DE4232630A1 - Meßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur pneumatischen Messung von Abständen, insbesondere zur Überprüfung der korrekten Auflage von zu bearbeitenden Werkstücken auf ei­ ner Unterlage, mit einem Druckregler, einem Druckschalter, einer Drossel und einer mit dieser zusammenwirkenden Meß­ düse.

In Bearbeitungszentren und Transferstraßen wird die Lage der zu bearbeitenden Werkstücke überprüft, um eine korrekte Be­ arbeitung zu gewährleisten.

Es sind pneumatische Meßvorrichtungen bzw. Steuerungen bekannt, mit denen die richtige Auflage der Werkstücke auf ihrer Un­ terlage kontrolliert wird. Diese Steuerungen, die zur Auf­ lagenkontrolle verwendet werden, bestehen im wesentlichen aus einem Druckregler, einer Düse, einer Meßdüse an der Auflage und einem Druckschalter.

Der Durchfluß der Meßdüse wird durch den Abstand des Werkstückes von der Meßdüse be­ einflußt. Zwischen der ersten Düse und der Meßdüse bildet sich je nach Abstand des Werkstückes ein Staudruck, der über den Druckschalter ausgewertet wird, wodurch der Abstand über­ prüft werden kann. Bei vielen Anwendungen wird ferner ge­ wünscht, daß bei nicht aufliegendem Werkstück die Späne von der Auflage über die Meßdüse weggeblasen werden. Für diese Funktion wird ein zusätzlicher Druckregler und ein Oder-Element benötigt.

Die bekannten Steuerungen bauen groß, sie sind nur mit großem Aufwand einstellbar und die erforderliche Meßzeit ist lang.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßvor­ richtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei kompaktem Aufbau der Einstellaufwand klein ist.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß eine Mehr­ zahl von Drosseln vorgesehen ist, die individuell wählbar sind, wobei zur Messung jeweils eine Drossel mit der Meßdüse zusammenwirkt.

Die Drosseln sind vorteilhafterweise an einer um ihre Mittel­ achse drehbaren Drosselscheibe ausgebildet.

Zweckmäßigerweise ist die Drosselscheibe zur Fixierung an ihrem Außenumfang mit in Abständen angeordneten Kerben ver­ sehen, in die eine federbelastete Kugel einrastbar ist.

Vorzugsweise ist zu den Drosseln der Drosselscheibe ein Um­ gehungsventil parallel geschaltet, dessen Durchgangsquer­ schnitt größer ist als derjenige von jeder der Drosseln. Jeweils eine Drosselscheibe, ein Druckschalter und ein Um­ gehungsventil sind zu einem Modul zusammengefaßt, wobei mehrere Module zu einer Batterie verkettbar sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind vorzugsweise die Umgehungsventile aller Module durch ein zentrales Steuer­ ventil ansteuerbar.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nach­ folgend anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Meß­ vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 von Fig. 4,

Fig. 3 eine Ansicht des Steuerblockes der Meß­ vorrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III von Fig. 4 und

Fig. 4 eine Seitenansicht des Steuerblockes der Meßvorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt schematisch das Schaltschema der Meßvorrichtung 10. Das dargestellte Schaltschema ist modular aufgebaut, z. B. für zwei Meßbereiche. Es besteht aus einem Eingangsmodul 12 mit einem Druckregler 14 mit Druckaufnehmer 16 und Verstärker 18 sowie einem Steuerventil 20, das z. B. ein 3/2-Wegeventil ist.

An das Eingangsmodul 12 ist ein Modul 22 angeflanscht mit einer Drosselscheibe 24, die eine Mehrzahl von Drosseln (oder Düsen) 26 aufweist, und die um ihre Mittelachse drehbar ist, wie noch erläutert wird. Das Modul 22 umfaßt ferner einen Druck­ schalter 28 und ein Umgehungsventil 30, das z. B. ein 2/2- Wegeventil ist.

Dieses Modul 22 ist an eine Meßdüse 32 angeschlossen, die an oder in einer Werkstück-Unterlage 34 ausgebildet ist, auf welche ein Werkstück 36 aufsetzbar ist.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Modul 22 längs der Linie II-II von Fig. 4.

Das Modul 22 hat ein Gehäuse 38, in welchem das Umgehungs­ ventil 30 ausgebildet ist, welches ein an ihrem Umfang im Gehäuse eingespannte Membran 40 hat, die mit einem Ventil­ sitz 42 zusammenwirkt.

Bei geöffnetem Ventil 30 (wie dargestellt) steht die nicht näher bezeichnete Ventilkammer über eine Bohrung 48 in Ver­ bindung mit einem Anschluß 50, der seinerseits an die in Fig. 2 nicht dargestellte Meßdüse 32 angeschlossen ist.

Die Zufuhr des Druckmittels, z. B. Druckluft, zum Ventil 30 erfolgt über einen Kanal 44 und eine Verbindungsbohrung 74. An die genannte Ventilkammer ist ferner ein Anschluß 64, z. B. für eine Druckanzeige, angeschlossen.

Der Kanal 44 steht ferner über eine Bohrung 52 in Verbindung mit der Drosselscheibe 24, das heißt mit der jeweils einge­ stellten Drossel 26 der Drosselscheibe, und diese Drossel 26 steht dann über einem Kanal 56 ebenfalls in Verbindung mit dem Anschluß 50, der zur Meßdüse 32 führt. Vom Kanal 56 zweigt eine Bohrung 58 ab, die zum Druckschalter 28 führt. Das Umgehungsventil 30 wird über Steuerkanäle 60 und 62 angesteuert.

In Fig. 3 ist die Drosselscheibe 24 in Draufsicht dargestellt. In der gezeigten Ausführungsform ist die Drosselscheibe 24 mit sechs Drosseln 26 versehen, die in Abständen auf einem Kreis um die Mittelachse der Drossel 24 angeordnet sind. Mittels eines Innensechskantes 72 kann die Drosselscheibe um ihre Mittelachse gedreht werden, so daß jede der Drosseln 26 in Betriebs-Position gebracht werden kann, in welch letzte­ rer die Druckluft über die jeweils eingestellte Drossel der Meßdüse 32 zugeführt wird, wie noch erläutert wird.

Am Außenumfang der Drosselscheibe 24 sind in Winkelabständen, die den Winkelabständen der Drosseln 26 entsprechen, Kerben 66 ausgebildet, in die eine durch eine Feder 70 belastete Kugel 68 eingerastet werden kann, wodurch die Drosselscheibe 24 in der jeweils eingerasteten Position arretiert wird. Durch Drehung der Drosselscheibe 24 mittels eines Werkzeuges wird die Kugel 68 gegen die Kraft der Feder 70 in ein Feder­ gehäuse 76 zurückgedrückt und dadurch die Arretierung über­ wunden.

Die Drosselscheibe 24 kann dann gedreht werden, bis sich die gewünschte Drossel 26 in Betriebs-Position befindet, worauf die Kugel 68 in die entsprechende Raste 66 ein­ rastet.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung bzw. Steuerung arbeitet wie folgt.

Die Druckversorgung mit Druckluft erfolgt über einen An­ schluß 54. Am Druckregler 14 wird der gewünschte Druck eingeregelt und über den Kanal 44 und die Bohrung 52 der Drosselscheibe 24 bzw. über den Kanal 44 und die Verbindungs­ bohrung 74 dem Umgehungsventil 30 zugeleitet. Im in Fig. 1 dargestellten Schaltschema ist das Umgehungsventil 30 ge­ öffnet, so daß die Druckluft über das Ventil 30, die Bohrung 48 und den Anschluß 50 der Meßdüse 32 zugeführt wird, wobei, wenn das Werkstück 36 nicht auf seine Unterlage 34 aufgelegt ist, die Druckluft ins Freie abgeblasen wird, wobei etwa vorhandene Späne von der Auflage weggeblasen werden. Gleichzeitig strömt Druckluft vom Kanal 44 über die Bohrung 52, die jeweils eingestellte Drossel 26 und den Kanal 56 zum Anschluß 50, der zur Meßdüse 32 führt, der Durchgangs­ querschnitt der Drossel ist aber kleiner als der Durch­ gangsquerschnitt des Umgehungsventiles 30, so daß über das letztere ein beträchtlich größerer Druckluftstrom fließt, als durch die jeweils eingestellte Drossel 26.

Bei diesem bisher beschriebenen Vorgang ist das Steuerventil 20 geschlossen.

Wird nun ein Werkstück 36 auf die Unterlage 34 aufgelegt und soll seine richtige Auflage gemessen werden, so wird das Steuerventil 20 umgeschaltet, so daß Druckluft von der Druck­ versorgung 54 her über den Steuerkanal 62 und durch das nun­ mehr geöffnete Steuerventil 20 strömt, wodurch über den Steuerkanal 60 und den von ihm abzweigenden Steuerkanal 62 das Umgehungsventil 30 umgeschaltet wird, das heißt seine Membran 40 wird durch die Druckluft im Steuerkanal 62 be­ aufschlagt und schließt den Ventilsitz 42. Damit ist das Umgehungsventil 30 geschlossen, und es kann nur noch Druck­ luft aus dem Kanal 44 über die Bohrung 52, die jeweils in Betriebsstellung eingestellte Drossel 26, den Kanal 56 und den Anschluß 50 zur Meßdüse 32 strömen.

Der Druckschalter 28 ist über die Bohrung 58 an den Kanal 56 angeschlossen, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, so daß der sich zwischen der Meßdüse 32 und der sich in Betriebs­ stellung befindenden Drossel 26 einstellende Staudruck vom Druckschalter 28 erfaßt wird, der ein entsprechendes Aus­ gangssignal abgibt, das eine Anzeige für richtige oder nicht richtige Auflage des Werkstückes 36 auf der Unterlage 34 ist, also als Gut- oder Schlechtmeldung verwendet wird. Beim Meßvorgang wird somit, nachdem das Werkstück 36 auf die Unterlage 34 aufgelegt ist, der Druckregler 14 auf Meß­ druck geregelt, das Umgehungsventil 30 über den Steuerbefehl des Steuerventils 20 geschlossen und der geregelte Druck dann über eine der wählbaren Drosseln 26 der Drosselscheibe 24 zu der Meßdüse 32 geführt. In Abhängigkeit vom Abstand des Werkstückes 36 von der Meßdüse 32 entsteht ein bestimmter Staudruck, der, wie oben erläutert, dem Druckschalter 28 zugeführt und ausgewertet wird. Über das Ausgangssignal des Druckschalters 28 erfolgt die Gutmeldung oder Schlechtmel­ dung bezüglich der Auflage des Werkstückes 36 auf seiner Unterlage 34.

In Fig. 1 ist das Schaltschema für zwei Meßbereiche darge­ stellt, das heißt, es sind zwei Module 22 vorgesehen, wobei beide Module 22 über den Kanal 44 an den Druckregler 14 und über den Steuerkanal 60 an das Steuerventil 20 angeschlossen sind. Für jeden Meßbereich (Meßdüse 32) ist jeweils ein Mo­ dul 22 vorgesehen. Es kann somit eine Mehrzahl von Modulen verwendet werden, jeweils ein Modul für je einen Meßbereich, und diese Module können zu einer Batterie verkettet werden, wobei alle Module der Batterie an den Kanal 44 und an den Steuerkanal 60 parallel angeschlossen sind. Dieser modulare Aufbau ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise.

Das Umgehungsventil 30 ermöglicht es, ständig etwaige Späne von der Unterlage 34 wegzublasen; außerdem wird durch die­ ses Ventil das Zeitverhalten wesentlich verbessert.

Claims (8)

1. Meßvorrichtung zur pneumatischen Messung von Abstän­ den, insbesondere zur Überprüfung der korrekten Auf­ lage von zu bearbeitenden Werkstücken auf einer Un­ terlage, mit einem Druckregler, einem Druckschalter, einer Drossel und einer mit dieser zusammenwirkenden Meßdüse, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Drosseln (26) vorgesehen ist, die individuell wählbar und in Betriebsstellung bringbar sind.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (26) an einer um ihre Mittelachse drehbare Drosselscheibe (24) ausgebildet sind.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselscheibe (24) zur Fixierung an ihrem Außenumfang mit in Abständen angeordneten Kerben (66) versehen ist, in die eine federbelastete Kugel (68) einrastbar ist.

4. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Drosseln (26) der Drosselscheibe (24) ein Umgehungsventil (30) parallel geschaltet ist, dessen Durchgangsquerschnitt größer ist als derjenige von jeder der Drosseln (26).

5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Drosselscheibe (24), ein Druckschalter (28) und ein Umgehungsventil (30) zu einem Modul (22) zusammengefaßt sind.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Modulen (22) zu einer Batterie ver­ kettet sind.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsventile (30) aller Module (22) durch ein zentrales Steuerventil (20) ansteuerbar sind.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselscheiben (24) aller Module (22) parallel an einen gemeinsamen Druckregler (14) angeschlossen sind.