radius der Zähne 38 a bis 38 d kann aus den Radiusverschiebungen problemlos ermittelt werden.

Soll die Meßeinrichtung 10 dazu verwendet werden, die Zahnradiusverschiebungen eines mehrschneidigen Werkzeugs zu bestimmen, ist es im allgemeinen wünschenswert, das Werkzeug schnell zu drehen, um die benötigte Meßzeit zu minimieren. Wenn jedoch die Meßeinrichtung 10 dazu be nutzt wird, Werkzeuge mit einer zunehmend größeren Anzahl von Zähnen zu vermessen, sinken die Zeitabschnitte zwischen den Spannungsminima, die die Zahnradien in einem Signal Vx charakterisieren, wenn die Umdrehungs geschwindigkeit des Werkzeugs nicht entsprechend ver ringert wird. Wenn sich jedoch die Zeitabschnitte ver ringern, wird es für die Auswerteschaltung, die das Signal Vx empfängt, immer schwieriger, zwischen den Spannungsminima, die die Zahnradien kennzeichnen und Signalen zu unterscheiden, die von Vibrationen oder anderen Effekten herrühren.

Fig. 4 zeigt die Signalverarbeitungseinheit 32, die dazu eingerichtet ist, den Zahnradiusverschiebungen entsprechende Spannungsminima in einem Signal Vx, das durch die Meßeinrichtung 10 a erzeugt wird, zu erkennen und zu speichern, wenn ein Schneidwerkzeug wie das Werkzeug 38 an dem Anker 16 a vorbeigedreht wird. Diese Verarbeitungseinheit 32 enthält einen Meßstellenum schalter 40, einen Komparator 42, einen Taktgeber 44, einen Zähler 46, einen Digital-Analogwandler 48 und zwei Monoflops 50 und 52. All diese Schaltungen sind bekannt und in einer Vielzahl von Ausführungsformen erhältlich. Die Monoflops 50 und 52 sind miteinander so verschaltet, daß sie eine Pegelspeicherschaltung 54 bilden, dabei ist das Monoflop 50 wiedertriggerbar und das Monoflop 52 nicht wiedertriggerbar.

Der Meßstellenumschalter 40 empfängt das Signal Vy von der Aufnehmereinrichtung 24 der Meßeinrichtung 10 und das Signal Vx von einem (nicht dargezeigten) Aufnehmer in der Meßeinrichtung 10 a, die mit der Aufnehmerein richtung 24 identisch ist. Der Meßstellenumschalter 40 ist durch ein von der numerischen Steuerung 30 kom mendes Signal von einer Auswahlleitung 56 so gesteuert, daß er entweder das Signal Vy oder das Signal Vx an den Eingang 42 a des Komparators 42 durchschaltet, je nach dem, ob die Meßeinrichtung 10 oder 10 a gerade verwendet wird, um ein in der Spindel 14 eingespanntes Werkzeug zu vermessen. Ein weiterer Eingang 42 b des Komparators 42 empfängt das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 48. Somit stellt das Signal an dem Ausgang 42 c des Kom parators 42 ein analoges Signal dar, das der Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 48 und dem Ausgangssignal der jeweils ausgewählten Meß aufnehmereinrichtung 24 entspricht.

Weiterhin zeigt die Fig. 4 den mit dem Taktgeber 44 verbundenen Komparatorausgang 42 c, wobei der Taktge ber läuft, um aufeinanderfolgende Taktimpulse abzugeben, wenn an dem Komparatorausgang 42 c ein von 0 V verschiedenes Signal mit entweder positiver oder ne gativer Polarität entsteht. Wenn das Komparatorausgangs signal null ist, ist der Taktgeber jedoch angehalten. Die erzeugten Taktimpulse werden in den Zähler 46 und ebenso in den Eingang des Monoflops 50 eingespeist. Der Zähler 46 wird mit jedem Taktimpuls von dem Takt geber 44 um eins herabgezählt. Das wiedertriggerbare Monoflop 50 wird durch jeden der aufeinanderfolgenden Taktimpulse getriggert und stellt daher an seinem Aus gang so lange eine logische Eins (H-Pegel) bereit, bis der Taktgeber für die Haltezeit (Kippzeit) des Monoflops 50 vorzugs weise 50 msec angehalten wird. Nach Ablauf einer solchen Haltezeit wechselt das Ausgangssignal des Monoflops 50 auf logisch Null (L-Pegel), wobei das Monoflop 52 ge triggert wird, das eine Haltezeit von lediglich 3 µsec hat. Nach Beendigung der kurzen 3 µsec-Haltezeit wechselt das Monoflop 52 wieder seinen Zustand, d. h. es geht von einem hohen auf einen niedrigen Pegel. Dieser Wechsel gelangt in den Zähler 46, um den Zähler auf sein Zähler maximum voreinzustellen. Ersichtlicherweise ist der Ausgang des Zählers 46, an dem eine digitale Zahl Sx ansteht, mit der numerischen Steuerung 30 und dem Eingang des Digital-Analog-Wandlers 48 verbunden.

Fig. 5 zeigt eine Reihe von Schaltwellen 5 a bis 5 d, die die Ausgangssignale der Meßeinrichtung 10 a, des Digital-Analog-Wandlers 48, des Komparators 42 und des Taktgebers 44 während eines Zeitintervalles T darstellen. Während eines solches Zeitintervalles T wird mittels der Meßeinrichtung 10 a die Radiusver schiebung des Zahnes 38 a des Werkzeugs 38, wie oben beschrieben, gemessen. Das Intervall T enthält die aufeinanderfolgenden Zeitabschnitte T ₁, T ₂ und T ₃.

Das Intervall T beginnt, wenn sich, während das Werk zeug 38 durch die Spindel 14 in Umdrehung versetzt wird, der Anker 16 a der Meßeinrichtung 10 a zwischen den Zähnen 38 a und 38 d des Werkzeugs befindet. Somit befindet sich der Anker 16 a in seiner vollständig vor geschobenen Stellung und das Ausgangssignal der Aufnehmer einrichtung 24 beträgt, 7,5 V. Es ist angenommen, daß damit T ₁ beginnt daß der Zähler 46 durch das Monoflop 52, wie oben be schrieben, neu geladen wird, so daß am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 48 eine Analogspannung anlegt, die dem maximalen Zählerstand des Zählers 46 ent spricht. Vorteilhafterweise ist dieser Zählerstand so gewählt, daß an dem Ausgang des Analog-Digital- Wandlers 48 10,0 V anliegen, so daß an dem Ausgang 42 c des Komparators 42 zu Beginn des Zeitab schnittes T ₁ ein von null verschiedenes Ausgangssignal anliegt. Dadurch wird der Taktgeber 44 getriggert, um aufeinanderfolgende Impulse zu erzeugen, die den Zäh ler 46 von seinem Anfangsmaximalwert solange herunter zählen, bis das Ausgangssignal des Analog-Digital- Wandlers 48 7,5 V beträgt, also gleich groß ist wie das Ausgangssignal der Meßeinrichtung 10 a. Daraufhin wird das Ausgangssignal des Komparators 42 null und der Taktgeber wird angehalten. Die Zeit, die das Ausgangs signal des Analog-Digital-Wandlers 48 benötigt, um von 10,0 V auf 7,5 V während des Zeitabschnittes T ₁ abzusin ken, hängt von der Frequenz des Taktgebers 44 ab und liegt zweckmäßigerweise in der Größenordnung von etwa 4 msec. Nachdem der Taktgeber angehalten ist, beginnt die Pe gelspeicherschaltung 54, wie oben beschrieben, eine Zeitdauer von 25 msec (+3 µsec) abzumessen und setzt den Zähler 46 am Ende dieser Zeitdauer zurück, wodurch das Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers 48 wieder auf einen Wert von 10,0 V ansteigt.

Der Zeitabschnitt T ₂ beginnt, sobald der Zahn 38 a des Werkzeugs 38 den Anker 16 a der Meßeinrichtung 24 be rührt, wodurch der Anker 16 a so bewegt wird, daß sich der Abstand zwischen dem Anker 16 a und der Aufnehmer einrichtung 24 der Meßeinrichtung 10 a verringert. Dabei sinkt das Signal Vx von 7,5 V auf einen Spannungspegel Vr, wenn der Anker 16 a mit der Spitze des Zahnes 38 a, wie in Fig. 3c dargestellt, in Berührung ist. Vr ist somit ein Maß für den Radius des Zahnes 38 a und liegt in der Größenordnung von 4,5 V bis 7,0 V, je nachdem, wie groß das zu vermessende Werkzeug ist. Wenn die Spitze des Zahnes 38 a und der Anker 16 a aus ihrem Eingriff kommen, kehrt der Anker 16 a unverzüglich wieder in seine vollständig vorgeschobene Stellung zurück, und das Ausgangssignal Vx der Aufnehmereinrichtung 24 be trägt wieder dem dieser Stellung entsprechenden Pegel von 7,5 V.

Während dieser Zeit, in der das Ausgangssignal Vx von 7,5 V auf Vr absinkt, entspricht das Ausgangs signal des Analog-Digital-Wandlers 48 bis auf eventuell kurze Zeiten in der Größenordnung von etwa 20 bis 200 µsec nicht dem Signal Vx. Daher erzeugt der Taktgeber 44 während dieser Zeit Taktimpulse, die den Zähler 46 weiter herunterzählen und das Ausgangssignal des Analog-Digi tal-Wandlers 48 wird weiter absinken. Sobald jedoch der Zähler 46 den Pegel Vr (in digitaler Darstellung) er reicht, wird das Ausgangssignal des Digital-Analog- Wandlers 48 gleich dem Ausgangssignal der Meßeinrich tung 10. Das Ausgangssignal des Komparators 42 wird dann zu null und der Taktgeber 44 ist angehalten.

Die digitale Darstellungsform des Spannungspegels Vr enthält das Signal Sx, das der numerischen Steuerung von dem Zähler 46 zugeführt wird, um den Radius des Zahnes 38 a anzuzeigen. Aus dem Signal Sx kann zusam men mit einem vorbeschriebenen Spannungspegel, der bei ei nem bekannten oder nominalen Wert eines Zahnradius auftritt, durch die Steuerung die Radiusverschiebung ermittelt werden.

Das Ausgangssignal des Zählers 46 ist für 25 msec, der Halte zeit der Pegelspeicherschaltung 54, auf dem Wert Sx gehalten. Nach Ablauf dieser Haltezeit wird der Zähler 46 zurückgesetzt, so daß der Zähler 46 mit seinem maximalen Zählerstand geladen und in der Lage ist, erneut Taktimpulse zu zählen. Durch die Verwendung der Pegelspeicherschaltung 54 werden in dem Signal Vx auftretende Spannungsminima Vm, wie sie in Fig. 5a gezeigt sind und von Vibrationen oder ähnlichen Effekten herrühren können, nicht mit dem Spannungspegel Vr verwechselt.

Der Zeitabschnitt T ₃beginnt, wenn der Zähler 46 zurück gesetzt ist. Die in den Fig. 5a bis 5d gezeigten zugehörigen Aus gangssignale während des Zeitabschnittes T ₃ sind die gleichen wie die während des Zeitabschnittes T ₁. Der Zeitabschnitt T ₃ endet, bevor ein weiterer Zahn 38 a bis 8 d den Anker 16 a der Meßeinrichtung 10 a berührt.

Obwohl Fig. 5 ganz spezifische Zeitangaben bezüglich der Funktionsweise verschiedener Schaltungsbaugruppen der Signalverarbeitungseinheit 32 wiedergibt, ist selbst verständlich, daß die benötigten Zeiten von einer Reihe von Faktoren, wie Werkzeuggröße, Werkzeugdrehzahl, Anzahl der Zähne oder Schneiden eines Werkzeugs, Aus führungsgeschwindigkeit der zugehörigen numerischen Steuerung etc. abhängen. Es kann daher notwendig sein, die Signalverarbeitungseinheit 32 mit anderen als den angegebenen Zeitvorgaben zu versehen. Es ist selbst verständlich möglich, bei geeigneter Wahl der Zeitvor gaben, die Signalverarbeitungseinheit 32 so zu konfi gurieren, daß die entsprechenden Radien eines Schneid werkzeugs mit etwa 60 Zähnen, Spannuten oder Schneid elementen vermessen werden können, während das Werkzeug an der Meßeinrichtung 10 a vorbeigedreht wird.

Es ist ferner selbstverständlich, daß die Signalverarbeitungs einheit 32 auch ohne weiteres so eingerichtet werden kann, daß sie einen Minimalwert des Signales Vy er kennen kann, der die Werkzeuglänge eines Werkzeuges 12 darstellt, das, wie oben beschrieben, schnell an die Meßeinrichtung 10 heranbewegt wird.

Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Meßeinrichtung 60 für Werk zeuge mit einem Anker 62; eine Aufnehmereinrichtung 64; einen Rahmen 66 und eine Feder 68. Diese Bauteile wirken auf dieselbe Weise zusammen, wie die entsprechenden Bau teile der Meßeinrichtungen 10 und 10 a, um Meßwerte aus gewählter Parameter von Werkzeugen, wie z. B. den Werk zeugen 12 und 38, zu liefern. Die Aufnehmereinrich tung 64 kann ähnlich oder identisch wie die Aufnehmer einrichtung 24 aufgebaut sein, wobei ein die Aufnehmereinrich tung 64 umgebendes Gewinde dazu dient, in der nachfol gend beschriebenen Weise die Aufnehmereinrichtung 64 in dem Rahmen 66 zu halten. Der Rahmen 66 weist ein Gehäuse 70, eine Verschlußkappe 72 und eine Abstreifer halteplatte 74 auf. Das Gehäuse 70 weist eine auf einer Achse 76 a liegende Bohrung 76 mit drei Bohrungsabschnit ten 76 b, 76 c und 76 d auf. Der Durchmesser des Bohrungs abschnittes 76 c ist kleiner als die Durchmesser der Boh rungsabschnitte 76 b und 76 d, um entsprechende Schultern 76 e und 76 f zu bilden.

Der Anker 62 ist mittels eines Lagers 78 entlang der Achse der Bohrung 76 verschieblich gelagert. Das Lager 78 ist in den Bohrungsabschnitt 76 b so eingepaßt, daß eine den vorderen Abschnitt des Ankers 62 umgebende Büchse 80 darin verschieblich gelagert ist, wobei der Abschnitt 62 a des Ankers 62 vorteilhafterweise einen kreiförmigen Querschnitt aufweist. Um zu sätzlich den Anker 62 entlang der Achse der Bohrung 76 verschieblich zu lagern, sitzt in dem Bohrungsab schnitt 76 c ein auf dem Durchmesser des Ankerab schnitts 62 a abgestimmtes Lager 82. Wenn sich der Anker 62 längs der Bohrungsachse 76 a verschiebt, be wegt sich ein hinterer Ankerabschnitt 62 b durch ei nen Schlitz 84, der in einem an der Schulter 76 f an liegenden Abstandsring 86 ausgebildet ist, auf die Aufnehmereinrichtung 64 zu bzw. von dieser weg. Ei ne Feder 68 ist zwischen der Schulter 62 e und der auf dem Anker 62 sitzenden Büchse 80 angeordnet, um einen Abstand S′′ zwischen dem Anker 62 und der Aufnehmer einrichtung 64 sicherzustellen, wenn sich der Anker in seiner vollständig vorgeschobenen Stellung befin det.

Fig. 6 zeigt die durch die Lage der Abstreifer halteplatte 74 begrenzt Bewegung oder den Hub der Büchse 80. Die Abstreiferhalteplatte 74 ist jedoch an dem Gehäuse mittels Schraubenbolzen 88 befestigt, die zur Veränderung des Abstandes zwischen der Ab streiferhalteplatte 74 und dem Gehäuse 76 wahlweise gedreht werden können. Auf diese Weise kann mittels der Schrauben 88 der Abstand S′′ wahlweise einjustiert werden. Eine Stellschraube 90 ist dazu vorgesehen, die Abstreiferhalteplatte 74 zu sichern, nachdem eine bestimmte Einstellung des Abstandes S′′ vorgenommen wurde. Ein O-Ring 92 liegt in einer entlang des Um fangs der Abstreiferhalteplatte 74 ausgebildeten Nut 94, um den Spalt zwischen der Abstreiferhalteplatte 74 und dem Gehäuse 70 gegen Kühlflüssigkeit oder ande re Verunreinigungen abzudichten. Ein von der Abstrei ferhalteplatte 74 gehalterter Abstreifring 96 umgibt passend den Anker 62, um ebenfalls das Eindringen von Kühlflüssigkeit oder anderen Verunreinigungen in das Gehäuse 70 zu verhindern.

Fig. 6 zeigt die mittels eines Lagerblockes 98 in dem Bohrungsabschnitt 76 c gehalterte Aufnehmereinrich tung 74, wobei der Lagerblock 98 eine Bohrung 98 a ent hält, die für die Aufnahme der Aufnehmereinrichtung 64 bemessen ist. Die Bohrung 98 a trägt ein Gewinde, das mit dem Gewinde 58 der Aufnehmereinrichtung 64 zusammenpaßt, wobei die Aufnehmereinrichtung 64 mit tels einer Kontermutter 100 in dem Lagerblock 98 starr gesichert ist. Ein in den Bohrungsabschnitt 76 d ein gepaßtes Lager 102 ermöglicht ein Verschieben des La gerblockes 98 entlang der Achse 76 a. Jedoch ist eine Feder 104 zwischen der Mutter 100 und der Verschluß kappe 72, die mittels Schrauben 106 mit dem Gehäuse 70 verbunden ist, angeordnet, um den Lagerblock 98 gegen den Abstandshalter 86 vorzuspannen.

Während des normalen Betriebs der Meßeinrichtung 60 hält die Feder 104 den Lagerblock 98 in einer an den Abstandshalter 86 anliegenden Stellung. Eine in dem Lagerblock 98 angebrachte Bohrung dient dazu, den für den Betrieb der Meßeinrichtung 60 notwendigen Ab stand zwischen dem Anker 62 und der Aufnehmereinrich tung 62 sicherzustellen. Wenn nun eine Spindel 14 ein Werkzeug im Verlauf einer Werkzeugvermessung gegen den Anker 62 bewegt, kann sich versehentlich das Werk zeug zu weit bewegen. Der Anker 62 könnte dann mit relativ hoher Kraft durch das Werkzeug gegen die Auf nehmereinrichtung 64 geschoben werden. Durch Verwen dung des Lagerblocks 98 und der Feder 104 kann sich die Aufnehmereinrichtung 24 infolge einer solchen Krafteinwirkung gegen die Feder 104 bewegen, wodurch schwer wiegende Schäden an der Aufnehmereinrichtung 64 ver mieden werden.

Die Fig. 6 zeigt weiterhin eine mit der Aufnehmerein richtung 64 verbundene Leitung 110, über die die Signale, die den Abstand zwischen dem Anker 62 und der Aufnehmer einrichtung 64 charakterisieren, einer elektronischen Verarbeitungseinrichtung, wie z. B. der oben beschriebe nen Signalverarbeitungseinrichtung 32 zugeführt werden. Die Leitung 110 läuft durch eine in der Verschluß kappe 72 angebrachte Bohrung und ist mittels einer in dieser Bohrung eingeschraubten Schraubhalterung 112 be festigt.

Fig. 6 stellt weiterhin eine Tastspitze oder ein Werkzeug kontaktglied 114 dar, das am Ende des Ankers 62 angeordnet ist und den physischen Kontakt mit den durch die Meß einrichtung 60 zu vermessenden Werkzeugen herstellt. Die Tastspitze 114 und deren Vorteile sind nachstehend beschrieben.

Fig. 7 veranschaulicht die durch den Abstandshalter 86 hindurchführende Öffnung 84, die mit zwei flachen einander gegenüberliegenden Seiten 84 a und 84 b versehen ist. Der Ankerabschnitt 62 b weist einen zu der Öffnung 84 komplementären Querschnitt auf die Passung zwi schen dem Ankerabschnitt 62 b sowie der Öffnung 84 ist hinreichend lose, damit der Anker 62 entlang der Boh rungsachse 76 a verschiebbar ist. Gleichzeitig verhindert die abgeflachte Ausgestaltung der Öffnung 84 ein Ver drehen des Ankerabschnitts 62 b und somit des Ankers 62 bezüglich des Abstandshalters 86. Der Abstandshalter 86 kann nach dem Lösen einer Sicherungsschraube 116 gegenüber dem Gehäuse 70 im Winkel po sitioniert werden. Eine gewählte Stellung des Abstands halters 86 des Ankers 62 und der Tastspitze 114 blei ben dann durch Anziehen der Sicherungsschraube 116 erhalten.

In Fig. 8 ist eine Mehrachsenmeßeinrichtung 118 mit den Meßeinrichtungen 120 und 122 gezeigt, die beide mit der oben beschriebenen Meßeinrichtung 60 identisch sind, ab gesehen von dem gemeinsamen Gehäuse 124 der beiden Meß einrichtungen 120 und 122. Das Gehäuse 124 nimmt einen entlang einer Achse 128 verschiebbaren Anker 126 einer Meßeinrichtung 120 sowie außerdem einen entlang einer zu der Achse 128 senkrecht verlaufenden Achse 132 verschiebbaren Anker 130 der Meßeinrichtung 122 auf. Eine Befestigungsfläche 134 mit Gewindebohrungen 136 ist, wie gezeigt, an dem Gehäuse 124 einstückig ausgebildet. Die Befestigungsfläche 134 kann dazu dienen, die Meßeinrich tung 118 an einer Werkzeugmaschine, wie z. B. einem Be arbeitungszentrum, so anzubringen, daß die X-Achse des Bearbeitungszentrums parallel zu der Achse 132 und die Y-Achse des Bearbeitungszentrums parallel zu der Achse 128 verläuft.

Fig. 8 zeigt weiterhin zwei Tastspitzen 138 und 140, die jeweils an den Enden der beiden Anker 126 und 130 ange ordnet sind. Die Meßaufnehmereinrichtungen 120 und 122 sind beide mit einschraubbaren Kabeldurchführungen 144, die mit der einschraubbaren Kabeldurchführungen 112 der Meß einrichtung 60 identisch sind, versehen und weisen Lei tungen 146 auf, um die jeweiligen Signale Vy und Vx der Signalverarbeitungseinheit 32 zuzuführen.

In Fig. 9 ist eine Mehrachsenmeßeinrichtung 118 dargestellt, die an einem Bearbeitungszentrum 148 befestigt ist, das eine Spindel 150 aufweist. Die Mehrachsenmeßeinrichtung 118 ist an dem Bearbeitungszentrum 148 so angebracht, daß die Achse 128 der Meßeinrichtung 120 parallel zu der Y-Achse des Bearbeitungszentrums und die Achse 132 der Meß einrichtung 122 parallel zu der X-Achse des Bearbei tungszentrums 148 verläuft. Dementsprechend kann die Spindel 150 ohne weiteres derart verfahren werden, daß die Achse eines darin eingespannten Werk zeugs 152 mit der Achse 128 fluchtet, um, z. B. mittels der Einrichtung 120, die Länge des Werkzeugs 152 zu vermessen. Die Spindel 150 kann aber auch so verfahren werden, daß die Seite des Werkzeugs 152 an der Spitze des Ankers 130 der Meßeinrichtung 122 positioniert wird, um den Radius des Werkzeugs 152 zu bestimmen oder, je nach Beschaffenheit des Werkzeugs 152, auch die jeweiligen Radien seiner Zähne oder Nuten.

Es sei betont, daß die Mehrachsenmeßeinrichtung 118 ohne weiteres dazu geeignet ist, die Abmessungen von Werkzeu gen zu bestimmen, deren Größen und Ausführungsformen stark voneinander abweichen können, gleichgültig, ob diese in einer horizontalen Spindel oder in einer vertikalen Spindel eines Bearbeitungszentrums oder einer anderen Werkzeugmaschine eingespannt sind.

Fig. 10 zeigt eine an dem Anker 126 angeordnete Tastspitze 138, die eine rautenförmige Werkzeugkontaktfläche 154 aufweist. Die Werkzeugkontaktfläche 154 kann eine ein stückige ebene Fläche sein, sie kann aber auch als aus einer Anzahl von Oberflächenelementen unterschiedlicher Abmessungen, wie die Elemente 154 a und 154 b, bestehend angesehen sein. Das Oberflächenelement 154 a hat im wesent lichen kleinere Abmessungen als das Oberflächenelement 154 b. In Fig. 10 ist ein mehrschneidiges Werkzeug 156 dargestellt, das zu der Tastspitze 154 derart positioniert ist, daß eine Drehung des Werkzeugs 156 bewirkt, daß dessen Zähne 156 a nacheinander mit dem Oberflächenelement 154 a in Eingriff kommen. Die Tastspitze 138 und der Anker 126 werden da bei um den Radien der Zähne 156 a entsprechende Wege ver schoben, um in der oben beschriebenen Weise die Radien bestimmen zu können.

Wie in Fig. 11 dargestellt, ist das Oberflächenele ment 154 a der Werkzeugkontaktfläche 154, verglichen mit dem Abstand zwischen den Zähnen 156 a des Werkzeugs 156 relativ klein. Demzufolge kommt nur ein einziger Zahn des Werkzeugs 156 zu einem bestimmten Zeitpunkt mit einem Oberflächenelement 154 a in Eingriff, somit kön nen die Tastspitze 138 und der Anker 124 in der Zeit auch nur durch jeweils einen einzelnen Zahn bewegt werden. Daher ist ein durch die Meßein richtung 120 in Verbindung mit dem Anker 126 erzeugtes Signal Vx für den jeweiligen Radius eines einzelnen Zahnes 156 a charakteristisch. Die Oberflächenerhebung 154 a ist, verglichen mit dem Abstand zwischen den Zähnen, klein genug, um es der Meßspitze 138 und dem Anker 126 zu ermöglichen, jedesmal, nachdem ein Zahn 156 a aus dem Eingriff mit dem Oberflächenelement 154 a gekommen ist und bevor der darauffolgende Zahn mit dem Oberflächen element 154 a in Eingriff kommt, wieder in ihre voll ständig vorgeschobene Stellung zurückzukehren.

Fig. 12 zeigt das in Umdrehung versetzte Werkzeug 156, wie es mit einem Oberflächenelement 154 b anstelle des Oberflächenelements 154 a im Eingriff steht.

Fig. 13 veranschaulicht, wie nicht nur ein einzelner, sondern mehrere Zähne 156 b mit dem Oberflächenelement 154 b zu einem bestimmten Zeitpunkt in Eingriff stehen, da das Oberflächenelement 156 wesentlich größer ist. Daher wäre das Signal, das durch Verschiebung der Tast spitze 138 und des Ankers 126 bei einer Drehung des Werkzeugs 156 erzeugt wird, ungeeignet, um die Radien der einzelnen Zähne 156 a zu bestimmen. Falls jedoch die Meß einrichtung 120 mit dem Anker 126 und der Meßspitze 138 dazu verwendet werden soll, ein größeres Werkzeug als das Werkzeug 156 zu vermessen oder um die Länge eines einzel nen Zahnes zu vermessen, kann es vorteilhaft sein, an stelle des kleineren Oberflächenelements 154 a das größere Oberflächenelement 154 b der Tastspitze 138 mit dem Werkzeug in Eingriff zu bringen.

Es ist ersichtlich, daß die an dem Anker 126 an geordnete Tastspitze 138 auch eine dreieckige oder eine beliebige andere außer der rautenförmigen Gestalt auf weisen kann, und dennoch eine Vielzahl von Tastspitzenober flächen unterschiedlicher Größe ergibt.

Fig. 14 zeigt eine an dem Anker 126 angeordnete Tastspitze 158 mit einer Anzahl von Oberflächenelementen 158 a bis 158 d, die unterschiedliche Abmessungen aufweisen und nicht einstückig oder als Teil einer durchgehenden ebenen Fläche ausgebildet sind.

Um ein Werkzeug, ähnlich dem Werkzeug 156, mit der ge wünschten Tastspitzenoberfläche, wie z. B. der Tastspitze 138, in Eingriff zu bringen, muß der Anker 126 mit der Tastspitze 138 in einer bestimmten Winkelstellung stehen. Wie bereits oben ausgeführt, kann mit Hilfe des ringförmigen Abstandshalters 86 und der Sicherungsschraube 116 ein derartiges ausgewähltes Positionieren durchge führt werden.

Claims

1. Meßeinrichtung zum Vermessen eines ausgewählten Pa rameters eines in einer Werkzeughalterungsvorrich tung einer Werkzeugmaschine aufgenommenen Schneid werkzeugs, wobei die Werkzeughalterungsvorrichtung in eine erste Bezugsstellung verfahrbar ist, da durch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und einer zweiten Bezugsstellung ein Betätigungsglied (16, 62 ) angeordnet ist, daß Mittel (18, 70) zur Lagerung des Betätigungsgliedes (16, 62) vorhanden sind, durch die bei in der ersten Bezugsstellung befindlichem Schneidwerkzeug das Betätigungsglied (16, 62) in einer Eingriffsstellung zu halten und wahlweise in Abhängigkeit von der Berührung mit dem Schneidwerkzeug verschiebbar ist, um einen Ab stand zwischen dem Betätigungsglied (16, 62) und der zweiten Bezugsstellung zu erzeugen, der einen für den ausgewählten Parameter kennzeichnenden Wert aufweist, daß Signalerzeugungsmittel (24, 26) vorhanden sind, die ein Signal (Vx, Vy) abgeben, das sich nach einer bekannten Beziehung entspre chend dem Abstand zwischen dem Betätigungsglied (16, 62) und der zweiten Bezugsstellung ändert, daß Befestigungsmittel (98) enthalten sind, um die Signalerzeugungsmittel (24, 26) an der zweiten Be zugsstellung zu haltern, und daß Signalverarbeitungs mittel (32) vorgesehen sind, durch die der Parame ter zu bestimmen ist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Betätigungsglied (16, 62) einen Körper aus elektrisch leitendem Material aufweist und die Signalerzeugungsmittel (24, 26) eine induktive Ein richtung (26) umfassen.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Betätigungsglied einen Anker (16, 62) und die Lagerungsmittel (18, 70) einen Rahmen umfas sen, in der der Anker (16, 62) längs einer Achse verschieblich gelagert ist, und daß zwischen dem An ker (16, 62) und dem Rahmen (18, 70) eine Vorspann feder (28, 68) angeordnet ist, durch die der Anker beim Fehlen einer Berührung zwischen dem Anker (16, 62) und dem Schneidwerkzeug (12, 38, 156) in eine bekannte Stellung gegenüber der ersten und der zwei ten Bezugsstellung gezwungen ist.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Halterungsmittel zum Haltern der Signal erzeugungsmittel (16, 64) in der zweiten Bezugs stellung einen in dem Rahmen (18, 70) aufgenommenen Lagerblock (98) zum Haltern der Signalerzeugungsmit tel (24) umfassen und daß zwischen dem Rahmen (18, 70) und dem Lagerblock (98) eine Vorspanneinrichtung (104) angeordnet ist, durch die die Signalerzeugungs mittel (24) während der normalen Betriebsweise an der zweiten Bezugsstellung zu halten sind und die im Falle eines Überschreitens des Zustellhubs des Schneidwerkzeugs ein Ausweichen aus der zweiten Be zugsstellung ermöglichen.

5. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Signalerzeugungsmittel (24) ein ver änderliches Signal abgeben, und daß die Signalver arbeitungsmittel (32) Mittel zum Erkennen eines Signalpegels umfassen, der zu dem den ausgewählten Parameter kennzeichnenden Abstand gehört.

6. Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Signalverarbeitungsmittel (32) Mittel zur Erkennung eines Minimalwertes des Meßsignals umfassen, wobei der Minimalwert die Differenz zwi schen dem tatsächlichen Wert und dem Sollwert einer Abmessung des Schneidwerkzeugs kennzeichnet.

7. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Werkzeughalterungsvorrichtung eine so wohl an einer dritten Bezugsstellung als auch an der ersten Bezugsstellung anzuordnende drehbare Spindel aufweist, daß ein mit dem ersten Betätigungs glied (126) identisches zweites Betätigungsglied zwischen einer dritten und einer vierten Bezugsstel lung angeordnet ist, daß zweite, mit den ersten Si gnalerzeugungsmitteln (24, 64) identische Signalerzeugungsmittel sowie zweite, mit den ersten Halterungsmitteln (98) identische Halterungsmittel vorgesehen sind, um die zweiten Signalerzeugungsmittel an der vier ten Bezugsstellung zu haltern, und daß die Lage rungsmittel (118) zur längsverschieblichen Lage rung des ersten Betätigungsgliedes (126) längs ei ner zu der Spindelachse (128) parallelen Achse zum Verändern des Abstandes des ersten Betätigungsglie des (126) von den zugehörigen ersten Signalerzeu gungsmitteln sowie zur längsverschieblichen Lage rung des zweiten Betätigungsgliedes (130) längs einer senkrecht zu der Spindelachse (130) verlaufen den Bewegungsachse eingerichtet sind, um den Abstand zwischen dem zweiten Betätigungsglied (130) und den zugehörigen Signalerzeugungsmitteln zu verändern.

8. Verfahren zum Messen eines ausgewählten Parameters eines in einer Werkzeugaufnahmeeinrichtung gehalter ten Schneidwerkzeugs, gekennzeichnet durch die Schrit te:

Überführen der Werkzeugaufnahmeeinrichtung in eine erste Bezugsstellung,
Ineingriffbringen des Schneidwerkzeugs mit einem aus lenkbaren und im Abstand von der zweiten Bezugsstel lung befindlichen Betätigungsglied, derart, daß sich zwischen dem Betätigungsglied und der zweiten Be zugsstellung ein Abstand ergibt, dessen Wert kenn zeichnend für den zweiten ausgewählten Parameter ist,
Erzeugen eines Signals als Funktion des Abstandes zwischen dem auslenkbaren Betätigungsglied und der zweiten Bezugsstellung, und
Verarbeiten des Signals zur Bestimmung des ausgewähl ten Parameters.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitung beginnt, nachdem der Ab stand zwischen dem auslenkbaren Betätigungsglied und der zweiten Bezugsstellung den kennzeichnenden Wert erreicht hat.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Signalverarbeitung der Pegel des erzeugten Signals, das dem für den Parameter kennzeichnenden Abstandswert entspricht, aus einer Vielzahl von Si gnalpegeln abgeleitet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das in einer dreh baren Werkzeugmaschinenspindel aufgenommende Schneid werkzeug eine Schneide aufweist, dadurch gekennzeich net, daß das Schneidwerkzeug bei der Bewegung der Werkzeugmaschinenspindel in die erste Bezugsstellung in Eingriff mit dem auslenkbaren Betätigungsglied ge bracht wird, und daß die Achse der Werkzeugmaschinen spindel sowie des Schneidwerkzeugs mit einer Achse aus gerichtet wird, die sich zwischen der ersten und der zweiten Bezugsstellung erstreckt und auf dem Bewe gungshub des auslenkbaren Betätigungsgliedes liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Werkzeugauf nahmeeinrichtung eine drehbare Spindel für ein Schneid werkzeug mit einer Vielzahl von Schneidzähnen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel in die erste Bezugsstellung gebracht wird, derart, daß die Achse der Spindel rechtwinklig zu einer Achse verläuft, die sich zwischen der ersten und der zweiten Bezugs stellung erstreckt und auf dem Bewegungsweg des aus lenkbaren Betätigungsgliedes liegt, und daß bei der Werkzeugbewegung das Schneidwerkzeug gedreht wird, nachdem die Spindel in die erste Bezugsstel lung gebracht ist, um nacheinander jeden der Schneid zähne des Schneidwerkzeugs in Eingriff mit dem aus lenkbaren Betätigungsglied zu bringen.