DE60036144T2 - Optische Messeinrichtung zur Messung von Objekten auf Maschinen - Google Patents

Optische Messeinrichtung zur Messung von Objekten auf Maschinen Download PDF

Info

Publication number
DE60036144T2
DE60036144T2 DE60036144T DE60036144T DE60036144T2 DE 60036144 T2 DE60036144 T2 DE 60036144T2 DE 60036144 T DE60036144 T DE 60036144T DE 60036144 T DE60036144 T DE 60036144T DE 60036144 T2 DE60036144 T2 DE 60036144T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
detector
tool
buffer
stored
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60036144T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60036144D1 (de
Inventor
Victor Gordon Avening Stimpson
Jon Paul Emersons Green Fuge
William Kenneth Bristol Davies
Norman John Uley Leete
Colin Timothy Berkeley Bell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renishaw PLC
Original Assignee
Renishaw PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9927471.4A external-priority patent/GB9927471D0/en
Priority claimed from GB0020929A external-priority patent/GB0020929D0/en
Application filed by Renishaw PLC filed Critical Renishaw PLC
Publication of DE60036144D1 publication Critical patent/DE60036144D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60036144T2 publication Critical patent/DE60036144T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B23Q17/248—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves using special electromagnetic means or methods
    • B23Q17/2485—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves using special electromagnetic means or methods using interruptions of light beams
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/028—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/047—Accessories, e.g. for positioning, for tool-setting, for measuring probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/941—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated using an optical detector
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/941—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector
    • H03K2217/94102—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector characterised by the type of activation
    • H03K2217/94104—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector characterised by the type of activation using a light barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/941—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector
    • H03K2217/94116—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector increasing reliability, fail-safe
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/13—Cutting by use of rotating axially moving tool with randomly-actuated stopping means
    • Y10T408/14—Responsive to condition of Tool or tool-drive

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Messgerät, das einer Koordinatenpositionierungsmaschine (wie etwa einer Werkzeugmaschine) ermöglicht, die Position eines Gegenstands in Bezug auf einen Referenzpunkt zu bestimmen. Es kann beispielsweise in einer Werkzeugmaschine für Werkzeugeinrichtvorgänge verwendet werden.
  • Eine bekannte Werkzeugeinrichtvorrichtung für die Verwendung in einer Werkzeugmaschine besitzt eine Lichtquelle, die einen schmalen Lichtstrahl erzeugt, der auf einen Detektor auftrifft. Während eines Werkzeugeinrichtvorgangs wird die Maschine betrieben, um das Werkzeug in einer Richtung quer zu der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls zu bewegen, bis ein Teil des Werkzeugs den Durchgang des Lichtstrahls unterbricht. Die Erfassung dieser Unterbrechung wird verwendet, um ein Auslösesignal in der Erfassungseinheit zu erzeugen, das seinerseits von der Maschine verwendet wird, um die relative Position seiner beweglichen Teile einzustellen, um Abmessungen des Werkzeugs zu bestimmen. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise bekannt aus den deutschen Patenten Nrn. DE 42 385 04 und DE 42 448 69 , aus dem französischen Patent Nr. 2,343,555 , aus dem europäischen Patent Nr. 98,930 und aus dem US-Patent Nr. 4,518,257 . Die Vorrichtungen können außerdem zum Messen der Länge oder des Durchmessers eines Werkzeugs verwendet werden, um einen Bruch des Werkzeugs oder einen Verschleiß zu überwachen.
  • Die in den oben erwähnten Patentanmeldungen offenbarten Vorrichtungen verwenden einen schmalen Lichtstrahl, in oder durch den das Werkzeug bewegt wird. Die Erfassungseinheiten erfassen, wenn das Werkzeug in den Strahl eintritt, anhand des resultierenden Abfalls der Intensität des auf sie auffallenden Lichts. Das Auslösesignal kann als eine Folge eines vorgegebenen Abfalls der Intensität des auf den Detektor auffallenden Lichts, wenn das Werkzeug in den Strahl eintritt, erzeugt werden.
  • DE 39 059 49 zählt Impulse, die erzeugt werden, wenn die einzelnen Zähne eines Werkzeugs in einen Lichtstrahl eintreten, um den Rotationsfehler des Werkzeugs zu bestimmen.
  • Ein Problem, das bei solchen optischen Messgeräten entsteht, besteht darin, dass Kühlmittel, das in der Maschine verwendet wird, durch den Strahl tropfen kann oder von dem rotierenden Werkzeug in den Strahl geschleudert wird, während die Messoperation ausgeführt wird, was Anlass zur falschen Auslösesignalen gibt.
  • Ein Verfahren zum Beseitigen dieses Problems, das derzeit verwendet wird, besteht darin, die Software in dem Maschinen-Controller so zu programmieren, dass sie mehrere Messungen ausführt, bis eine im Voraus gewählte Anzahl von Messungen, die innerhalb einer gegebenen Toleranz liegen, erhalten worden ist. Dann wird angenommen, dass die Position des Werkzeugs der Mittelwert dieser Messungen ist. Dieses Verfahren kann Anlass zu einer unannehmbaren Zunahme der Messzykluszeit geben, falls eine erhebliche Anzahl von wiederholten Messungen vorgenommen werden muss.
  • Die vorliegende Erfindung versucht, dieses Problem dadurch zu beseitigen, dass sie ein Messverfahren schafft, das zwischen einem unverfälschten Werkzeugerfassungssignal und einem durch einen Kühlmitteltropfen erzeugten Signal unterscheiden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Gerät und ein Verfahren zum Ausführen von Messungen an einem Gegenstand auf einer Maschine nach den Ansprüchen 1 und 4 geschaffen.
  • Beispiele der Erfindung werden nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines optischen Messgeräts ist, das die vorliegende Erfindung enthält;
  • 2 eine Darstellung der Ausgabe des Detektors von 1 ist;
  • 3 ein Blockschaltplan ist, der die Basiselemente des Geräts darstellt; und
  • 4 in Linien 4a bis 4f die Signale veranschaulicht, die in verschiedenen Teilen der Signalverarbeitungsschaltung des Detektors erzeugt werden.
  • In 1 ist das optische Messgerät als eine Werkzeugeinrichtung gezeigt, die so beschaffen ist, dass sie als Werkzeugeinrichtvorrichtung arbeitet, die beispielsweise für die Verwendung auf einer Werkzeugmaschine geeignet ist. Das Gerät umfasst eine Lichtaussendeeinheit 10, die einen Lichtstrahl 12 aussendet, und eine Lichterfassungseinheit 14, bei der der Lichtstrahl 12 erfasst wird. Leistungs- und Signalsteuerkabel zu der Lichtaussendeeinheit 10 und zu der Lichterfassungseinheit 14 sind über Einlassanschlüsse 16 geführt, wobei beide Einheiten 10, 14 vorteilhaft über Stützen 18 am Sockel der Maschine montiert sind, entweder über einen Zwischensockel 20, an dem sie montiert sind, oder direkt am Sockel der Maschine, auf der sie verwendet werden sollen. Im Betrieb wird das Gerät zum Werkzeugeinrichten durch Betreiben der Maschine, auf der das Gerät montiert ist, verwendet, um das Werkzeug in einer Richtung quer zu der Richtung zu bewegen, in der sich der Strahl 12 ausbreitet. Wenn ein vorgegebener Unterbrechungsgrad des Strahls gegeben ist, sendet die Erfassungseinheit 14 ein Auslösesignal aus, das von der Maschine verwendet wird, um die relative Position ihrer relativ zueinander beweglichen Teile zu bestimmen, um dadurch die Bestimmung von Abmessungen des Werkzeugs zu ermöglichen.
  • Weitere mechanische und optische Einzelheiten eines Beispiels eines solchen Geräts sind in unserer europäischen Patentanmeldung Nr. 00303749.6 beschrieben, die hiermit in diese Spezifikation durch Bezugnahme aufgenommen ist) und werden daher hier nicht wiedergegeben.
  • 2 zeigt die Ausgabe des Detektors unter verschiedenen Umständen. Die Detektorausgabe nimmt einen Hochpegel an (d. h. sie erzeugt ein Erfassungssignal), wie durch einen Spannungsimpuls gezeigt ist, wenn der Strahl in dem vorgegebenen Grad unterbrochen wird. Wie durch den ersten Impuls S1 auf der linken Seite der Zeichnung ersichtlich ist, kann dies auftreten, wenn sich ein Kühlmitteltropfen durch den Strahl bewegt.
  • In dem ersten Fall ist jedoch der Kühlmitteltropfen ein einziges Ereignis, das einen einzigen Impuls mit kurzer Dauer erzeugt.
  • Wenn die Kante des rotierenden Schneidwerkzeugs den Strahl unterbricht, ergibt dies ebenfalls einen Impuls S2 mit kurzer Dauer, diesem folgen jedoch weitere Impulse S3 (wovon nur eine gezeigt ist), weil dieselbe Schneidkante erneut in den Strahl eintritt oder weil andere Schneidkanten eines Mehrkantenwerkzeugs den Strahl wiederholt unterbrechen.
  • Um den Unterschied zwischen der Unterbrechung des Strahls durch einen Tropfen und der erstmaligen Unterbrechung des Strahls durch die Kante des Schneidwerkzeugs (was das Ereignis darstellt, das erfasst werden muss, um die Position der Schneidkante zu messen) identifizieren zu können, sieht die Erfindung vor, dass ein Zeitgeber in dem Detektor ein erstes Zeitintervall t1 gleichzeitig zu der Erzeugung des Erfassungssignals durch den Detektor setzt. In einer besonderen Ausführungsform ist das Zeitintervall t1 so beschaffen, dass es gleich der Länge der Zeit ist, die eine Umdrehung des Werkzeugs erfordert. Am Ende des Zeitintervalls t1 setzt der Zeitgeber ein kürzeres Zeitintervall t2.
  • Der Detektor überwacht das Zeitintervall t2 auf ein zweites Erfassungssignal, dessen Auftreten unwahrscheinlich ist, falls das erste Signal ein Tropfen ist. Dies kann entweder durch einen hohen Zustand des Ausgangssignals oder durch eine ansteigende Flanke erfasst werden. Falls das zweite Erfassungssignal vorhanden ist, gibt der Detektor ein "Überspring"- oder Auslösesignal am Ende des Zeitintervalls t2 aus.
  • Da die Zeitintervalle t1 und t2 genau bekannt sind, kann der Zeitpunkt des Auftretens der ersten ansteigenden Flanke des Detektorausgangs auf Grund einer Schneidkante des Werkzeugs, die den Strahl unterbricht, berechnet werden.
  • Um die Zeiten zu berechnen, müssen die Drehzahl der Maschinenspindel und daher das Schneidwerkzeug eingerichtet werden. Um die Zeit für den Messvorgang auf einem vernünftigen Niveau niedrig zu halten, wurde die Spindeldrehzahl während des Experimentierens auf 1000 min–1 gesetzt, so dass t1 scheinbar 60 ms betrug. Das Intervall t2 muss jedoch groß genug sein, um geringe Schwankungen der Spindeldrehzahl von beispielsweise bis zu 5 %, was eine Schwankung von 3 ms in t1 bewirken würde, zu berücksichtigen.
  • Um das Auslösesignal in dem Zeitintervall t2 zu zentrieren, wird t2 auf t1 + 0,5 t gesetzt, was gleich 60 ms sein muss. Somit wurde t1 in Wirklichkeit auf 58,5 ms gesetzt.
  • Die Drehzahl des Werkzeugs muss nicht vor der Ausführung von Messungen bekannt sein, da sie durch zeitliches Einstellen des Abstands zwischen den ansteigenden Flanken der beiden ersten aufeinander folgenden Impulse der Folge von Impulsen, die durch den Detektor erzeugt werden, gemessen werden kann. Das Zeitintervall (t1) kann dann zwischen der zweiten und der dritten ansteigenden Flanke gesetzt werden, während (t2) ab der dritten ansteigenden Flanke zeitlich festgelegt werden kann.
  • Die Basiselemente des Geräts der Erfindung sind in dem Blockschaltplan von 3 gezeigt. Der Lichtstrahl 12 von dem Sender 10, der in den Detektor 14 eintritt, trifft auf einen Photodetektor in einer Erfassungsschaltung 72, die die Signale erzeugt, wenn der Strahl unterbrochen ist. Signale, die in der Erfassungsschaltung 72 erzeugt werden, werden zu einem Signalprozessor 74 geschickt, der die notwendigen Zeitmessvorrichtungen für die Signalanalyse enthält. Die Detektorausgangssignale werden direkt zu dem Maschinen-Controller 80 geschickt, der die Maschine anhält und die Maschinenskalenablesungen bewertet, um die Position der Maschine zu bestimmen.
  • 4 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform, in der ein oder mehrere Takte in dem Detektor verwendet werden, wovon jeder eine Reihe von Impulsen erzeugt, die durch den Detektor ausgelöst werden, der ein Signal ausgibt, um anzugeben, dass der Strahl unterbrochen worden ist;
  • 4a zeigt ein Beispiel einer Reihe von Ereignissen, die durch ein Gemisch aus Zähnen und Tropfen, die den Strahl unterbrechen, erzeugt werden;
  • 4b zeigt die Signale, die durch diese Ereignisse erzeugt werden und in Impulse am Ausgang eines Komparators in dem Signalprozessor des Detektors umgesetzt worden sind;
  • 4c zeigt die Situation, die in dem Detektor auftritt, wenn ein einziger Takt verwendet wird;
  • 4d zeigt die Situation, die in dem Detektor auftritt, wenn ein zweiter Takt verwendet wird;
  • 4e und 4f zeigen die Ergebnisse des Kombinierens des Komparatorausgangs mit den Ausgängen des Takts 1 bzw. des Takts 2.
  • Aus 4a ist ersichtlich, dass die Tropfen in zufälligen Intervallen auftreten und den Strahl unterbrechen, während die Strahlunterbrechungen, die durch die Kante des Werkzeugs verursacht werden, in regelmäßigen Intervallen auftreten. Jede Strahlunterbrechung wird als ein nummeriertes Ereignis E etikettiert.
  • 4b zeigt die Komparatorausgangsimpulse, die den Ereignissen entsprechen.
  • 4c zeigt, dass der erste Takt startet, wenn das Ereignis E1 auftritt; da jedoch kein Ereignis auftritt, wenn der zweite Taktimpuls zu dem Signalprozessor geschickt wird, wird der Takt angehalten. Der Takt wird bei Auftreten eines Ereignisses E3, das ebenfalls ein Tropfen ist, erneut gestartet, da jedoch wiederum sein zweiter Impuls zwischen den Ereignissen E4 und E5 auftritt, sieht er das Ereignis E4 nicht und hält an. Die Situation ist die gleiche, wenn er erneut beim Ereignis E5 startet. Erst wenn er beim Ereignis E7 startet, sind seine Impulse mit den Auftritten der Schneidkante des Werkzeugs, die den Strahl beim Ereignis E9 und später unterbricht, synchronisiert, so dass ein Auslösesignal beim Ereignis E7 erzeugt wird. Dieses Signal hat das erste Auftreten der Schneidkante, die den Strahl bei E6 unterbricht, verfehlt und erzeugt daher eine fehlerhafte Ablesung.
  • In der Ausführungsform, die zwei Takte verwendet, wird jedoch, wie in 4d gezeigt ist, der zweite Takt beim Ereignis E6 gestartet, da zu diesem Zeitpunkt der erste Takt läuft. Da das Ereignis E6 eine Unterbrechung des Strahls durch eine Kante des Schneidwerkzeugs ist, tritt ein weiteres Ereignis E7 auf, wenn der Taktimpuls erzeugt wird. Der Signalprozessor erkennt, dass die Taktimpulse und die Ereignisse nun synchronisiert sind, weshalb er ein Auslösesignal bei der ansteigenden Flanke des Impulses erzeugt. Da die Erzeugung der Taktimpulse und der Strahlunterbrechungen synchronisiert sind, kann der Zeitpunkt, zu dem die erste Strahlunterbrechung aufgetreten ist, einfach bestimmt werden.
  • Die Situation ist weniger komplex, wenn das erste Ereignis durch eine Schneidkante des Werkzeugs verursacht wird, da der erste Takt startet und während seines ersten Impulses ein synchronisiertes Ereignis sieht und ein Auslösesignal zu diesem Zeitpunkt erzeugt.
  • Falls zwischen dem ersten und dem zweiten Ereignis ein Tropfen auftritt, wird dies durch den ersten Takt ignoriert, da er nicht während seines ersten Impulses auftritt. Folglich beeinflusst der Tropfen die Erzeugung des Auslösesignals unter diesen Umständen nicht.
  • Obwohl die Erfindung unter Verwendung eines oder zweier Takte beschrieben worden ist, können andere Vorteile erreicht werden, falls mehr Takte verwendet werden, die auf unterschiedliche Frequenzen eingestellt sind.
  • Beispielsweise könnte das Gerät bei unterschiedlichen Drehzahlen der Spindeldrehung verwendet werden, ohne dass der Zeitverlauf der bestehenden Takte zurückgesetzt werden muss, wobei zusätzliche Takte erlauben würden, dass das Gerät in einer Atmosphäre arbeitet, in der viele Tropfen zu erwarten sind. Die Anzahl verwendeter Takte wäre ein Kompromiss zwischen den zu erhaltenden Vorteilen und den Kosten der zusätzlich erforderlichen Signalverarbeitungskapazität.
  • Die Erfindung kann auch verwendet werden, wenn sich das Werkzeug nicht dreht, um die Werkzeuglänge oder den Durchmesser während des Einrichtens des Werkzeugs zu messen oder um einen Werkzeugbruch zu erfassen. In einer solchen Ausführungsform wird das Werkzeug rechtwinklig zu dem Strahl bewegt, bis seine Spitze oder Kante den Strahl unterbricht. Das durch den Detektor erzeugte Signal wird verwendet, um einen Takt im Signalprozessor zu starten, der die Detektorausgabe nach einer Zeit t bewertet. Falls die Detektorausgabe zu diesem Zeitpunkt noch immer hoch ist, was angibt, dass ein Signal noch immer vorhanden ist, erzeugt der Signalprozessor ein Auslösesignal.
  • In einer nochmals weiteren Ausführungsform kann der Signalprozessor eine Vorrichtung enthalten, die synchrone Ereignisse identifiziert. Die Eingänge in die Vorrichtung sind Abtastwerte in regelmäßigen Intervallen, wobei die Abtastwerte in einem Puffer mit fester Länge gespeichert sind und die neuen Inhalte die alten ständig überschreiben. Der Puffer kann unter Verwendung eines Schieberegisters implementiert sein, das die Detektorausgabe überwacht und seinen momentanen Zustand in das Schieberegister jedes Mal schreibt, wenn ein Abtastwert genommen wird. Falls der Puffer auf zwei Bytes aufgeteilt ist, kann ein Testen sich wiederholender Muster durch Vergleichen der beiden Hälften erzielt werden. Falls die Abtastwertrate beispielsweise gleich der achtfachen Geschwindigkeit der Drehung des Werkzeugs ist und das Ergebnis jedes Abtastwerts durch die beiden 8-Bit-Register geschoben wird, wenn ein erstes Signal auftritt, zeigt sich dies als ein Hochpegel (1) in der ersten Zelle des Registers. Der Abtastwert bewegt sich durch das Register, bis sie in die erste Zelle der zweiten Hälfte geschickt wird. Wenn kein synchrones Ereignis vorhanden gewesen ist, bewegt sich der Abtastwert durch das Register zum Ende.
  • Falls jedoch ein weiterer hoher Abtastwert in der ersten Zelle der ersten Hälfte des Registers empfangen wird, direkt wenn sich der erste Abtastwert in die erste Zelle der zweiten Hälfte des Registers bewegt, stimmen die beiden Hälften erneut überein, so dass ein Auslösesignal ausgegeben wird.
  • Die Erfindung ist mit Bezug auf die Beseitigung von falschen Auslösesignalen in einem optischen Messgerät auf einer Werkzeugmaschine beschrieben worden, sie kann jedoch bei Verwendung anderer Formen optischer Messgeräte auf anderen Typen von Maschinen einen breiteren Anwendungsbereich haben. Der Umfang der Erfindung ist daher als derjenige anzusehen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims (5)

  1. Gerät zur Ausführung von Messungen eines rotierenden Gegenstands auf einer Maschine; umfassend: eine Lichtquelle (10), die einen Lichtstrahl (12) generiert; einen Detektor (14), auf den der Lichtstrahl gegebenenfalls fällt und der ein Signal erzeugt, wenn ein vorbestimmter Verdeckungsgrad des Strahls festgestellt wird; und einen Signalprozessor (74), wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, dass der Signalprozessor in regelmäßigen Abständen Abtastwerte speichert, die für den Zustand des Signals vom Detektor repräsentativ sind, und ein Schaltsignal ausgibt, wenn die gespeicherten Abtastwerte ein sich wiederholendes Muster aufweisen.
  2. Gerät zur Ausführung von Messungen nach Anspruch 1, wobei der Signalprozessor einen Puffer zum Speichern der Abtastwerte enthält und das sich wiederholende Muster derselbe Wert ist, der in zwei Zellen des Puffers in einem Abstand gespeichert ist, welcher mindestens einer Umdrehung des Gegenstandes entspricht.
  3. Gerät zur Ausführung von Messungen nach Anspruch 2, wobei der Puffer ein Register enthält, in dem alte Inhalte fortwährend durch neue Inhalte überschrieben werden.
  4. Verfahren zur Ausführung von Messungen eines Gegenstandes auf einer Maschine unter Verwendung des Gerätes, das eine Lichtquelle zur Generierung eines ggf. auf einen Detektor treffenden Lichtstrahls (12) enthält, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Generierung eines Signals innerhalb des Detektors bei jeder Unterbrechung des Strahls; gekennzeichnet durch folgende Schritte: Speicherung der für den Zustand des Signals vom Detektor repräsentativen Abtastwerte in regelmäßigen Abständen; und Ausgabe eines Schaltsignals, wenn die gespeicherten Abtastwerte ein sich wiederholendes Muster aufweisen.
  5. Verfahren zur Ausführung von Messungen nach Anspruch 4, wobei das Gerät einen Puffer enthält und das sich wiederholende Muster einen gespeicherten Abtastwert mit einem Wert ist, der gleich dem eines anderen gespeicherten Abtastwerts im Puffer in einem Abstand ist, welcher mindestens einer Umdrehung des Gegenstands entspricht.
DE60036144T 1999-11-22 2000-11-17 Optische Messeinrichtung zur Messung von Objekten auf Maschinen Expired - Lifetime DE60036144T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9927471.4A GB9927471D0 (en) 1999-11-22 1999-11-22 Position determining apparatus for coordinate positioning machine
GB9927471 1999-11-22
GB0020929 2000-08-25
GB0020929A GB0020929D0 (en) 2000-08-25 2000-08-25 Optical measuring apparatus for measuring tools on machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60036144D1 DE60036144D1 (de) 2007-10-04
DE60036144T2 true DE60036144T2 (de) 2008-01-03

Family

ID=26244900

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60019399T Expired - Lifetime DE60019399T2 (de) 1999-11-22 2000-11-17 Optische messeinrichtung zur messung von objekten auf maschinen
DE60036144T Expired - Lifetime DE60036144T2 (de) 1999-11-22 2000-11-17 Optische Messeinrichtung zur Messung von Objekten auf Maschinen

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60019399T Expired - Lifetime DE60019399T2 (de) 1999-11-22 2000-11-17 Optische messeinrichtung zur messung von objekten auf maschinen

Country Status (8)

Country Link
US (3) US6635894B1 (de)
EP (2) EP1562020B1 (de)
JP (1) JP4695808B2 (de)
KR (1) KR100746932B1 (de)
CN (2) CN1660541B (de)
AT (2) ATE293243T1 (de)
DE (2) DE60019399T2 (de)
WO (1) WO2001038822A1 (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003018251A1 (de) 2001-08-20 2003-03-06 Blum-Novotest Gmbh Verfahren und vorrichtung zur positionsbestimmung von drehantreibbaren werkzeugen
DK1485348T3 (da) 2002-03-13 2008-09-29 Janssen Pharmaceutica Nv Carbonylamino-derivater som nye inhibitorer af histandeacetylase
GB0210175D0 (en) * 2002-05-03 2002-06-12 Renishaw Plc Broken tool detector
US20050230605A1 (en) * 2004-04-20 2005-10-20 Hamid Pishdadian Method of measuring using a binary optical sensor
US7732797B2 (en) * 2004-09-08 2010-06-08 Renishaw Plc Detection device and method for detecting objects subject to cyclic or repetitive motion
GB0625387D0 (en) * 2006-12-21 2007-01-31 Renishaw Plc Object detector and method
GB0708499D0 (en) * 2007-05-02 2007-06-06 Renishaw Plc Tool setting or analysis device
DE202007007160U1 (de) * 2007-05-19 2007-08-02 Leica Microsystems Nussloch Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung von Dünnschnitten
DE102007047499B4 (de) * 2007-10-04 2017-04-13 E. Zoller GmbH & Co. KG Einstell- und Messgeräte Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Informationen eines Werkzeugs
EP2402714B1 (de) 2010-07-02 2013-04-17 Tesa Sa Vorrichtung zum Messen von Abmessungen
CN103433810B (zh) * 2013-07-19 2014-08-27 华中科技大学 一种复杂曲面法矢在机检测装置及方法
CN104439560B (zh) * 2013-10-24 2017-07-18 高桥金属制品（苏州）有限公司 一种攻丝机弱电感应控制装置
DE102016012727A1 (de) 2016-10-24 2018-04-26 Blum-Novotest Gmbh Messsystem zur Messung an Werkzeugen in einer Werkzeugmaschine
DE102016012726A1 (de) * 2016-10-24 2018-04-26 Blum-Novotest Gmbh Messsystem zur Messung an Werkzeugen in einer Werkzeugmaschine
EP3450909A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-06 Renishaw PLC Vorrichtung und verfahren zur optisch kontaktlosen werkzeugeinrichtung
EP3450097A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-06 Renishaw PLC Otische vorrichtung und optisches verfahren zur kontaktlosen werkzeugeinrichtung
EP3450936A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-06 Renishaw PLC Optische vorrichtung und optisches verfahren zur beurteilung des strahlprofils einer kontaktlosen werkzeugeinstellungsvorrichtung
EP3456469A1 (de) 2017-09-13 2019-03-20 Renishaw PLC Vorrichtung und verfahren zur kontaktlosen werkzeugeinrichtung
CN110796209A (zh) * 2018-08-03 2020-02-14 杭州海康机器人技术有限公司 一种触发检测方法、装置及系统
DE102018006653A1 (de) * 2018-08-22 2020-02-27 Blum-Novotest Gmbh Werkzeugkontrolle in einer Werkstückbearbeitugnsmaschine
EP3637043A1 (de) 2018-10-09 2020-04-15 Renishaw PLC Kontaktlose werkzeugmesseinrichtung
GB202016009D0 (en) * 2020-10-09 2020-11-25 Renishaw Plc Method for measuring non-toothed tools using a non-contact tool setter
TWI749961B (zh) * 2020-12-22 2021-12-11 雷應科技股份有限公司 刀具檢測器
CN113433129B (zh) * 2021-07-05 2023-01-06 无锡贝斯特精机股份有限公司 一种六轴机器人去毛刺刀具检测机构及其方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2123753A5 (de) 1971-01-29 1972-09-15 Cometa Sa
FR2343555A1 (fr) 1976-03-12 1977-10-07 Dassault Avions Procede et dispositif de determination de la position d'un objet tel qu'un element de machine
US4373804A (en) * 1979-04-30 1983-02-15 Diffracto Ltd. Method and apparatus for electro-optically determining the dimension, location and attitude of objects
US4502823A (en) 1981-12-21 1985-03-05 Sperry Corporation Broken drill bit detector
DE3218754C2 (de) 1982-05-18 1985-11-28 Friedrich Deckel AG, 8000 München Verfahren und Einrichtung zur Vermessung eines in einem zustellbaren Werkzeughalter einer Werkzeugmaschine eingespannten Werkzeugs
US4518257A (en) 1982-07-28 1985-05-21 General Electric Company Optical inspection system and method
JPH0278904A (ja) * 1988-09-14 1990-03-19 Toupure Kk 回転形工具の測定方法
CH677892A5 (de) * 1988-12-21 1991-07-15 Rollomatic Sa
DE3905949A1 (de) 1989-02-25 1990-08-30 Herbert Prof Dr Ing Schulz Verfahren zum vermessen von schneidkanten
EP0493908B1 (de) * 1990-12-31 1996-03-06 Excellon Automation Überwachung des Zustandes eines rotierenden Werkzeuges
EP0511117B1 (de) 1991-04-26 1997-12-17 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Profils eines Objekts
DE69205786T2 (de) * 1991-08-21 1996-03-28 Tokyo Seimitsu Co Ltd Blattpositiondetektionsvorrichtung.
DE59309003D1 (de) 1992-08-25 1998-10-29 Leuze Electronic Gmbh & Co Aus einem Sender und einem Empfänger bestehende Einrichtung zum Erfassen von Gegenständen
JPH0691427A (ja) * 1992-09-09 1994-04-05 Nkk Corp 間欠歯状体の歯欠け検出装置
DE4238504C2 (de) 1992-11-14 1996-04-25 Chiron Werke Gmbh Verfahren zum Vermessen eines Werkzeuges
DE4323910C2 (de) 1993-07-16 1995-08-10 Leuze Electronic Gmbh & Co Lichtschranke mit einer Auswerteelektronik zum Erkennen von Störsignalen
US5940787A (en) * 1993-12-10 1999-08-17 U.S. Tech Corporation Apparatuses and methods of monitoring the condition of tools and workpieces
JPH08197382A (ja) * 1995-01-30 1996-08-06 Toshiba Mach Co Ltd 工具の切屑付着検知方法および装置
US5841662A (en) * 1996-07-31 1998-11-24 Coburn Optical Industries, Inc. Method and apparatus for chucked work piece recognition
JP3648886B2 (ja) * 1996-11-05 2005-05-18 豊田工機株式会社 工具刃先位置検出装置及び工具刃先位置検出装置を備えた数値制御工作機械
JP3421562B2 (ja) * 1997-12-26 2003-06-30 オークマ株式会社 刃具の振れ検出方法
US6111262A (en) * 1998-10-30 2000-08-29 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method for measuring a diameter of a crystal
US6496273B1 (en) 1999-05-05 2002-12-17 Renishaw Plc Position determining apparatus for coordinate positioning machine
DE19950331C2 (de) * 1999-10-19 2001-09-06 Blum Novotest Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen einer Schneidengeometrie eines drehantreibbaren Werkzeugs
KR100906472B1 (ko) * 2002-05-21 2009-07-08 삼성전자주식회사 다중 검출기를 이용한 광기록매체 데이터 재생 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP4695808B2 (ja) 2011-06-08
DE60019399D1 (de) 2005-05-19
KR20010101597A (ko) 2001-11-14
ATE293243T1 (de) 2005-04-15
US6635894B1 (en) 2003-10-21
WO2001038822A1 (en) 2001-05-31
EP1144944A1 (de) 2001-10-17
DE60019399T2 (de) 2005-09-22
EP1144944B1 (de) 2005-04-13
US20050167619A1 (en) 2005-08-04
US7053392B2 (en) 2006-05-30
DE60036144D1 (de) 2007-10-04
EP1562020A1 (de) 2005-08-10
US20040069936A1 (en) 2004-04-15
EP1562020B1 (de) 2007-08-22
CN1660541A (zh) 2005-08-31
KR100746932B1 (ko) 2007-08-08
JP2003524154A (ja) 2003-08-12
CN1202403C (zh) 2005-05-18
CN1660541B (zh) 2010-12-01
ATE371164T1 (de) 2007-09-15
US6878953B2 (en) 2005-04-12
CN1338040A (zh) 2002-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60036144T2 (de) Optische Messeinrichtung zur Messung von Objekten auf Maschinen
EP0318768B1 (de) Logikanalysator
DE2619494C2 (de) Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines beweglichen Organs
EP0530492B1 (de) Verfahren zum Feststellen von Fehlern in einer textilen Warenbahn
DE3526656C2 (de) Optische Längenmeßvorrichtung
DE2850940A1 (de) Bandmessgeraet
EP3840916B1 (de) Werkzeugkontrolle in einer werkstückbearbeitungsmaschine
CH645984A5 (de) Verfahren und apparatur zur bestimmung einer geometrischen kenngroesse eines postens geschmolzenen glases.
DE3530560A1 (de) Akustische abtastung einer beruehrung zwischen einem schneidwerkzeug und einem werkstueck
DE3427357C2 (de) Offenend-Spinnmaschine mit einer fahrbaren Bedienungsvorrichtung
EP0465622B1 (de) Schweissüberwachungseinrichtung
DE3611370C2 (de)
EP1047917A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur faserlängenmessung
DE2825792C2 (de) Elektronische Vorrichtung zur Kontrolle der Funktion eines elektronischen Garnreinigers
DE2627209B2 (de) Gerät zur Registrierung der zurückgelegten Lastzyklen von umlaufenden Maschinen
DE3512063C2 (de)
DE4009749C2 (de)
DE1588018B2 (de) Einrichtung zur x,y-positionierung von kreuztischen
DE102019219330A1 (de) Einrichtung zum Erzeugen von Testdaten zum Testen einer Distanzbestimmung bei einer optischen Laufzeitmessung, Messeinrichtung zum Testen einer Distanzbestimmung bei einer optischen Laufzeitmessung und Verfahren zum Erzeugen von Testdaten zum Testen einer Distanzbestimmung bei einer optischen Laufzeitmessung
DE2844912C2 (de)
DE3312262A1 (de) Schaltungsanordnung zur diagnose von unterkieferbewegungen
DE3629153C2 (de)
DE3013054C2 (de) Kontrollgerät
DE102007062105B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung und räumlichen Vermessung sich drehender Objekte, insbesondere von Reifen
EP1445575B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Auswertung von Sendesignalen eines Tastsystems

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition