EP0308403A1 - Process for measuring the distance between a machine-tool and a workpiece - Google Patents

Process for measuring the distance between a machine-tool and a workpiece

Info

Publication number
EP0308403A1
EP0308403A1 EP19870902391 EP87902391A EP0308403A1 EP 0308403 A1 EP0308403 A1 EP 0308403A1 EP 19870902391 EP19870902391 EP 19870902391 EP 87902391 A EP87902391 A EP 87902391A EP 0308403 A1 EP0308403 A1 EP 0308403A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
depth
output device
borehole
workpiece
distance
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.)
Ceased
Application number
EP19870902391
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frieder Heizmann
Christian Lietar
Raymond Pidoux
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0308403A1 publication Critical patent/EP0308403A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/003—Stops for limiting depth in rotary hand tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B49/00—Measuring or gauging equipment on boring machines for positioning or guiding the drill; Devices for indicating failure of drills during boring; Centering devices for holes to be bored
    • B23B49/003—Stops attached to drilling tools, tool holders or drilling machines
    • B23B49/006—Attached to drilling machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25H—WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H1/00—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby
    • B25H1/0021—Stands, supports or guiding devices for positioning portable tools or for securing them to the work
    • B25H1/0078—Guiding devices for hand tools
    • B25H1/0092—Guiding devices for hand tools by optical means
    • 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
    • G01B11/22—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2260/00—Details of constructional elements
    • B23B2260/092—Lasers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/32—Use of electronics

Definitions

  • the invention is based on a method for measuring the distance of a hand tool from a workpiece to be machined according to the preamble of the main claim.
  • a drilling machine is known in which a profile rod made of plastic or metal is provided parallel to the tool axis for distance measurement or borehole depth measurement.
  • the profile bar is arranged in a holder fastened to the drilling machine so as to be displaceable in the tool axis.
  • the profile bar can be locked by tightening a wing screw. It is clamped so that it protrudes forward so that the front tip of the rod strikes the workpiece when the set drill hole depth is reached.
  • a disadvantage of this measuring method is that the protrusion of the rod and thus the predeterminable borehole depth can only be set with little precision by eye. It can happen that an unintentional longitudinal displacement of the Rod occurs while locking the wing screw. Unintended drilling of the workpiece cannot be ruled out in all cases.
  • the method according to the invention has the advantage that the distance measurement is carried out with high measuring accuracy.
  • the triangulation method known per se is provided.
  • a radiation source projects an optical pattern onto the surface of the workpiece and the radiation reflected from the surface is imaged on a radiation receiver.
  • the position of the optical pattern imaged on the radiation receiver represents a measure of the distance of the workpiece from the hand machine tool.
  • the distance information is further processed in a signal processing arrangement which has an input device and an optical and acoustic output device. If the hand tool is a drill, the depth of the borehole is determined.
  • a setpoint value for the depth of the borehole is entered into the signal processing arrangement via the input device and the depth of the borehole reached is continuously displayed on the display device of the signal processing arrangement during the drilling process.
  • the display is expediently set to zero at the start of drilling. Without this zero setting, differential measurements are also possible. It is a great advantage if the acoustic output unit of the signal processing arrangement emits an acoustic signal before the setpoint value is reached. In this way, it is possible to reduce the feed force exerted on the handheld power tool in good time before reaching the setpoint in order to counteract an unintentional exceeding of the setpoint.
  • the target value can also be approximated, for example, by flashing and changing the color of the display.
  • An advantage that is particularly noticeable in battery-operated devices results from the pulsed operation of the radiation source. With pulsed operation, a high radiation output is achieved with a lower average energy.
  • the figure shows an optoelectronic circuit arrangement and the optical radiation path between a hand machine tool and an object to be processed.
  • the figure shows a radiation source 10 which is controlled by a pulse generator 11.
  • the radiation source 10 is arranged in the focal point of a first lens 12.
  • a diaphragm 13 Immediately adjacent to the first lens 12 is a diaphragm 13.
  • the radiation source 10, the pulse generator 11, the first lens 12 and the diaphragm 13 are within one hand
  • Machine tool 14 is arranged, which has an area 15 in its housing, which is transparent to the radiation emitted by the radiation source 10.
  • the area 15 is shown with a broken line.
  • a surface 17 of a workpiece 18 is located at a first distance 16 from the machine tool 14. During the machining process, the first distance 16 changes to a second distance 19.
  • the marginal rays 20 delimit an irradiated part 22 of the surface 17 of the workpiece 18.
  • the radiation 26 reflected by the irradiated surface part 22 is imaged into an image area 25 with a second lens 24.
  • the surface 22 located at the first distance 1 ⁇ from the hand-held power tool 14 is assigned a first image 27 and the surface 22 located at the second distance 19 is assigned a second image 28 in the image surface 25.
  • the image area 25 coincides with an active surface 29 of a radiation receiver 30.
  • An output signal 31 from the radiation receiver 30 arrives in a signal processing arrangement 32 which has an input device 33, an optical output device 34 and an acoustic output device 35.
  • the signal processing arrangement 32 is connected to a control circuit 36 of a drive motor 37 via two control lines 38, 39.
  • the switch 40 is the on-off switch of the hand machine tool.
  • the distance measurement procedure works as follows:
  • the radiation emanating from the radiation source 10 is directed onto the workpiece 18 with the first lens 12. If the radiation source 10 is located in the focal point of the first lens 12, which is designed as a converging lens, a parallel radiation is produced which is delimited by edge rays 20 bundle of the emitted radiation 21. With the diaphragm 13 arranged directly next to the first lens 12, certain radiation components can be masked out in order to produce a certain optical pattern on the surface 17 of the workpiece 18. The emitted radiation 21 strikes a part 22 of the surface 17 and is diffusely scattered there.
  • the second lens 24, which is also designed as a converging lens, receives a part of the reflected radiation 26 and images the surface part 22 into the image area 25. A flat pattern of the radiation signal generated with the aperture 13 appears as an image in the image area 25 of the second lens 24.
  • the optical arrangement is fastened in or on the hand power tool 14, the distance 16, 19 of which from the surface 17 of the workpiece 18 is to be determined.
  • the position of the image 27, 28 of the surface 22 in the image area 25 is a clear function of this distance.
  • the given first distance 16 is mapped to the first image 27 and the second distance 19 to the second image 28.
  • This described method for measuring a certain distance is known per se as a triangulation method in measurement technology (VDI-Zeitung 125, 1983 , No. 21, p. 876).
  • VDI-Zeitung 125, 1983 , No. 21, p. 876 a continuous determination of the change in distance during a machining process using the triangulation method has so far not become known.
  • the radiation receiver 30 is provided, the active surface 29 of which should match the image surface 25 as closely as possible. The more precisely this requirement is met, the more precise the position information of the two images 27, 28 is.
  • the radiation receiver 30 is, for example, a position-sensitive one Photodiode or a multisensor in the form of a photodiode or CCD line.
  • the output signal 31 of the sensor 30 arrives in the signal processing arrangement 32. Conversions are carried out in this arrangement. For example, a hole depth reached is determined from a change in distance. If the position of the first image 27 moves in the direction of the position of the second image 28 during the machining process, then the change in distance or the borehole depth is determined continuously from the position difference and displayed on the optical output device 34.
  • the signal-processing arrangement 32 is given a set-point depth value.
  • a reset signal for zeroing the display 35 is input via the input device 33.
  • a signal which can be emitted by the control circuit 36 via the control line 39 as a function of the actuation of the switch 40 of the handheld power tool 14 for zeroing.
  • the depth of the borehole reached is continuously displayed during the drilling process.
  • the threshold value lying in front of the target value, from which this warning is to be given, can be input via the input device 33.
  • the signal processing arrangement 32 triggers an acoustic signal via the acoustic output device 34.
  • the approximation to the target value can be indicated by the flashing of the display 35. Leave that optical output device 35 to different color information, the reaching of the threshold value can also be signaled by a color change.
  • the advantage of warning the user before the setpoint is reached is that the feed force can be reduced in good time so that a possible overrun of the electric motor 37 after it has been switched off does not result in the workpiece 18 being drilled unintentionally.
  • the signal processing arrangement 32 supplies the control circuit 36 with a signal for switching off the drive motor 27 and triggers an acoustic signal.
  • a pulse power that is above the permissible continuous power can be emitted in the pulsed mode.
  • a high pulse power results in a high signal-to-noise ratio and therefore reduces the outlay on equipment for the optoelectronic arrangement. If the pulse-pause ratio is set appropriately, the average energy required is reduced - an advantage that is particularly noticeable in battery-operated devices.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

Une source de rayonnement (10) projette un motif optique sur la surface (17) de la pièce à usiner (18) et le rayonnement (26) réfléchi par la surface (17, 22) est reproduit sur un récepteur de rayonnement (30). Différentes distances (16, 19) donnent différentes positions des images (27, 28) de la surface reproduite (17, 22) dans un champ d'image (25). Les distances (16, 19) sont déduites des positions des images (27, 28) par un dispositif de traitement de signaux (32). Ce procédé convient particulièrement pour mesurer la profondeur de trous percés. Une profondeur de consigne est prédéterminée à l'aide d'un dispositif d'entrée (33). La profondeur du trou percé est continuellement mesurée pendant l'opération et affichée sur un dispositif optique de sortie. Quand la profondeur de consigne est atteinte, un signal acoustique est délivré et le moteur d'entraînement (37) est débranché.A radiation source (10) projects an optical pattern onto the surface (17) of the workpiece (18) and the radiation (26) reflected from the surface (17, 22) is reproduced on a radiation receiver (30) . Different distances (16, 19) give different positions of the images (27, 28) of the reproduced surface (17, 22) in an image field (25). The distances (16, 19) are deduced from the positions of the images (27, 28) by a signal processing device (32). This method is particularly suitable for measuring the depth of drilled holes. A set depth is predetermined using an input device (33). The depth of the drilled hole is continuously measured during the operation and displayed on an optical output device. When the set depth is reached, an acoustic signal is issued and the drive motor (37) is disconnected.

Description

Verfahren zur Messung der Entfernung einer Handwerkzeugmaschine von einem WerkstückMethod for measuring the distance of a hand machine tool from a workpiece
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Messung der Entfernung einer Handwerkzeugmaschine von einem zu bearbeitenden Werkstück nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 31 26 245 ist eine Bohrmaschine bekannt, bei welcher parallel zur Werkzeugachse ein aus Kunststoff oder Metall bestehender Profilstab zur Entfernungsmessung oder Bohrlochtiefenmessung vorgesehen ist. Der Profilstab ist in einer an der Bohrmaschine befestigten Halterung in der Werkzeugachse verschiebbar angeordnet. Durch Festziehen einer Flügelschraube kann der Profilstab arretiert werden. Er wird dabei soweit nach vorne überstehend festgespannt, daß die vordere Spitze des Stabes bei Erreichen der eingestellten Bohrlochtiefe am Werkstück anschlägt. Ein Nachteil dieses Meßverfahrens ist es, daß der Überstand des Stabes und somit die vorgebbare Bohrlochtiefe mit Augenmaß nur wenig präzise eingestellt werden kann. Es kann vorkommen, daß eine unbeabsichtigte Längsverschiebung des Stabes während des Arretierens der Flügelschraube auftritt. Damit ist ein ungewolltes Durchbohren des Werkstücks nicht in allen Fällen auszuschließen.The invention is based on a method for measuring the distance of a hand tool from a workpiece to be machined according to the preamble of the main claim. From DE-OS 31 26 245 a drilling machine is known in which a profile rod made of plastic or metal is provided parallel to the tool axis for distance measurement or borehole depth measurement. The profile bar is arranged in a holder fastened to the drilling machine so as to be displaceable in the tool axis. The profile bar can be locked by tightening a wing screw. It is clamped so that it protrudes forward so that the front tip of the rod strikes the workpiece when the set drill hole depth is reached. A disadvantage of this measuring method is that the protrusion of the rod and thus the predeterminable borehole depth can only be set with little precision by eye. It can happen that an unintentional longitudinal displacement of the Rod occurs while locking the wing screw. Unintended drilling of the workpiece cannot be ruled out in all cases.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren hat demgegenüber den Vorteil, daß die Entfernungsmessung mit hoher Meßgenauigkeit erfolgt. Dazu ist das an sich bekannte Verfahren der Triangulation vorgesehen. Hierbei projiziert eine Strahlungsquelle ein optisches Muster auf die Oberfläche des Werkstücks und die von der Oberfläche reflektierte Strahlung wird auf einen Strahlungsempfänger abgebildet. Die Position des auf dem Strahlungsempfänger abgebildeten optischen Musters stellt ein Maß für die Entfernung des Werkstückes von der Handwerkzeugmaschine dar.In contrast, the method according to the invention has the advantage that the distance measurement is carried out with high measuring accuracy. For this purpose, the triangulation method known per se is provided. Here, a radiation source projects an optical pattern onto the surface of the workpiece and the radiation reflected from the surface is imaged on a radiation receiver. The position of the optical pattern imaged on the radiation receiver represents a measure of the distance of the workpiece from the hand machine tool.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.Advantageous further developments of the method specified in the main claim are possible through the measures listed in the subclaims.
In einer signalverarbeitenden Anordnung, die über eine Eingabevorrichtung sowie über eine optische und akustische Ausgabevorrichtung verfügt, wird die Entfernungsinformation weiterverarbeitet. Handelt es sich bei der Handwerkzeugmaschine, um eine Bohrmaschine, so wird die Bohrlochtiefe ermitteit.The distance information is further processed in a signal processing arrangement which has an input device and an optical and acoustic output device. If the hand tool is a drill, the depth of the borehole is determined.
Vorteilhaft ist es, wenn über die Eingabevorrichtung ein Sollwert der Bohrlochtiefe in die signalverarbeitende Anordnung eingegeben wird und während des Bohrvorgangs die erreichte Bohrlochtiefe kontinuierlich auf der Anzeigevorrichtung der signalverarbeitenden Anordnung angezeigt wird. Zweckmäßigerweise wird die Anzeige bei Bohrbeginn auf Null gestellt. Ohne diese Nullstellung sind auch Differenzmessungen möglich. Ein großer Vorteil ist es, wenn über die akustische Ausgabeeinheit der signalverarbeitenden Anordnung ein akustisches Signal vor Erreichen des eingestellten Sollwertes abgegeben wird. So ist es möglich, auf dieses Signal hin die auf die Handwerkzeugmaschine ausgeübte Vorschubkraft rechtzeitig vor Erreichen des Sollwertes zu verringern, um einer unbeabsichtigten Überschreitung des Sollwertes entgegenzuwirken. Die Annäherung an den Sollwert kann auch beispielsweise durch Blinken sowie Farbwechsel der Anzeige erfolgen.It is advantageous if a setpoint value for the depth of the borehole is entered into the signal processing arrangement via the input device and the depth of the borehole reached is continuously displayed on the display device of the signal processing arrangement during the drilling process. The display is expediently set to zero at the start of drilling. Without this zero setting, differential measurements are also possible. It is a great advantage if the acoustic output unit of the signal processing arrangement emits an acoustic signal before the setpoint value is reached. In this way, it is possible to reduce the feed force exerted on the handheld power tool in good time before reaching the setpoint in order to counteract an unintentional exceeding of the setpoint. The target value can also be approximated, for example, by flashing and changing the color of the display.
Ein Vorteil, der sich besonders bei batteriebetriebenen Geräten bemerkbar macht, ergibt sich aus dem Impulsbetrieb der Strahlungsquelle. Mit dem Impulsbetrieb wird eine hohe Strahlungsleistung bei gleichzeitig geringerer mittlerer Energie erzielt.An advantage that is particularly noticeable in battery-operated devices results from the pulsed operation of the radiation source. With pulsed operation, a high radiation output is achieved with a lower average energy.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen in Verbindung mit der folgenden Beschreibung.Further details of the method according to the invention result from further subclaims in connection with the following description.
Zeichnungdrawing
Die Figur zeigt eine optoelektronische Schaltungsanordnung und den optischen Strahlungsverlauf zwischen einer Handwerkzeugmaschine und einem zu bearbeitenden Gegenstand.The figure shows an optoelectronic circuit arrangement and the optical radiation path between a hand machine tool and an object to be processed.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Die Figur zeigt eine Strahlungsquelle 10, die von einem Impulsgenerator 11 angesteuert wird. Die Strahlungsquelle 10 ist im Brennpunkt einer ersten Linse 12 angeordnet. Unmittelbar benachbart zur ersten Linse 12 ist eine Blende 13. Die Strahlungsquelle 10, der Impulsgenerator 11, die erste Linse 12 und die Blende 13 sind innerhalb einer Hand werkzeugmaschine 14 angeordnet, die einen Bereich 15 in ihre Gehäuse aufweist, der für die von der Strahlungsquelle 10 emittierte Strahlung durchlässig ist. In der Figur ist der Bereich 15 mit einer unterbrochenen Linie eingezeichnet. In einem ersten Abstand 16 von der Werkzeugmaschine 14 befindet sich eine Oberfläche 17 eines Werkstückes 18. Während des Bearbeitungsvorganges ändert sich der erste Abstand 16 zu einem zweiten Abstand 19. Mit 20 sind Randstrahlen der von der Strahlungsquelle 10 emittierten Strahlung 21 bezeichnet. Die Randstrahlen 20 begrenzen einen bestrahlten Teil 22 der Oberfläche 17 des Werkstückes 18. Die von dem bestrahlten Oberflächenteil 22 reflektierte Strahlung 26 wird mit einer zweiten Linse 24 in eine Bildfläche 25 abgebildet. Der im ersten Abstand lβ von der Handwerkzeugmaschine 14 befindlichen Oberfläche 22 ist ein erstes Bild 27 und der im zweiten Abstand 19 befindlichen Oberfläche 22 ist ein zweites Bild 28 jeweils in der Bildfläche 25 zugeordnet. Die Bildfläche 25 fällt mit einer aktiven Oberfläche 29 eines Strahlungsempfängers 30 zusammen. Ein Ausgangssignal 31 des Strahlungsempfängers 30 gelangt in eine signalverarbeitende Anordnung 32, die über eine Eingabevorrichtung, 33, eine optische Ausgabevorrichtung 34 sowie über eine akustische Ausgabevorrichtung 35 verfügt. Die signalverarbeitende Anordnung 32 steht über zwei Steuerleitungen 38, 39 mit einer Ansteuerschaltung 36 eines Antriebsmotors 37 in Verbindung. Der Schalter 40 ist der Ein-Aus-Schalter der Handwerkzeugmaschine.The figure shows a radiation source 10 which is controlled by a pulse generator 11. The radiation source 10 is arranged in the focal point of a first lens 12. Immediately adjacent to the first lens 12 is a diaphragm 13. The radiation source 10, the pulse generator 11, the first lens 12 and the diaphragm 13 are within one hand Machine tool 14 is arranged, which has an area 15 in its housing, which is transparent to the radiation emitted by the radiation source 10. In the figure, the area 15 is shown with a broken line. A surface 17 of a workpiece 18 is located at a first distance 16 from the machine tool 14. During the machining process, the first distance 16 changes to a second distance 19. The marginal rays 20 delimit an irradiated part 22 of the surface 17 of the workpiece 18. The radiation 26 reflected by the irradiated surface part 22 is imaged into an image area 25 with a second lens 24. The surface 22 located at the first distance 1β from the hand-held power tool 14 is assigned a first image 27 and the surface 22 located at the second distance 19 is assigned a second image 28 in the image surface 25. The image area 25 coincides with an active surface 29 of a radiation receiver 30. An output signal 31 from the radiation receiver 30 arrives in a signal processing arrangement 32 which has an input device 33, an optical output device 34 and an acoustic output device 35. The signal processing arrangement 32 is connected to a control circuit 36 of a drive motor 37 via two control lines 38, 39. The switch 40 is the on-off switch of the hand machine tool.
Das Verfahren der Entfernungsmessung arbeitet folgendermaßen :The distance measurement procedure works as follows:
Die von der Strahlungsquelle 10 ausgehende Strahlung wird mit der ersten Linse 12 auf das Werkstück 18 gerichtet. Befindet sich die Strahlungsquelle 10 im Brennpunkt der als Sammellinse ausgebildeten ersten Linse 12, so ergibt sich ein von Randstrahlen 20 begrenztes paralleles Strahlen bündel der emittierten Strahlung 21. Mit der unmittelbar neben der ersten Linse 12 angeordneten Blende 13 können bestimmte Strahlungsanteile ausgeblendet werden, um ein bestimmtes optisches Muster auf der Oberfläche 17 des Werkstückes 18 zu erzeugen. Die emittierte Strahlung 21 trifft auf einen Teil 22 der Oberfläche 17 und wird dort diffus gestreut. Die zweite Linse 24 , die ebenfalls als Sammellinse ausgebildet ist, empfängt einen Teil der reflektierten Strahlung 26 und bildet den Oberflächenteil 22 in die Bildfläche 25 ab. Ein mit der Blende 13 erzeugtes flächiges Muster des Strahlungssignals tritt als Bild in der Bildfläche 25 der zweiten Linse 24 auf.The radiation emanating from the radiation source 10 is directed onto the workpiece 18 with the first lens 12. If the radiation source 10 is located in the focal point of the first lens 12, which is designed as a converging lens, a parallel radiation is produced which is delimited by edge rays 20 bundle of the emitted radiation 21. With the diaphragm 13 arranged directly next to the first lens 12, certain radiation components can be masked out in order to produce a certain optical pattern on the surface 17 of the workpiece 18. The emitted radiation 21 strikes a part 22 of the surface 17 and is diffusely scattered there. The second lens 24, which is also designed as a converging lens, receives a part of the reflected radiation 26 and images the surface part 22 into the image area 25. A flat pattern of the radiation signal generated with the aperture 13 appears as an image in the image area 25 of the second lens 24.
Die optische Anordnung ist befestigt in oder an der Handwerkzeugmaschine 14, deren Abstand 16, 19 von der Oberfläche 17 des Werkstücks 18 bestimmt werden soll. Die Lage des Bildes 27, 28 der Oberfläche 22 in der Bildfläche 25 ist eine eindeutige Funktion dieses Abstandes. Beispielsweise erfolgt die Abbildung bei gegebenem ersten Abstand 16 in das erste Bild 27 und bei vorliegendem zweiten Abstand 19 in das zweite Bild 28. Diese beschriebene Methode zur Messung eines bestimmten Abstandes ist als Triangulationsverfahren in der Meßtechnik an sich bekannt ( VDI-Zeitung 125, 1983, Nr. 21, S. 876). Eine kontinuierliche Ermittlung der Abstandsänderung während eines Bearbeitungsvorganges mit Hilfe des Triangulationsverfahrens ist jedoch bislang nicht bekanntgeworden.The optical arrangement is fastened in or on the hand power tool 14, the distance 16, 19 of which from the surface 17 of the workpiece 18 is to be determined. The position of the image 27, 28 of the surface 22 in the image area 25 is a clear function of this distance. For example, the given first distance 16 is mapped to the first image 27 and the second distance 19 to the second image 28. This described method for measuring a certain distance is known per se as a triangulation method in measurement technology (VDI-Zeitung 125, 1983 , No. 21, p. 876). However, a continuous determination of the change in distance during a machining process using the triangulation method has so far not become known.
Zur Erfassung der unterschiedlichen Lagen der Bilder 27, 28 ist der Strahlungsempfänger 30 vorgesehen, dessen aktive Oberfläche 29 mit der Bildfläche 25 möglichst genau übereinstimmen soll. Je genauer diese Forderung erfüllt ist, desto präziser sind die Positionsangaben der beiden Bilder 27, 28. Bei dem Strahlungsempfänger 30 handelt es sich beispielsweise um eine positionsempfindliche Fotodiode oder einen Multisensor in Form einer Fotodioden- oder CCD-Zeile. Das Ausgangssignal 31 des Sensors 30 gelangt in die signalverarbeitende Anordnung 32. In dieser Anordnung werden Umrechnungen vorgenommen. Beispielsweise wird aus einer Abstandsänderung eine erreichte Bohrlochtiefe ermittelt. Wandert während des Bearbeitungsvorgangs die Position des ersten Bildes 27 in Richtung auf die Position des zweiten Bildes 28, dann wird aus der Positionsdifferenz kontinuierlich die Ab¬standsänderung bzw. die Bohrlochtiefe ermittelt und auf der opttischen Ausgabevorrichtung 34 angezeigt.To detect the different positions of the images 27, 28, the radiation receiver 30 is provided, the active surface 29 of which should match the image surface 25 as closely as possible. The more precisely this requirement is met, the more precise the position information of the two images 27, 28 is. The radiation receiver 30 is, for example, a position-sensitive one Photodiode or a multisensor in the form of a photodiode or CCD line. The output signal 31 of the sensor 30 arrives in the signal processing arrangement 32. Conversions are carried out in this arrangement. For example, a hole depth reached is determined from a change in distance. If the position of the first image 27 moves in the direction of the position of the second image 28 during the machining process, then the change in distance or the borehole depth is determined continuously from the position difference and displayed on the optical output device 34.
Vorteilhafte Verfahrensausgestaltungen werden am Beispiel der Bohrlochtiefenmessung erläutert:Advantageous process configurations are explained using the example of borehole depth measurement:
Über die Eingabevorrichtung 33 wird der signalverarbeitenden Anordnung 32 ein Bohrlochtiefen-Sollwert vorgegeben. Bei Bohrbeginn wird über die Eingabevorrichtung 33 ein Rückstellsignal zum Nullsetzen der Anzeige 35 eingegeben. Es ist jedoch auch möglich, ein von der Ansteuerschaltung 36 über die Steuerleitung 39 abgebbares Signal in Abhängigkeit von der Betätigung des Einschalters 40 der Handwerkzeugmaschine 14 zum Nullstellen zu verwenden. Während des Bohrvorgangs wird die erreichte Bohrlochtiefe kontinuierlich angezeigt. In einer anderen Betriebsart ist es auch möglich, die verbleibende Differenz bis zum Erreichen der Solltiefe anzuzeigen. Sehr zweckmäßig ist es, wenn ein Warnsignal kurz vor Erreichen des Sollwertes an den Benutzer der Handwerkzeugmaschine 1 4 abgegeben wird. Der vor dem Sollwert liegende Schwellwert, ab welchem diese Warnung erfolgen soll, ist über die Eingaibevorrichtung 33 eingebbar. Nach Überschreitung des Schwellwert es löst die signalverarbeitende Anordnung 32 über die akustische Ausgabevorrichtung 34 ein akustisches Signal aus. Gleichzeitig kann durch Blinken der Anzeige 35 die Annäherung an den Sollwert angezeigt werden. Läßt die optische Ausgabevorrichtung 35 eine unterschiedliche Farbinformation zu, so kann das Erreichen des Schwellwerts auch durch einen Farbwechsel signalisiert werden.Via input device 33, the signal-processing arrangement 32 is given a set-point depth value. At the start of drilling, a reset signal for zeroing the display 35 is input via the input device 33. However, it is also possible to use a signal which can be emitted by the control circuit 36 via the control line 39 as a function of the actuation of the switch 40 of the handheld power tool 14 for zeroing. The depth of the borehole reached is continuously displayed during the drilling process. In another operating mode, it is also possible to display the remaining difference until the target depth is reached. It is very useful if a warning signal is given to the user of the handheld power tool 1 4 shortly before the target value is reached. The threshold value lying in front of the target value, from which this warning is to be given, can be input via the input device 33. After the threshold value has been exceeded, the signal processing arrangement 32 triggers an acoustic signal via the acoustic output device 34. At the same time, the approximation to the target value can be indicated by the flashing of the display 35. Leave that optical output device 35 to different color information, the reaching of the threshold value can also be signaled by a color change.
Der Vorteil einer Warnung des Benutzers vor Erreichen des Sollwertes liegt darin, daß die Vorschubkraft rechtzeitig reduziert werden kann, so daß ein mögliches Nachlaufen des Elektromotors 37 nach dessen Abschaltung kein unbeabsichtigtes Durchbohren des Werkstücks 18 zur Folge hat.The advantage of warning the user before the setpoint is reached is that the feed force can be reduced in good time so that a possible overrun of the electric motor 37 after it has been switched off does not result in the workpiece 18 being drilled unintentionally.
Zweckmäßig ist es, wenn nach Erreichen des Sollwertes die signalverarbeitende Anordnung 32 über die Steuerleitung 38 der Ansteuerschaltung 36 ein Signal zum Abschalten des Antriebsmotors 27 zuführt und ein akustisches Signal auslöst.It is expedient if, after reaching the desired value, the signal processing arrangement 32 supplies the control circuit 36 with a signal for switching off the drive motor 27 and triggers an acoustic signal.
Wird als Strahlungsquelle 10 eine Halbleiterstrahlungsquelle eingesetzt, dann kann im gepulsten Betrieb eine über der zulässigen Dauerleistung liegende Impulsleistung abgegeben werden. Eine hohe Impulsleistung ergibt ein hohes Signal zu Rausch-Verhältnis und reduziert deshalb den apparativen Aufwand für die optoelektronische Anordnung. Wird das Impuls-Pausen-Verhältnis geeignet festgelegt, dann vermindert sich die benötigte mittlere Energie - ein Vorteil, der sich besonders bei batteriebetriebenen Geräten bemerkbar macht. If a semiconductor radiation source is used as the radiation source 10, then a pulse power that is above the permissible continuous power can be emitted in the pulsed mode. A high pulse power results in a high signal-to-noise ratio and therefore reduces the outlay on equipment for the optoelectronic arrangement. If the pulse-pause ratio is set appropriately, the average energy required is reduced - an advantage that is particularly noticeable in battery-operated devices.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Messung der Entfernung einer Handwerkzeugmaschine, vorzugsweise Bohrmaschine, von einem zu bearbeitenden Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entfernungsmessung das an sich bekannte Verfahren der Triangulation verwendet wird, bei welchem eine Strahlungsquelle (10) ein optisches Muster, vorzugsweise einen Punkt oder eine Linie, auf eine Oberfläche (17, 22) des Werkstückes (19) projiziert und die von der Oberfläche (17, 22) reflektierte Strahlung auf einen Strahlungsempfänger (30) trifft, welcher ein dem optischen Meßsignal entsprechendes elektrisches Signal zur optischen und/oder akustischen Anzeige des Meßwertes erzeugt.1. A method for measuring the distance of a hand tool, preferably a drill, from a workpiece to be machined, characterized in that the known method of triangulation is used for distance measurement, in which a radiation source (10) is an optical pattern, preferably a point or a line projected onto a surface (17, 22) of the workpiece (19) and the radiation reflected from the surface (17, 22) strikes a radiation receiver (30) which transmits an electrical signal corresponding to the optical measurement signal for optical and / or acoustic display of the measured value.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsmessung zur Bohrlochtiefenbestimmung verwendet wird und die Bohrlochtiefe in einer signalverarbeitenden Anordnung (32), welche über eine Eingabevorrichtung (33) sowie über eine optische Ausgabevorrichtung (35) und/oder eine akustische Ausgabevorrichtung (34) verfügt, berechnet wird aus der Abstandsänderung der Bohrmaschine (14) von dem Werkstück (18).2. The method according to claim 1, characterized in that the distance measurement is used to determine the borehole depth and the borehole depth in a signal processing arrangement (32) which via an input device (33) and via an optical output device (35) and / or an acoustic output device ( 34), is calculated from the change in distance of the drilling machine (14) from the workpiece (18).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Ausgabevorrichtung (35) verwendet wird zur kontinuierlichen Anzeige der Bohrlochtiefe während des Bearbeitungsvorganges. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the optical output device (35) is used for the continuous display of the depth of the borehole during the machining process.
4 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Eingabevorrichtung (33) ein Sollwert der Bohrlochtiefe in die signalverarbeitende Anordnung (32) eingebbar ist und der Sollwert auf der optischen Ausgabevorrichtung angezeigt wird.4th Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a setpoint value for the depth of the borehole can be entered into the signal processing arrangement (32) via the input device (33) and the setpoint value is displayed on the optical output device.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß über die Eingabevorrichtung (33) bei Bohrbeginn eine Nullstellung der Bohrlochtiefenanzeige (35) eingebbar ist.5. The method according to claim 4, characterized in that a zero position of the borehole depth indicator (35) can be entered via the input device (33) at the start of drilling.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die optische Ausgabevorrichtung (35) verwendet wird zur kontinuierlichen Anzeige der zwischen erreichter Bohrlochtiefe und dem Sollwert bestehenden Differenz während des Bearbeitungsvorganges.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the optical output device (35) is used for the continuous display of the difference existing between the depth of the borehole and the target value during the machining process.
7. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des Sollwertes der Antriebsmotor (37) der Bohrmaschine (14) über eine Steuerleitung (38) und eine Ansteuerschaltung (36) durch die signalverarbeitende Anordnung (32) abgeschaltet wird.7. The method according to claim 4, characterized in that when the setpoint of the drive motor (37) of the drill (14) via a control line (38) and a control circuit (36) is switched off by the signal processing arrangement (32).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des Sollwertes ein akustisches Signal über die akustische Ausgabvorrichtung (34) abgegeben wird.8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that an acoustic signal is emitted via the acoustic output device (34) when the setpoint is reached.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß über die Eingabevorrichtung (33) ein vor dem Sollwert liegender Schwellwert der Bohrlochtiefe eingegeben wird, nach dessen Überschreitung über die akustische Ausgabevorrichtung (34) ein Signal abgegeben wird. 9. The method according to any one of claims 4 to 8, characterized in that a threshold value of the borehole depth lying before the target value is entered via the input device (33), after which a signal is emitted via the acoustic output device (34).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach Überschreiten des Schwellwertes ein Blinken der Anzeige (35) veranlaßt wird.10. The method according to claim 9, characterized in that a flashing of the display (35) is caused after exceeding the threshold value.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach Überschreiten des Schwellwertes ein Farbwechsel der Anzeige (35) veranlaßt wird.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that a change in color of the display (35) is caused after exceeding the threshold.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (10) impulsartig betrieben wird. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the radiation source (10) is operated in a pulsed manner.
EP19870902391 1986-05-10 1987-04-11 Process for measuring the distance between a machine-tool and a workpiece Ceased EP0308403A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863615874 DE3615874A1 (en) 1986-05-10 1986-05-10 METHOD FOR MEASURING THE DISTANCE OF A HAND MACHINE TOOL FROM A WORKPIECE
DE3615874 1986-05-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0308403A1 true EP0308403A1 (en) 1989-03-29

Family

ID=6300612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19870902391 Ceased EP0308403A1 (en) 1986-05-10 1987-04-11 Process for measuring the distance between a machine-tool and a workpiece

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0308403A1 (en)
JP (1) JPH01502412A (en)
DE (1) DE3615874A1 (en)
WO (1) WO1987007011A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2461382A (en) * 2008-07-02 2010-01-06 Bosch Gmbh Robert Compass saw with camera
US8040023B2 (en) 2008-08-08 2011-10-18 Robert Bosch Gmbh Bending transducer for generating electrical energy from mechanical deformations

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3803818A1 (en) * 1988-02-09 1989-08-17 Bochumer Eisen Heintzmann Device for contactless optical distance measurement in accordance with the static triangulation method
WO1990009559A1 (en) * 1989-02-15 1990-08-23 Josef Zybert Position determination method and apparatus
DE4032361A1 (en) * 1990-10-12 1992-04-16 Dirk Prof Dr Ing Jansen Dia. and distance measuring head for lathe - uses triangulation principle with measuring illuminating beam and optical axis of imaging optics forming angle of 30 deg.
DE4336730A1 (en) * 1993-10-28 1995-05-04 Marquardt Gmbh Electric tool (power tool)
ES2114796B1 (en) * 1995-11-06 1999-02-16 Fagor S Coop Ltda OPTICAL DEVICE FOR INCREMENTAL LENGTH MEASUREMENT USING DIFFUSE LIGHT.
DE10061830A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-13 Wuerth Adolf Gmbh & Co Kg Interrupter for movement of building prop has laser beam sensors to detect preset required position and stop movement
DE10112364A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Hilti Ag Hand tool with electronic depth stop
DE10117952B4 (en) * 2001-04-10 2004-07-08 Hilti Ag Hand tool with electronic depth stop
DE10315144A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-28 Robert Bosch Gmbh Borehole depth detection by light beam
DE10318799A1 (en) * 2003-04-25 2004-11-18 Robert Bosch Gmbh Automatic drilling depth measurement on hand machine tools
DE102004024990A1 (en) * 2004-05-21 2005-12-08 Robert Bosch Gmbh Eindringtiefenbestimmungsvorrichtung
DE102005014901B4 (en) * 2005-04-01 2012-09-13 Lorenz Stöger Pneumatic bolting system and method for controlling a screwing operation
DE102005038090A1 (en) * 2005-08-11 2007-02-15 Hilti Ag Machine tool with penetration depth measurement for tools
US8875804B2 (en) 2010-01-07 2014-11-04 Black & Decker Inc. Screwdriving tool having a driving tool with a removable contact trip assembly
JP5796816B2 (en) * 2010-09-30 2015-10-21 日立工機株式会社 Power tools

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2838968C2 (en) * 1978-09-07 1984-06-20 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Power tool equipped with a device for determining the depth of penetration of the tool into the workpiece to be machined
US4315688A (en) * 1979-08-08 1982-02-16 Diffracto Ltd. Electro-optical sensor systems for thread and hole inspection
IL71948A0 (en) * 1984-05-29 1984-12-31 Elco Ass R D Optical system for control of a tool position in a frequency interference environment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO8707011A1 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2461382A (en) * 2008-07-02 2010-01-06 Bosch Gmbh Robert Compass saw with camera
GB2461382B (en) * 2008-07-02 2012-07-11 Bosch Gmbh Robert Machine tool, in particular hand-held compass saw
US8040023B2 (en) 2008-08-08 2011-10-18 Robert Bosch Gmbh Bending transducer for generating electrical energy from mechanical deformations

Also Published As

Publication number Publication date
DE3615874A1 (en) 1987-11-12
WO1987007011A1 (en) 1987-11-19
JPH01502412A (en) 1989-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0308403A1 (en) Process for measuring the distance between a machine-tool and a workpiece
EP0306485B1 (en) Machine-tool, preferably drilling machine
DE102004024990A1 (en) Eindringtiefenbestimmungsvorrichtung
DE19855478B4 (en) Method and device for optical detection of a contrast line
DE102008049821B4 (en) Distance sensor and method for determining a distance and / or distance variations between a processing laser and a workpiece
DE19815201A1 (en) Measuring arrangement for detecting dimensions of test specimens, preferably of hollow bodies, in particular of bores in workpieces, and methods for measuring such dimensions
DE2555493A1 (en) OPTO-ELECTRONIC DEVICE FOR DETERMINING THE SITUATION AND PROCEDURE
DE112006003045T5 (en) Real-time target topography tracking during laser processing
DE4109483A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETECTING EDGES AND HOLES WITH AN OPTICAL PROBE HEAD
DE10122321A1 (en) Alignment of two machine parts, especially axles, is determined using an opto-electronic measurement instrument provided with two separately controlled devices for emitting a laser beam and with one laser light receiver
DE102006011796A1 (en) Tool measurement and adjusting device, for measuring profile of tool cutting edge, has sensor unit for simultaneously measuring parameter, such as width of round edges, of profile in two spots of tool cutting edge
DE4039318A1 (en) Device for monitoring the height of laser gun above workpiece surface - using measuring laser beam and two light conductors with differential circuits
EP0771406B1 (en) Device and process for measuring and calculating geometrical parameters of an object
DE3410149A1 (en) Optical measuring instrument
DE102006040612B4 (en) Distance measuring device
DE4115013C1 (en) Photoelectric unit illuminating object to ascertain quality to its material - has deflecting mirror linearly slidable parallel to direction of optical axis of receiving front lens
DE3501533C2 (en)
DE19852412B4 (en) light sensor
DE9105710U1 (en) Photoelectric device
EP0224840B1 (en) Electrical-optical distance measuring instrument
DE10337911A1 (en) Multi-sensor measurement head for a multi-coordinate measuring and checking arrangement has a housing with interfaces that permit easy connection of either a laser scanning or a mechanical scanning unit
DD238938A1 (en) OPTICALLY POSITIONABLE DEVICE
EP0847857B1 (en) Adjustment device for a cross bar placed in front of a cylinder for a rotary printing machine
EP3663030B1 (en) Method and system for determining a welding or soldering speed
DE4133457C2 (en) Method and device for measuring and adjusting laser focusing heads

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19881007

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI

17Q First examination report despatched

Effective date: 19891013

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 19900315

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: HEIZMANN, FRIEDER

Inventor name: LIETAR, CHRISTIAN

Inventor name: PIDOUX, RAYMOND