Prüfvorrichtung für dünne Bohrungen in kleinen Werkstücken Test device for thin bores in small workpieces
Die Erfindung betrifft eine Prüf orrichtung für dünne Boh- rungen in kleinen Werkstücken. Typische Werkstücke, die mittels einer solchen PrüfVorrichtung geprüft werden können, sind Ferrulen für Glasfasern.The invention relates to a test device for thin bores in small workpieces. Typical workpieces that can be tested using such a test device are ferrules for glass fibers.
Ferrulen sind einerseits ein Massenprodukt, andererseits müssen sie, um in der Glasfasertechnologie sinnvoll angewendet werden zu können, hoch genau sein. Höchste Genauigkeit wird dabei gefordert für den Aussendurchmesser, die Konzentrizität der Bohrung und den Bohrungsdurchmesser.On the one hand, ferrules are a mass product, on the other hand, they have to be highly precise in order to be used sensibly in glass fiber technology. The highest accuracy is required for the outside diameter, the concentricity of the hole and the hole diameter.
Sowohl bei der Herstellung, als auch bei der Qualitätskontrolle (Prüfung) der Ferrulen kommt es mehr und mehr auf die Geschwindigkeit an, mit der die Arbeitsschritte durchgeführt werden können.Both in the manufacture and in the quality control (testing) of the ferrules, the speed with which the work steps can be carried out is increasingly important.
Herkömmliche Prüfeinrichtungen sind aufgrund ihres mechanischen Aufbaus nur beschränkt beschleunigbar bzw. müssen - um präzise Prüfergebnisse realisieren zu können - an- triebsseitig grosse Aufwendungen getätigt werden. Andererseits fehlt es den meisten bekannten Vorrichtungen an einer genauen Aussagemoglichkeit über den Ort der Durchmesserverjüngung in der Bohrung, so dass die Qualität der Aussage des Prüfungsergebnisses beschränkt ist .Due to their mechanical structure, conventional test equipment can only be accelerated to a limited extent or - in order to be able to achieve precise test results - great efforts have to be made on the drive side. On the other hand, most of the known devices lack an accurate information about the location of the diameter taper in the bore, so that the quality of the information of the test result is limited.
Die JP-A-10/227602 offenbart einen Aufbau, bei dem auf ei- nem Transportwagen eine Prüfnadel mit einem Schutzrohr gegen einen Revolver verschoben wird. Im Revolver befinden sich auf einem Teilkreis Aufnahmen für mehrere Ferrulen, die nacheinander auf ihren Innendurchmesser geprüft werden können. Das Kriterium, das bei diesem bekannten Aufbau nä- her angesehen wird, ist der Durchdringungserfolg der Prüfnadel in der Bohrung. Dazu ist ein Sensor an der anderen Seite des Revolvers platziert, der feststellt, ob die Prüf-
nadel durch die Bohrung ragt oder nicht. Damit kann nachteiligerweise nicht festgestellt werden, wo der Durchmesserdefekt innerhalb der Bohrung ist. Ausserdem könnte der Sensor auch eine Prüfnadel detektieren, die unter Räumar- beit durch die Bohrung gestossen wurde und so eine falsche Prüfaussage liefert.JP-A-10/227602 discloses a structure in which a test needle with a protective tube is moved against a revolver on a transport carriage. The turret contains receptacles for several ferrules on a pitch circle, which can be checked for their inner diameter one after the other. The criterion that is considered in more detail in this known construction is the penetration success of the test needle in the bore. For this purpose, a sensor is placed on the other side of the revolver, which determines whether the test needle protrudes through the hole or not. It is disadvantageously not possible to determine where the diameter defect is within the bore. In addition, the sensor could also detect a test needle that was pushed through the bore while clearing work and thus provided an incorrect test result.
Der Aufbau gemäss der erwähnten JP-A hat darüber hinaus einen weiteren Nachteil : bedingt durch die geometrischen und mechanischen Eigenschaften des Revolvers und insbesondere durch die erforderliche Teilkreisanordnung der Ferrule- Aufnahmen kommt es zu Genauigkeitsproblemen. Die verschiedenen Herstelltoleranzen können sich hier im schlimmsten Fall addieren, so dass die Prüfnadel nicht immer konzen- trisch zur Bohrungsachse zu liegen kommt. Dies kann zu einer raschen Beschädigung bzw. Abnützung der Prüfnadel führen. Das zu vermeiden müssen kostenaufwendige Herstellverfahren für den Revolverkopf aufgewendet werden.The structure according to the mentioned JP-A also has a further disadvantage: due to the geometric and mechanical properties of the turret and in particular due to the required pitch circle arrangement of the ferrule receptacles, accuracy problems arise. In the worst case, the different manufacturing tolerances can add up, so that the test needle does not always lie concentrically to the bore axis. This can quickly damage or wear the test needle. To avoid this, expensive manufacturing processes have to be used for the turret head.
Das gleiche Problem mit der Herstellpräzision des Revolvers tritt bei der Prüfvorrichtung "Gauge Master 125/2500" der Firma SwimaTec AG auf .The same problem with the manufacturing precision of the revolver occurs with the "Gauge Master 125/2500" test device from SwimaTec AG.
Hinsichtlich des Wunsches nach einem schnellen und schonen- deren Messvorgang ergibt sich wegen der - im Vergleich zur Prüfnadel - relativ grossen Massen, die bewegt werden müssen, das Problem, dass diese Massen, wenn sie einmal in Bewegung gesetzt wurden, im Falle des Verklemmens der Nadel in der Bohrung - was bei allen Prüffällen eintritt, bei de- nen der Innendurchmesser an wenigstens einer Stelle zu klein ist - wieder gebremst werden müssen, um einen Bruch der Nadel zu vermeiden. Beim Prüfen des minimal erlaubten Innendurchmessers ist das Verklemmen bzw. Steckenbleiben der Regelfall, bzw. kommt sehr häufig vor. Wenn aber die Prüfnadel steckt, muss die gesamte kinetische Energie vom System bzw. von der Nadel aufgenommen werden. Mit diesem Problem setzt sich ebenso die JP-A auseinander, die das
Problem dadurch zu lösen versucht, dass der Antriebsschlitten für den Prüfnadelvorschub zweigeteilt ist. In Fig.l von der JP-A ist diese Zweiteilung durch die Bezugszeichen (9a und 9b) angegeben. Während (9b) durch eine Spindel (9e) an- getrieben wird, ist (9a) über eine Zugfeder (9c) mit dem Teil (9b) verbunden. Kommt es zum Verklemmen der Prüfnadel in einer Bohrung, so trennen sich die beiden Teile (9a und 9b) gegen die Kraft der Feder (9c) . Theoretisch ist das eine gute Lösung, jedoch bleibt der Prüfnadel nicht erspart, die kinetische Energie des Teiles 9a und der Nadelhalterung (10 und 10a) abzufangen. Im Vergleich zur Masse der Prüfnadel ist die Masse des Teiles 9b noch um ein gigantisches Vielfaches grösser - insofern die Belastung der Prüfnadel entsprechend gross.With regard to the desire for a quick and gentle measuring process, the problem arises because of the relatively large masses that have to be moved compared to the test needle, that these masses, once they have been set in motion, in the event of the jamming of the Needle in the bore - which occurs in all test cases in which the inside diameter is too small in at least one place - must be braked again to avoid breaking the needle. When checking the minimum permitted inside diameter, jamming or getting stuck is the norm or occurs very frequently. However, if the test needle is inserted, the entire kinetic energy must be absorbed by the system or the needle. The JP-A also deals with this problem Attempted to solve the problem by dividing the drive slide for the test needle feed into two parts. In Fig.l from JP-A this division into two is indicated by the reference numerals (9a and 9b). While (9b) is driven by a spindle (9e), (9a) is connected to the part (9b) via a tension spring (9c). If the test needle jams in a hole, the two parts (9a and 9b) separate against the force of the spring (9c). Theoretically, this is a good solution, but the test needle is not spared the interception of the kinetic energy of the part 9a and the needle holder (10 and 10a). Compared to the mass of the test needle, the mass of part 9b is a gigantic multiple - insofar as the load on the test needle is correspondingly high.
Je mehr eine Prüfnadel jedoch belastet wird, umso grösser sind Ausfallszeiten an der Prüfmaschine und umso geringer die Standzeit der Prüfnadel und daher umso geringer der Prüfdurchsatz und die Wirtschaftlichkeit.However, the more a test needle is loaded, the greater the downtimes on the testing machine and the shorter the service life of the test needle and therefore the lower the test throughput and the economy.
Mit einem ähnlichen Problem setzt sich auch die DE-A- 4034158 auseinander, wobei dort nichts über einen Sensor bzw. über eine qualitative und quantitative Detektion geoffenbart ist. Wohl aber gibt es auch hier eine federgestütz- te Prüfnadelhalterung, die im Falle des Verklemmens derDE-A-4034158 also deals with a similar problem, whereby nothing is disclosed there about a sensor or a qualitative and quantitative detection. However, there is also a spring-supported test probe holder that can be used if the
Prüfnadel trotz Vorschub an der Nadelhalterung einen Stillstand der Prüfnadel erlaubt . Auch hier erfolgt die Kupplung über eine Feder. Die dabei getrennten Massen sind relativ zur Masse der Nadel noch immer sehr gross, allerdings ist das Verhältnis besser als bei der erwähnten JP-A.The test needle allows the test needle to stand still despite the feed on the needle holder. Here, too, the coupling takes place via a spring. The separated masses are still very large in relation to the mass of the needle, but the ratio is better than in the JP-A mentioned.
Aus der GB 2 198 236 A ist eine Vorrichtung zum Prüfen des Durchlasses einer Rohrleitung, beispielsweise einer Brennstoffleitung, bekannt. Dabei wird mittels eines Luft- oder Gasstromes eine Kugel, welche an ihrer Rückseite mit einem flexiblen Messdraht verbunden ist, durch die Leitung geblasen. Wenn im Fall eines Engpasses die Kugel diesen nicht zu
passieren vermag und stecken bleibt, kann mit Hilfe desFrom GB 2 198 236 A a device for testing the passage of a pipeline, for example a fuel line, is known. A ball, which is connected to a flexible measuring wire at the back, is blown through the line by means of an air or gas flow. If, in the event of a bottleneck, the bullet does not close it is able to happen and gets stuck, can with the help of
Messdrahtes dessen Lage innerhalb der Leitung genau festgestellt und der Engpass ggf. anschliessend behoben werden. Der Anwendungsbereich dieser Lösung ist aus praktischen Gründen nach unten sehr stark begrenzt .Measuring wire, its position within the line is precisely determined and the bottleneck can then be eliminated if necessary. For practical reasons, the scope of this solution is very limited.
Die DE 40 33 924 A zeigt ein Einkoordinaten-Messgerät zur Messung von Längen oder Verschiebungen, mit einstellbarer, über einen grösseren Messbereich konstant bleibender Mess- kraft. Dabei ist auf einem Messwagen eine Messpinole zwischen Federelementen gelagert. Die Relativbewegung zwischen der Messpinole und dem Messwagen wird dabei über einen Rechner der Bewegung des Messwagens überlagert und somit die Absolu -Bewegung der Messpinole bestimmt. Diese Lösung ist sehr aufwendig und in der Massenfertigung daher nur bedingt einsetzbar.DE 40 33 924 A shows a single-coordinate measuring device for measuring lengths or displacements, with an adjustable measuring force that remains constant over a larger measuring range. A measuring quill is mounted on a measuring carriage between spring elements. The relative movement between the measuring quill and the measuring carriage is superimposed on the movement of the measuring carriage via a computer and thus the absolute movement of the measuring quill is determined. This solution is very complex and can therefore only be used to a limited extent in mass production.
Aus der GB 986 841 A ist eine PrüfVorrichtung zum automatischen Prüfen des Innendurchmessers von Rohren bekannt ge- worden. Dabei wird das Rohr über einen kugelförmigen Prüfkörper geschoben, dessen Aussendurchmesser dem minimalen Innendurchmesser des Rohres entspricht. Ist der Innendurchmesser des Rohres geringer als der Aussendurchmesser des Prüfkörpers, so wird dieser zurückgeschoben und ein End- Schalter betätigt. Durch eine pneumatische Messvorrichtung kann dabei gleichzeitig über einen Druckabfall der Ringspalt zwischen dem Prüfkörper und der Innenwandung, bzw. dem Innendurchmesser des Rohres ermittelt werden. Diese PrüfVorrichtung ist sehr aufwendig und insbesondere für kleine Werkstücke nicht geeignet.GB 986 841 A has disclosed a test device for automatically testing the inside diameter of pipes. The tube is pushed over a spherical test specimen, the outside diameter of which corresponds to the minimum inside diameter of the tube. If the inside diameter of the tube is smaller than the outside diameter of the test specimen, it is pushed back and an end switch is actuated. Using a pneumatic measuring device, the annular gap between the test specimen and the inner wall or the inner diameter of the tube can be determined simultaneously via a pressure drop. This test device is very complex and especially not suitable for small workpieces.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, setzt sich nun die vorliegende Erfindung zum Ziel, eine genaues und schnelleres Prüfverfahren und eine entsprechende Prüfvorrichtung zu finden.
Gelöst werden die gestellten Aufgaben erfindungsgemäss in zwei voneinander unabhängigen Schritten:Starting from this prior art, the present invention aims to find an accurate and faster test method and a corresponding test device. According to the invention, the tasks are solved in two independent steps:
Zum einen wird das Werkstück nicht in Bohrungen in einem Teilkreis eines Revolvers gehalten sondern bei jeder Prüf- station in eine eigene Halterung gelegt, die mit der Lage der Prüf adel in exakte Übereinstimmung gebracht wurde bzw. gebracht werden kann. Dies erlaubt in jedem Fall ein perfektes Justieren bzw. eine optimale Lage des Werkstückes. Die Addition von allfälligen Herstellfehlern und unwillkürlichen Teilungsfehlern im Revolver wird dadurch verhindert.On the one hand, the workpiece is not held in bores in a part circle of a revolver, but is placed in its own holder at each test station, which was or can be brought into exact agreement with the position of the test aristocracy. In any case, this allows a perfect adjustment or an optimal position of the workpiece. This prevents the addition of any manufacturing errors and involuntary division errors in the revolver.
Zum anderen wird das Werkstück nur mehr leicht, fast kraftlos positioniert gehalten, so dass es bei einem Klemmen der Prüfnadel zu einem Verschieben des Werkstücks kommt. Da das Werkstück in der Regel selbst klein ist, sind die beim Verschieben auftretenden negativen Beschleunigungskräfte relativ gering. Die an der Prüfnadel auftretenden Kräfte sind daher relativ gering. Die Prüfnadel wird geschont, diese angestrebten Effekte werden erreicht.On the other hand, the workpiece is only held in a light, almost forceless position so that the workpiece is displaced when the test needle is clamped. Since the workpiece itself is generally small, the negative acceleration forces that occur when moving are relatively small. The forces occurring at the test needle are therefore relatively low. The test needle is protected, these desired effects are achieved.
Als davon unabhängige Neuerung wird in die PrüfVorrichtung vor der Prüfnadelvorrichtung eine Werkstückwaschanlage vorgesehen, die mittels Spülmedium, z.B. Flüssigkeit oder Luft, die Bohrung der Ferrule reinigt.As an independent innovation, a workpiece washing system is provided in the test device in front of the test needle device, which can be cleaned using a flushing medium, e.g. Liquid or air that cleans the bore of the ferrule.
Die Erfindung bietet verschiedene Detaillösungen an, wie die Bewegung des Werkstückes und damit das Verklemmen der Prüfnadel in der Bohrung detektiert werden kann.The invention offers various detailed solutions on how the movement of the workpiece and thus the jamming of the test needle in the bore can be detected.
Diese Lösungen sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Figurenbeschreibung unter Schutz gestellt bzw. angegeben.These solutions are protected or specified in the dependent claims and in the description of the figures.
Die Erfindung ist nicht auf kleine Werkstücke und zylindri- sehe Bohrungen eingeschränkt, sondern kann überall dort eingesetzt werden, wo es um das Prüfen von beliebig geformten kleinen Löchern geht, die mittels Messsonde auf Form-
riehtigkeit geprüft werden können. Unter Löcher im Sinne der Erfindung sind auch Schlitze o.dgl. zu verstehen.The invention is not restricted to small workpieces and cylindrical bores, but can be used wherever it is a matter of testing small holes of any shape, which are measured by means of a measuring probe. accuracy can be checked. Under holes in the sense of the invention, slits or the like are. to understand.
Weitere Verbesserungen und erfindungsgemässe Details sowie Varianten dazu ergeben sich aus den Zeichnungen, die erfin- dungsgemässe symbolische Ausführungsbeispiele darstellen.Further improvements and details according to the invention, as well as variants, result from the drawings, which represent symbolic exemplary embodiments according to the invention.
Es zeigen dabei :It shows:
Fig. 1 eine Ansicht auf eine SymbolZeichnung eines Teils einer kompletten, erfindungsgemässen Prüfeinrichtung mit einem Federwiderlager zur Werkstückabstüt- zung und einem elektronischen Sensor;1 shows a view of a symbol drawing of a part of a complete testing device according to the invention with a spring abutment for workpiece support and an electronic sensor;
Fig. 2 eine Ansicht auf ein Beispiel einer erfindungsgemässen Prüfeinrichtung mit einem pneumatischen Gegen- lager bzw. Sensor;2 shows a view of an example of a test device according to the invention with a pneumatic counter bearing or sensor;
Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung eines Details von Fig.2 mit einem Werkstück in Prüfposition;3 shows an enlarged illustration of a detail from FIG. 2 with a workpiece in the test position;
Fig. 4 eine Seitansicht auf drei parallele Prüfeinrichtun- gen an einem Transportarm für das parallele getak- tete Weitertransportieren von Werkstücken von einer Station zur nächsten;4 shows a side view of three parallel test devices on a transport arm for the parallel clocked further transport of workpieces from one station to the next;
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Aufbau nach Fig.4;Figure 5 is a plan view of the structure of Figure 4;
Fig. 6 eine schematische Detaildarstellung eines Aufbaus, vergleichbar nach den Fig.2-5; Fig. 7 eine Draufsicht auf einen schematischen Aufbau nach den Fig.2-6 mit versetzten Prüfeinheiten zur Prüfung von Werkstücken von beiden Seiten und Fig. 8 eine Variante zu Fig.l mit einem Magnetspulen- Sensor mit elektromagnetischer und regulierbarer Vorspannung;6 shows a schematic detailed illustration of a structure, comparable to FIGS. 2-5; 7 shows a plan view of a schematic structure according to FIGS. 2-6 with offset test units for testing workpieces from both sides; and FIG. 8 shows a variant of FIG. 1 with a magnetic coil sensor with electromagnetic and adjustable bias;
Die Figurenbeschreibung ist übergreifend, gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, Bauteile mit ähn- liehen Wirkungsweisen bzw. Aufgaben haben gleiche Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indizes. Die Figuren und deren Beschreibung sind für den Schutzbereich der Erfindung
nicht einschränkend sondern stellen lediglich Ausführungsbeispiele dar. Teile, die im Detail nicht beschrieben sind, sind dem Fachmann auf dem Gebiet der maschinellen Bearbeitung von kleinen Teilen, insbesondere dem Fachmann der Her- Stellung und Bearbeitung von Ferrulen bekannt.The description of the figures is comprehensive, the same parts are provided with the same reference symbols, components with a similar mode of operation or tasks have the same reference symbols with different indices. The figures and their description are within the scope of the invention not restrictive but merely represent exemplary embodiments. Parts which are not described in detail are known to the person skilled in the art of machining small parts, in particular to the person skilled in the manufacture and processing of ferrules.
Aus Figur 1 erkennt man den symbolischen Aufbau mit einer Prüfnadel 3a, die von einem Prüfnadelantrieb 14a in eine Bohrung 2 eines Werkstückes 1 gedrückt werden kann.1 shows the symbolic structure with a test needle 3a, which can be pressed into a bore 2 of a workpiece 1 by a test needle drive 14a.
Die Prüfnadel 3a wird bei diesem Aufbau mittels Sensor 15 positionsüberwacht . Der Sensor 15 ist mit einer Logik, z.B. mit einem Mikroprozessor bzw. mit einem Computer verbunden, der diese Positionsinformation mit anderen Informationen für eine Detailauswertung des Bohrungszustandes des Werkstückes und gegebenenfalls auch für eine Überwachung der Prüfnadel (Zustand, Bruch etc.) 3a einsetzen kann.In this construction, the test needle 3a is monitored by means of a sensor 15. The sensor 15 is equipped with logic, e.g. connected to a microprocessor or to a computer, which can use this position information with other information for a detailed evaluation of the bore state of the workpiece and, if appropriate, also for monitoring the test needle (condition, breakage, etc.) 3a.
Der Computer ist über eine Messleitung 17 weiters mit einem Sensor 4a verbunden, der die Position eines Widerlagers 8a überwacht, das dem Werkstück 1 als Anlage dient. Durch eine symbolisch angedeutete Einrichtung 6a zur Aufbringung einer Haltekraft ist das Werkstück in einer Halterung 5a gehalten. Im einfachsten Fall ist diese Einrichtung 6a lediglich das Eigengewicht des Werkstückes. Varianten sind, wie an sich bekannt, pneumatische, elektromechanische oder magnetische Haltemittel.The computer is also connected via a measuring line 17 to a sensor 4a, which monitors the position of an abutment 8a, which serves as a system for the workpiece 1. The workpiece is held in a holder 5a by a symbolically indicated device 6a for applying a holding force. In the simplest case, this device 6a is merely the weight of the workpiece. As is known per se, variants are pneumatic, electromechanical or magnetic holding means.
Der Sensor 4a kann über magnetische, optische, kapazitive, induktive o.dgl. Sensorsysteme verfügen. Das Widerlager 8a ist durch eine Feder 9a in seiner Ruheposition gehalten, die damit die Begrenzung der Auflagefläche für das Werkstück 1 bildet. Die Feder 9a ist an ihrem anderen Ende gegen ein Spannlager 10 gestützt, das über eine Stellschraube 13 in seiner Lage regulierbar ist. Die Stellschraube 13 ist dazu in einer ortsfesten Referenzwand 11 in einem Gewinde 12 drehgelagert .
ω ω to μ*The sensor 4a can or the like via magnetic, optical, capacitive, inductive or the like. Sensor systems. The abutment 8a is held in its rest position by a spring 9a, which thus forms the limitation of the bearing surface for the workpiece 1. The spring 9a is supported at its other end against a tension bearing 10, the position of which can be regulated via an adjusting screw 13. For this purpose, the set screw 13 is rotatably mounted in a thread 12 in a fixed reference wall 11. ω ω to μ *
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Hl 1 1 i D. 1 Φ 3 Di Φ 1 Hl 3 μ- P 1 1
die Relativlage zum Gesamtsystem. Dieser Sensor ist beispielsweise realisiert durch eine Prüfnadelführung 23, die vergleichbar einem Werkstück 1 aufgebaut ist und eine optimale Bohrung 41 zur Führung der Nadel 3b aufweist. Die Prüfnadelführung 23 ist mit einer Querbohrung oder einem Querschlitz 42 versehen, die/der an eine Sensorleitung 43 anschliesst. Die Sensorleitung 43 ist an einen Druckregler 21 und an einen - vorzugsweise Piezo- Drucksensor 44 angeschlossen.the relative position to the overall system. This sensor is implemented, for example, by a test needle guide 23, which is constructed comparable to a workpiece 1 and has an optimal bore 41 for guiding the needle 3b. The test needle guide 23 is provided with a transverse bore or a transverse slot 42, which connects to a sensor line 43. The sensor line 43 is connected to a pressure regulator 21 and to a — preferably piezo pressure sensor 44.
Befindet sich die Prüfnadel 3b ausserhalb des bzw. hinter dem Querschlitz 42, entströmt aus diesem Luft über den vorderen Teil der Bohrung 41 in Richtung Werkstück 1. Dieses bewirkt am Drucksensor 44 einen geringen Druck. Sobald je- doch die Prüfnadel 3b den Querschlitz 42 bzw. dessen Zugang zur Bohrung 41 verschliesst , steigt der Druck am Sensor 44. Dieses referenziert die Prüfnadelspitze mit der Position des Antriebs 14b. Bei weiterem Vorschub der Prüfnadel 3b dringt diese in das Werkstück 1 ein und verschiebt dieses bis zum Anschlag an einem Kolben 24. Dies referenziert die Lage des Werkstückes . Kommt es nun bei weiterem Vorschub der Prüfnadel 3b zur Detektion einer Verengung in der Bohrung 2 des Werkstückes 1, so ist diese Verengung räumlich über den Steppermotor 14b in ihrer axialen Lage lokalisier- bar.If the test needle 3b is located outside of or behind the transverse slot 42, air flows out of this via the front part of the bore 41 in the direction of the workpiece 1. This causes a low pressure at the pressure sensor 44. However, as soon as the test needle 3b closes the transverse slot 42 or its access to the bore 41, the pressure at the sensor 44 increases. This references the test needle tip with the position of the drive 14b. When the test needle 3b is advanced further, it penetrates the workpiece 1 and pushes it against a piston 24 until it stops. This references the position of the workpiece. If, when the test needle 3b is advanced further, a constriction in the bore 2 of the workpiece 1 is detected, this constriction can be localized in its axial position via the stepper motor 14b.
Eine Halterung 5b hält über ein Zentrierbett 39 und einen Saugmechanismus 40 ein Werkstück zentriert in bezug auf die Prüfnadel 3b. Mittels Transportarm 22 wurde es dorthin ge- legt. Der Transportarm verfügt zu diesem Zweck über einen Vakuumsauganschluss 35, mittels dem ein Werkstück 1 in einer Saugausnehmung 36 transportiert werden kann. Dem Werkstück 1 ist auf der anderen Seite ein pneumatischer Sensor 4 mit einem Druckregulator gegenübergestellt. Im Prüfbe- trieb stützt sich das Werkstück 1 an diesem Sensor 4b ab, der bei Überschreiten einer bestimmten Stosskraft der Prüfnadel 3b den Weg für das Werkstück freigibt und den Vor-
schub unterbricht . Der nähere Aufbau ist dabei in der ver- grösserten Darstellung gemäss Fig.3 ersichtlich.A holder 5b holds a workpiece centered with respect to the test needle 3b via a centering bed 39 and a suction mechanism 40. It was placed there by means of transport arm 22. For this purpose, the transport arm has a vacuum suction connection 35, by means of which a workpiece 1 can be transported in a suction recess 36. On the other hand, the workpiece 1 is juxtaposed with a pneumatic sensor 4 with a pressure regulator. In the test mode, the workpiece 1 is supported on this sensor 4b which, when a certain impact force of the test needle 3b is exceeded, clears the way for the workpiece and the thrust interrupts. The detailed structure can be seen in the enlarged representation according to FIG. 3.
Ein zylindrischer Kolben 24 verfügt einerseits über einen Dichtring 46, andererseits über periphere Luftkanäle 26 für das Entweichen von Luft bei zurückgestossenem Kolben 24. Dieser ragt aus einer Druckkammer 25, in der er vorgespannt in Halterichtung bzw. Dichtrichtung des Dichtringes 46 gedrückt gehalten ist. Ein Druckregulator ermöglicht die dem- entsprechende Einstellung. Beim Überwinden der pneumatischen Druckkraft, d.h. beim Kollabieren der Stützwirkung des Kolbens 24 wird die Druckkammer über die Kanäle 26 drucklos bzw. kommt es zu einem Druckabfall und dieses wird detektiert und als Steuersignal verwendet.A cylindrical piston 24 has, on the one hand, a sealing ring 46 and, on the other hand, peripheral air ducts 26 for the escape of air when the piston 24 is pushed back. This protrudes from a pressure chamber 25, in which it is biased in the holding or sealing direction of the sealing ring 46. A pressure regulator enables the corresponding setting. When overcoming the pneumatic pressure force, i.e. when the support effect of the piston 24 collapses, the pressure chamber is depressurized via the channels 26 or there is a pressure drop and this is detected and used as a control signal.
Das Verwenden von Druckluft sowohl beim Sensor 4b als auch bei der Prüfnadel 3b ist insofern vorteilhaft, als die Druckluft einen Reinigungseffekt hat, wenn sie über die Bauteile und durch die Bohrungen strömt .The use of compressed air both with the sensor 4b and with the test needle 3b is advantageous in that the compressed air has a cleaning effect when it flows over the components and through the bores.
Andererseits liegt im Rahmen der Erfindung auch der Ersatz der pneumatischen Sensoren und Regler durch andere, an sich bekannte , Detektionseinrichtungen.On the other hand, it is also within the scope of the invention to replace the pneumatic sensors and controllers with other, known detection devices.
Aus Fig.4 kann der Aufbau des Transportbalkens 22 ersehen werden. Saugausnehmungen 36a-d sind in Teilungsschritten angeordnet, die dem Abstand der PrüfStation-Module 31a-c entsprechen. Diese Saugausnehmungen 36 nehmen je ein Werkstück 1 auf und transportieren es um einen Teilungsschritt weiter, wenn der Transportbalken 22 weiterbefördert wird. Diese Beförderung erfolgt durch zwei Lagerscheiben 28a,b, an denen der Transportbalken 22 mittels Kurbelzapfen 30a,b angelenkt ist.The structure of the transport bar 22 can be seen from FIG. Suction recesses 36a-d are arranged in division steps which correspond to the distance between the test station modules 31a-c. These suction recesses 36 each take up a workpiece 1 and transport it one step further when the transport bar 22 is conveyed on. This transport takes place through two bearing disks 28a, b, on which the transport bar 22 is articulated by means of crank pins 30a, b.
Fig.5 deutet einen Werkstückpositionierer 32 an. Vergleichbar können entlang der Geraden auch Vorrichtungen angeordnet sein, durch die der Aussendurchmesser und gegebenen-
falls die Exzentrizität der Werkstücke 1 gemessen wird. Dafür kommen jegliche an sich bekannte Messysteme, wie optische o . dgl . in Frage .5 indicates a workpiece positioner 32. Devices can be arranged comparably along the straight line, through which the outer diameter and given if the eccentricity of workpieces 1 is measured. Any measuring systems known per se, such as optical o. the like in question.
Der Werkstückpositionierer 32 verfügt über wenigstens eine Aufnahmebohrung 48, in die Werkstücke 1 eingegeben werden können. Ein Motor 49 positioniert die jeweilige Bohrung 48 relativ zu den Saugausnehmungen 36 und ein Schieber schiebt die Werkstücke 1 aus der Bohrung 48 in die Saugausnehmungen 36. Dieser Mechanismus erlaubt einen hohen Mechanisierungsgrad der PrüfVorrichtung. Alternativ kann ein Roboterarm oder ein händisches Einlegen der Werkstücke vorgesehen sein.The workpiece positioner 32 has at least one receiving bore 48 into which the workpieces 1 can be inserted. A motor 49 positions the respective bore 48 relative to the suction recesses 36 and a slide pushes the workpieces 1 out of the bore 48 into the suction recesses 36. This mechanism allows the test device to be mechanized to a high degree. Alternatively, a robot arm or manual insertion of the workpieces can be provided.
Fig.6 zeigt den Aufbau im vergrösserten Detail. Der Antrieb 14b schiebt über Spindeltrieb 19 und AntriebsStange 18 die Prüfnadel 3b, die in einer Prüfnadelführung mit Bruchüberwachung 23 geführt ist. Die Bohrung 41 in der Führung 23 ist mit einer Querbohrung 42 verbunden, die mit einer Sen- sorleitung 43a verbunden ist, die zu einem Drucksensor 44 führt und ebenso mit einer Drossel für Luftzufuhr 21a verbunden ist. Dies erlaubt das Detektieren der Prüfnadel 3b, sobald diese in der Bohrung 41 die Querbohrung 42 ver- schliesst .Fig. 6 shows the structure in enlarged detail. The drive 14b pushes the test needle 3b, which is guided in a test needle guide with breakage monitor 23, via the spindle drive 19 and drive rod 18. The bore 41 in the guide 23 is connected to a transverse bore 42 which is connected to a sensor line 43a which leads to a pressure sensor 44 and is likewise connected to a throttle for air supply 21a. This allows the test needle 3b to be detected as soon as it closes the transverse bore 42 in the bore 41.
Der Kolben 24 verfügt über Luftkanäle 26, die ein Entweichen der Luft aus der Druckkammer ermöglichen, sobald der Dichtring 46 abgehoben hat. Über die Sensorleitung 43b kann demzufolge nach Überschreiten einer bestimmten Kraft am Werkstück der Druckabfall durch Öffnen des Kolbens gemessen werden. Die Sensorleitung 43b ist dazu ebenso von einer Drossel 21b mit Druckluft beaufschlagt und mit einem Drucksensor 45 verbunden.The piston 24 has air channels 26 which allow the air to escape from the pressure chamber as soon as the sealing ring 46 has lifted off. Accordingly, after a certain force on the workpiece has been exceeded, the pressure drop can be measured by opening the piston via the sensor line 43b. The sensor line 43b is also acted upon by a throttle 21b with compressed air and connected to a pressure sensor 45.
Fig.8 zeigt eine Variante eines Messensors 4c mit einer Tauchspule 34, in der ein Schubanker 8b als Widerlager dient . Der Schubanker 8b ist vergleichbar zum Aufbau nach
Fig.l durch eine Feder 9b abgestützt. Seine Widerstandskraft kann über eine Spannungsregulierung 33 gegebenenfalls elektronisch eingestellt werden.8 shows a variant of a measuring sensor 4c with a plunger coil 34, in which a thrust anchor 8b serves as an abutment. The push anchor 8b is comparable to the structure according to Fig.l supported by a spring 9b. Its resistance can optionally be set electronically via a voltage regulator 33.
Die nachfolgende Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Figurenbeschreibung .
The following list of reference symbols is part of the description of the figures.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Werkstück dünne Bohrung a,b Prüfnadel a,b,c Sensor a,b Halterung a,b, Einrichtung zur Aufbringung der Haltekraft maschinelle Ansteuerung a,b Widerlager, Anker Feder Spannlager Referenzwand Gewinde Stellschraube a,b Antrieb für Prüfnadel Sensor für Prüfnadel Logik (Mikroprozessor bzw. Computer) Messleitung Antriebsstange Spindeltrieb Prüfnadelkopf a,b, Drossel für Luftzufuhr Transportarm, Transportbalken Prüfnadelführung mit Bruchüberwachung Kolben Druckkammer Luftkanäle Nonius erlaubt über Querstange 50 Höhenverstellung der Halterung 5b a,b Lagerscheibe a,b Transportantrieb a,b Kurbelzapfen a,b,c PrüfStation - Modul Werkstückpositionierer
Spannungsregulator für Vorspannung oder Mess- Sensitivitat-Einsteilung Tauchspule Vakuumsauganschluss Saugausnehmungen zum Positionieren und Transport der Werkstücke Vakuumschlauch Drehpunkt Zentrierbett Saugmechanismus, arbeitet gegebenenfalls gegenläufig getaktet mit Vakuumsauganschluss 35 Bohrung Querbohrung oder Querschlitz a,b Sensorleitung Drucksensor Drucksensor DichtringWorkpiece, thin bore a, b Test needle a, b, c Sensor a, b Bracket a, b, device for applying the holding force, mechanical control a, b abutment, anchor spring, insert bearing Reference wall, thread Set screw a, b Drive for test needle Sensor for test needle logic ( Microprocessor or computer) measuring line drive rod spindle drive test needle head a, b, throttle for air supply transport arm, transport bar test needle guide with breakage monitoring piston pressure chamber air channels vernier allowed via cross bar 50 height adjustment of the holder 5b a, b bearing disc a, b transport drive a, b crank pin a, b, c Test station module workpiece positioner Voltage regulator for pre-tensioning or measuring sensitivity adjustment plunger coil vacuum suction connection suction recesses for positioning and transporting the workpieces vacuum hose pivot centering bed suction mechanism, works counter clocked if necessary with vacuum suction connection 35 bore cross bore or cross slot a, b sensor line pressure sensor pressure sensor sealing ring
Aufnahmebohrung Motor Querstange Querwelle, dient dem seitlichen Justieren der Halterung 5b Antriebsmotor für Transportarm 22 Zahnriemen schwenkbarer Entnahmearm nimmt die getesteten Werkstücke und führt sie computergesteuert den - entsprechend dem Prüfergebnis zugeordneten - Sammelbehältern 55 zu. Die Sammelbehälter 55 beinhalten somit nach dem Prüfungsdurchgang direkt qualitätssortierte Werkstücke. a-f Sammelbehälter symbolisch weitere Messstation für Durchmesser, Exzentrizität, Länge, Gewicht usw. Prüfnadelhalterung
Mounting hole for motor, cross bar, cross shaft, is used to adjust the bracket 5b laterally. Drive motor for transport arm. 22 Timing belt, swiveling removal arm takes the tested workpieces and feeds them computer-controlled to the collection containers 55, which are assigned to the test result. The collecting containers 55 thus contain directly quality-sorted workpieces after the test. a-f collecting container symbolically another measuring station for diameter, eccentricity, length, weight etc. Test probe holder