WO2020114919A1 - Automated measuring device for a tool-clamping device - Google Patents

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WO2020114919A1
WO2020114919A1 PCT/EP2019/083202 EP2019083202W WO2020114919A1 WO 2020114919 A1 WO2020114919 A1 WO 2020114919A1 EP 2019083202 W EP2019083202 W EP 2019083202W WO 2020114919 A1 WO2020114919 A1 WO 2020114919A1
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WO
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control
measuring
measuring device
unit
tool
Prior art date
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PCT/EP2019/083202
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German (de)
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Inventor
Stefan Kempter
Christian Neubauer
Andreas Dolpp
Original Assignee
Röhm Gmbh
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/002Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders
    • B23Q17/003Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders by measuring a position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
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    • B23Q17/002Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders
    • B23Q17/005Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring the holding action of work or tool holders by measuring a force, a pressure or a deformation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0076Force sensors associated with manufacturing machines
    • G01L5/009Force sensors associated with material gripping devices

Definitions

  • the invention relates to a measuring device for insertion into a
  • Measuring body and with a voltage source and with a sensor unit for acquiring a measured value of a measured variable in contact with the control and acquisition unit.
  • the invention relates to a method for acquiring a measured value of a measured variable by means of a measuring device.
  • a time measuring unit is assigned to the measuring device, which switches the voltage source from a deactivated to an activated state.
  • the receiving unit assigned to the measuring device is switched on at periodic intervals in order to determine whether a measurement should be carried out.
  • This periodic switching on and off of the receiving unit but requires a lot of energy from the energy storage, the life of which is considerably reduced. This can also mean that a measurement cannot be carried out due to the insufficient charge level of the energy store and the production is thereby hindered.
  • the object of the present invention is a more energy efficient
  • the task relating to the measuring device is achieved in the case of a measuring device of the type mentioned at the outset in that a
  • An adjusting element is arranged, which is adjustable into an activation position, in which the removal of energy from the voltage source for supplying the sensor unit and the control and detection unit can be activated, and / or into a measurement position for recording the measured value of a
  • the control and recording unit controls the measuring process and thus records the measured value of a measured variable.
  • the sensor unit is preferably designed as a strain gauge and / or as a distance sensor and / or as
  • the voltage source is formed as an accumulator or as a battery.
  • the adjusting member is preferably formed as a piston with a piston rod or as a bolt.
  • the measuring body has a collar at one end - that is to say a hollow cylinder open on one side - in which the adjusting member is guided and that the adjusting member is positioned in the collar in such a way that it can be acted upon by a component of the tool clamping device. This creates a mechanical solution for adjusting the
  • Adjustment member enables that does not require additional energy supply by the voltage source.
  • the component can be formed as one arranged in the tool holder of the tool clamping device
  • Clamping head or as a spindle or as one on a spindle of the
  • Tool clamping device formed pressure piece or the like.
  • the actuating element is preferably acted upon by the
  • the tool clamping device has a
  • Display device for displaying the measured value is assigned.
  • the display device provides that a transmitter is assigned to the sensor unit or the control and detection unit.
  • the measurement value is preferably transmitted wirelessly via radio, in particular via Bluetooth. If the display unit is integrated directly in the measuring body, radio transmission is not necessary.
  • Adjustment to the measuring position by means of the spring Adjusting element is assigned to the exerted restoring force.
  • the adjustment element is adjusted to the measurement position in a preferred manner
  • Embodiment only through the restoring force of the spring.
  • the adjustment can also be carried out only partially by the restoring force of the spring.
  • Embodiment is arranged around a part of the piston rod of the adjusting element formed as a piston, a spiral spring.
  • control and recording unit is assigned a timer or a delay unit. It can in the tax and
  • a measurement duration can be stored, after which the measuring device is automatically deactivated. This also increases the
  • the adjusting element can be adjusted into a deactivation position in which the energy removal from the voltage source for supplying the sensor unit and the control recording unit can be deactivated.
  • the adjustment of the adjustment element in the deactivation position can either be carried out via a timer or delay unit and / or is initiated by a signal to the control and detection unit when the adjustment element is adjusted.
  • Activation position i.e. the application of the actuator enable deactivation of the energy consumption.
  • the object relating to the method is achieved by a method for acquiring a measured value of a measured variable in a tool holder of a tool clamping device having a pressure piece a measuring device, the one measuring body and one with a
  • Has voltage source and a sensor unit in contact with the control and detection unit and with an adjusting element arranged in the measuring body comprising the following steps:
  • Power source for supplying the sensor, as well as the control and detection unit;
  • the service life of the voltage source can thereby be extended and the measuring device can be used longer.
  • the adjustment of the adjusting member in the activation position is preferably carried out by contacting the pressure piece, whereby the adjusting member is acted upon. It may also be sufficient if only a part of the part of the adjusting member facing the pressure piece contacts the pressure piece. In an alternative embodiment, the loading may e.g. the adjustment of the
  • the adjustment of the adjusting member into a measuring position is preferably carried out by a spring assigned to the adjusting member. Due to the restoring force of the spring acting on the adjusting element during the clamping process by the tool clamping device, the adjustment takes place in the
  • step D is provided as follows:
  • Detection unit trained transmitter to one of the
  • Tool clamping device associated display device or directly higher-level machine control As a result, the measured value can be displayed either on the measuring device itself and / or on the tool clamping device. Furthermore, the measured value can also be displayed on an external display device provided for this purpose via the transmitter.
  • step A) is carried out automatically by gripping the measuring device, by means of a tool changer from a tool magazine and inserting it into the tool holder
  • step G takes place automatically by removing the measuring device from the tool holder by means of the Tool changer and insertion or storage in the tool magazine. This speeds up the measuring process considerably and enables wear to be checked regularly in order to avoid failures of the tool clamping device. To avoid measurement errors and to determine the
  • step D) is carried out several times and that at least step D) is followed by the step:
  • the current charge level of the voltage source is determined and if the charge level is sent to the display unit and / or the
  • Display device is transmitted.
  • the deactivation of the energy consumption can also take place via a timer assigned to the control and recording unit, which leads to the automatic deactivation of the energy extraction and thus to the deactivation of the measuring device after a predetermined time.
  • the following step is provided:
  • 1 is a perspective view of the first measuring device
  • Fig. 3 shows a detail of a longitudinal section of the first
  • Fig. 4 shows a detail of a longitudinal section of the first
  • Fig. 5 shows a section of a longitudinal section of the first
  • Measuring device in the tool holder in the measuring position 6 is a partially sectioned view of the measuring device and the corresponding part of the tool clamping device; shown in the measurement position,
  • Fig. 7 is a diagram of the sequence of the method according to the invention with combined pull-in force and flub measurement and
  • Fig. 8 is a diagram of the inventive method with a
  • FIG. 1 shows a perspective view of the measuring device 1 with a measuring body 2 which has a handle 3 at one end and a collar 4 at the other end for receiving in a tool holder 6 of a tool clamping device 5.
  • FIG. 2 shows a partial section of the measuring device 1 from FIG. 1 and a partially cut fragment of a spindle 7 of the tool clamping device 5, which has a pressure piece 8 at the end facing the measuring device 1.
  • the measuring body 2 is in the collar 4 as a piston 9 with a
  • Piston rod 11 formed adjusting member 10 out.
  • the piston rod 11 is partially surrounded by a spring 12 formed as a spiral spring.
  • a voltage source Arranged in the handle 3 of the measuring device 1 is a voltage source, not shown, which is formed as an accumulator or as a battery.
  • a control and not shown in the measuring body 2 is arranged in the handle 3 of the measuring device 1 .
  • Arranged detection unit which is in contact with the voltage source and with a force measuring system, for example as a
  • DMS Strain gauge sensor
  • the control and detection unit has a display unit 13 formed on the handle 3. Alternatively or in addition, it can also on the tool clamping device 5 a not shown
  • Display device be formed so that a transmitter, not shown, can also transmit the measured value to the display device.
  • the control and detection unit serves to control the measurement process of the measured variable by the sensor unit, in the present exemplary embodiment to determine the pull-in force or the clamping force.
  • the control and detection unit can also include an evaluation unit, with the aid of which the measured value or, in the case of a plurality of measurement processes, an average value can be formed from the individual measured values.
  • the method according to the invention i.e. the activation, the measuring process and the deactivation of the measuring device can be followed.
  • the measuring device 1 is automatically brought into the machining center from a tool magazine (not shown) by a tool changer (not shown).
  • the measuring device 1 is deactivated, i. H. there is no energy withdrawal from the energy store.
  • the measuring device 1 is in the tool holder 6
  • the measuring device is then clamped in the tool clamping device 5.
  • the pressure piece 8 is adjusted against the direction of the piston 9. 5 shows, the piston 9 due to the restoring force
  • the registration unit is started up with the activation position beginning and the control and registration unit controls the execution of a predefined number of measurements of a measured variable in the latter
  • Embodiment the pull-in force of the tool clamping device 5.
  • the pull-in force is determined by the elongation of the strain gauges
  • Detection unit wirelessly transmitted to the display unit 13 or the display device via a radio link. At the same time, the
  • the state of charge of the voltage source is determined and transmitted to the display unit 13 and / or the display device.
  • the measuring device 1 is released.
  • the piston 9 is moved back into the activation position. From the plurality of measurements, an average value can either be determined by the control and detection unit, which includes an evaluation unit formed as a microcontroller, or the average value is determined in an evaluation unit assigned to the tool clamping device 5. In the second case, the energy consumption is deactivated from the
  • Detection unit assigned a timer, not shown, so that the Deactivation of the energy consumption takes place automatically after a time previously stored in the control and recording unit.
  • the length of the adjusting member 10 formed as a piston 9 is at least as long as the maximum executable stroke of the pressure piece 8.
  • the display unit 13 or the display device is assigned a control panel 15 in which a stroke measurement or a Pull-in force measurement can be selected.
  • the sensor unit also has a displacement measuring system such as a piston rod sensor or a
  • the measurement is carried out analogously to the procedure for determining the pull-in force described above.
  • the control and detection unit and / or the evaluation unit can infer the stroke of the pressure element 8 from the distance between the adjusting member 10 and the pressure element 8.
  • An extension of the stroke is the first sign of wear and tear, while an insufficient lubrication can be inferred from a reduction in the stroke.
  • the measured values are recorded independently of one another and can also be displayed simultaneously.
  • the combination of pull-in force and stroke is a good indicator of wear.
  • pull-in force measurement and / or the stroke measurement can be carried out with rotation.
  • the measurements can be made at different speeds and / or
  • the method as shown in FIG. 7 can include control steps: after the sensor units have been acted on, ie after the adjustment member 10 has been moved into the measurement position, the control and detection unit checks whether the adjustment has taken place. If this is not the case, the measuring device 1 is deactivated, ie the energy consumption is deactivated. If, on the other hand, the adjustment has taken place, the measured values are determined after a short dwell time for booting electronics of the control and recording unit that control the measuring process. Furthermore, after the mean value has been transmitted to the display unit 13, a further step is queried as to whether the transmission was successful.

Abstract

The invention relates to a measuring device (1) for inserting into a tool receptacle (6) of a tool-clamping device (5), comprising a measuring body (2), and a control and capturing unit, which is in contact with a voltage source and with a sensor unit for capturing a measured value of a measurement variable. An adjustable element (10) is arranged in the measuring body (2), which adjustable element can be adjusted into an activation position, in which the energy draw from the voltage source for supplying the sensor unit and the control and capturing unit can be activated, and/or into a measuring position for capturing the measured value of a measurement variable by means of the control and capturing unit and by means of the sensor unit.

Description

AUTOMATISIERTE MESSVORRICHTUNG FÜR EINE AUTOMATED MEASURING DEVICE FOR ONE
WERKZEUGSPANNVORRICHTUNG TOOL CLAMP
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zum Einsetzen in eine The invention relates to a measuring device for insertion into a
Werkzeugaufnahme einer Werkzeugspannvorrichtung, mit einem Tool holder of a tool clamping device, with a
Messkörper, und mit einer Spannungsquelle und mit einer Sensoreinheit zur Erfassung eines Messwerts einer Messgröße in Kontakt stehenden Steuer- und Erfassungseinheit. Measuring body, and with a voltage source and with a sensor unit for acquiring a measured value of a measured variable in contact with the control and acquisition unit.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen eines Messwerts einer Messgröße mittels einer Messvorrichtung. Furthermore, the invention relates to a method for acquiring a measured value of a measured variable by means of a measuring device.
Solche Messvorrichtungen und Verfahren sind aus dem Stand der Technik beispielsweise aus der DE 10 2010 01 8706 B4 bekannt, in der eine Such measuring devices and methods are known from the prior art, for example from DE 10 2010 01 8706 B4, in which one
Messvorrichtung zur Messung der Spannkraft einer Measuring device for measuring the clamping force of a
Werkzeugspannvorrichtung beschrieben wird. Dabei ist der Messvorrichtung eine Zeitmesseinheit zugeordnet, die die Spannungsquelle von einem deaktivierten in einen aktivierten Zustand umschaltet. Eine der Tool clamping device is described. A time measuring unit is assigned to the measuring device, which switches the voltage source from a deactivated to an activated state. One of the
Messvorrichtung zugeordnete Empfangseinheit wird dabei in periodischen Abständen eingeschaltet, um festzustellen, ob eine Messung durchgeführt werden soll. Dieses periodische Ein- und Ausschalten der Empfangseinheit benötigt aber viel Energie aus dem Energiespeicher, dessen Lebensdauer dadurch erheblich reduziert wird. Dies kann auch dazu führen, dass eine Messung aufgrund des zu geringen Ladestandes des Energiespeichers nicht durchgeführt werden kann und die Produktion dadurch behindert wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine energieeffizientere The receiving unit assigned to the measuring device is switched on at periodic intervals in order to determine whether a measurement should be carried out. This periodic switching on and off of the receiving unit but requires a lot of energy from the energy storage, the life of which is considerably reduced. This can also mean that a measurement cannot be carried out due to the insufficient charge level of the energy store and the production is thereby hindered. The object of the present invention is a more energy efficient
Messvorrichtung und ein energieeffizienteres Verfahren bereitzustellen, mittels derer eine verlängerte Nutzungsdauer des Messgerätes erreicht werden kann. To provide measuring device and a more energy-efficient method by means of which an extended service life of the measuring device can be achieved.
Die Aufgabe, die Messvorrichtung betreffend, wird bei einer Messvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im Messkörper ein The task relating to the measuring device is achieved in the case of a measuring device of the type mentioned at the outset in that a
Verstellglied angeordnet ist, das verstellbar ist in eine Aktivierungsstellung, in der die Energieentnahme aus der Spannungsquelle zur Versorgung der Sensoreinheit sowie der Steuer-und Erfassungseinheit aktivierbar ist und/oder in eine Messstellung zur Erfassung des Messwerts einer An adjusting element is arranged, which is adjustable into an activation position, in which the removal of energy from the voltage source for supplying the sensor unit and the control and detection unit can be activated, and / or into a measurement position for recording the measured value of a
Messgröße durch die Steuer-und Erfassungseinheit und durch die Measured variable through the control and registration unit and through the
Sensoreinheit. Sensor unit.
Indem das Verstellglied in eine Aktivierungsstellung verstellbar ist, kann eine energieeffiziente Aktivierung im Bedarfsfall erfolgen. Eine periodisch erfolgende, energieintensive Abfrage wird damit unnötig. Die Steuer- und Erfassungseinheit steuert dabei den Messprozess und erfasst so den Messwert einer Messgröße. Die Sensoreinheit ist bevorzugt gebildet als Dehnungsmessstreifen und/oder als Abstandsensor und/oder als Because the adjusting element can be adjusted into an activation position, energy-efficient activation can take place if necessary. A periodic, energy-intensive query is therefore unnecessary. The control and recording unit controls the measuring process and thus records the measured value of a measured variable. The sensor unit is preferably designed as a strain gauge and / or as a distance sensor and / or as
Kolbenstangensensor. Die Spannungsquelle ist im Rahmen der Erfindung gebildet als Akkumulator oder als Batterie. Außerdem ist das Verstellglied bevorzugt als ein Kolben mit einer Kolbenstange oder als ein Bolzen gebildet. Im Rahmen der Erfindung ist es vorteilhaft, dass der Messkörper einenends einen Bund - also einen einseitig offenen Hohlzylinder - aufweist, in dem das Verstellglied geführt ist und dass das Verstellglied derart im Bund positioniert ist, dass es durch ein Bauteil der Werkzeugspannvorrichtung beaufschlagbar ist. Hierdurch wird eine mechanische Lösung zur Verstellung des Piston rod sensor. In the context of the invention, the voltage source is formed as an accumulator or as a battery. In addition, the adjusting member is preferably formed as a piston with a piston rod or as a bolt. In the context of the invention, it is advantageous that the measuring body has a collar at one end - that is to say a hollow cylinder open on one side - in which the adjusting member is guided and that the adjusting member is positioned in the collar in such a way that it can be acted upon by a component of the tool clamping device. This creates a mechanical solution for adjusting the
Verstellglieds ermöglicht, die keine zusätzliche Energieversorgung durch die Spannungsquelle bedarf. Das Bauteil kann dabei gebildet sein als ein in der Werkzeugaufnahme der Werkzeugspannvorrichtung angeordneter Adjustment member enables that does not require additional energy supply by the voltage source. The component can be formed as one arranged in the tool holder of the tool clamping device
Spannkopf, oder als eine Spindel oder als ein an einer Spindel der Clamping head, or as a spindle or as one on a spindle of the
Werkzeugspannvorrichtung ausgebildetes Druckstück oder dergleichen. Die Beaufschlagung des Verstellglieds erfolgt dabei bevorzugt durch das Tool clamping device formed pressure piece or the like. The actuating element is preferably acted upon by the
Kontaktieren des Bauteils mit dem Verstellglied. Contact the component with the adjusting element.
Zur Anzeige des ermittelten Messwerts ist es vorteilhaft, wenn am Griff und/oder amMesskörper eine mit der Steuer-und Erfassungseinheit in Kontakt stehende Anzeigeneinheit angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass der Werkzeugspannvorrichtung eine To display the determined measured value, it is advantageous if a display unit that is in contact with the control and detection unit is arranged on the handle and / or on the measuring body. As an alternative or in addition, it is provided that the tool clamping device has a
Anzeigenvorrichtung zur Anzeige des Messwerts zugeordnet ist. Display device for displaying the measured value is assigned.
Zur Übertragung des Messwerts auf die Anzeigeneinheit oder die To transfer the measured value to the display unit or the
Anzeigenvorrichtung ist es vorgesehen, dass der Sensoreinheit oder der Steuer-und Erfassungseinheit ein Sender zugeordnet ist. Die Übertragung des Messwerts erfolgt dabei vorzugsweise drahtlos über Funk, insbesondere über Bluetooth. Ist die Anzeigeeinheit direkt im Messkörper integriert, ist eine Übertragung via Funk nicht erforderlich. The display device provides that a transmitter is assigned to the sensor unit or the control and detection unit. The measurement value is preferably transmitted wirelessly via radio, in particular via Bluetooth. If the display unit is integrated directly in the measuring body, radio transmission is not necessary.
Um die Energieentnahme aus der Spannungsquelle weiter zu reduzieren, ist es insbesondere von Vorteil, wenn dem Verstellglied eine Feder zur In order to further reduce the energy consumption from the voltage source, it is particularly advantageous if a spring is attached to the adjusting element
Verstellung in die Messstellung mittels der durch die Feder auf das Verstellglied ausgeübten Rückstellkraft zugeordnet ist. Die Verstellung des Verstellglieds in die Messstellung erfolgt in einer bevorzugten Adjustment to the measuring position by means of the spring Adjusting element is assigned to the exerted restoring force. The adjustment element is adjusted to the measurement position in a preferred manner
Ausführungsform ausschließlich durch die Rückstellkraft der Feder. In einer alternativen Ausführungsform kann die Verstellung auch lediglich teilweise durch die Rückstellkraft der Feder erfolgen. In einer bevorzugten Embodiment only through the restoring force of the spring. In an alternative embodiment, the adjustment can also be carried out only partially by the restoring force of the spring. In a preferred one
Ausführungsform ist um einen Teil der Kolbenstange des als Kolben gebildeten Verstellglieds eine Spiralfeder angeordnet. Embodiment is arranged around a part of the piston rod of the adjusting element formed as a piston, a spiral spring.
Zur Deaktivierung der Energieentnahme aus der Spannungsquelle ist es vorgesehen, dass der Steuer- und Erfassungseinheit ein Zeitmesser oder eine Verzögerungseinheit zugeordnet ist. Dabei kann in der Steuer- undTo deactivate the removal of energy from the voltage source, it is provided that the control and recording unit is assigned a timer or a delay unit. It can in the tax and
Erfassungseinheit eine Messdauer hinterlegt sein, nach deren Ablauf sich die Messvorrichtung automatisch deaktiviert. Dies erhöht ebenfalls die A measurement duration can be stored, after which the measuring device is automatically deactivated. This also increases the
Energieeffizienz der Messvorrichtung Energy efficiency of the measuring device
Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass das Verstellglied verstellbar ist in eine Deaktivierungsstellung, in der die Energieentnahme aus der Spannungsquelle zur Versorgung der Sensoreinheit sowie der Steuer- Erfassungseinheit deaktivierbar ist. Die Verstellung des Verstellglieds in die Deaktivierungsstellung kann dabei entweder über einen Zeitmesser bzw. Verzögerungseinheit erfolgen und/oder wird durch ein Signal an die Steuer- und Erfassungseinheit bei der Verstellung des Verstellglieds initiiert. As an alternative or in addition, it is provided that the adjusting element can be adjusted into a deactivation position in which the energy removal from the voltage source for supplying the sensor unit and the control recording unit can be deactivated. The adjustment of the adjustment element in the deactivation position can either be carried out via a timer or delay unit and / or is initiated by a signal to the control and detection unit when the adjustment element is adjusted.
Alternativ kann auch die erneute Verstellung des Verstellglieds in die Alternatively, the re-adjustment of the adjusting member in the
Aktivierungsstellung, d.h. die Beaufschlagung des Verstellglieds- eine Deaktivierung der Energieentnahme ermöglichen. Activation position, i.e. the application of the actuator enable deactivation of the energy consumption.
Die Aufgabe das Verfahren betreffend wird gelöst durch ein Verfahren zum Erfassen eines Messwerts einer Messgröße in einer ein Druckstück aufweisenden Werkzeugaufnahme einer Werkzeugspannvorrichtung mittels einer Messvorrichtung, die einen Messkörper und eine mit einer The object relating to the method is achieved by a method for acquiring a measured value of a measured variable in a tool holder of a tool clamping device having a pressure piece a measuring device, the one measuring body and one with a
Spannungsquelle und einer Sensoreinheit in Kontakt stehenden Steuer- und Erfassungseinheit aufweist und mit einem im Messkörper angeordneten Verstellglied umfassend die folgenden Schritte: Has voltage source and a sensor unit in contact with the control and detection unit and with an adjusting element arranged in the measuring body comprising the following steps:
A) Einsetzen der Messvorrichtung in die Werkzeugaufnahme einer A) inserting the measuring device into the tool holder
Werkzeugspannvorrichtung; Tool chuck;
B) Verstellen des Verstellglieds in eine Aktivierungsstellung durch das Druckstück und damit Aktivierung der Energieentnahme aus der B) adjusting the adjusting member in an activation position by the pressure piece and thus activation of the energy withdrawal from the
Spannungsquelle zur Versorgung der Sensor-, sowie der Steuer- und Erfassungseinheit; Power source for supplying the sensor, as well as the control and detection unit;
C) Spannen der Messvorrichtung in der Werkzeugspannvorrichtung und damit verbundenes Verstellen des Verstellglieds in eine Messstellung; C) clamping the measuring device in the tool clamping device and adjusting the adjusting member connected thereto in a measuring position;
D) Messung des Messwerts einer Messgröße mittels der Sensoreinheit; D) measurement of the measured value of a measured variable by means of the sensor unit;
E) Übertragen des Messwerts an die Steuer- und Erfassungseinheit; E) transmission of the measured value to the control and recording unit;
F) Lösen der Messvorrichtung; F) loosening the measuring device;
G) Entnahme der Messvorrichtung aus der Werkzeugaufnahme. G) Removing the measuring device from the tool holder.
Hierdurch wird eine Aktivierung der Messvorrichtung bereitgestellt, die keine zusätzliche Energie durch die Spannungsquelle benötigt. Eine This provides an activation of the measuring device that does not require any additional energy from the voltage source. A
energieintensive periodische Abfrage ist nicht mehr notwendig. Die energy-intensive periodic polling is no longer necessary. The
Lebensdauer der Spannungsquelle kann dadurch verlängert werden und die Messvorrichtung wird länger nutzbar. Die Verstellung des Verstellglieds in die Aktivierungsstellung erfolgt dabei bevorzugt durch Kontaktieren mit dem Druckstück, wodurch das Verstellglied beaufschlagt wird. Dabei kann es auch ausreichen, wenn lediglich ein Teil des dem Druckstück zugewandten Teils des Verstellglieds mit dem Druckstück kontaktiert. In einer alternativen Ausführungsform kann die Beaufschlagung d.h. die Verstellung des The service life of the voltage source can thereby be extended and the measuring device can be used longer. The adjustment of the adjusting member in the activation position is preferably carried out by contacting the pressure piece, whereby the adjusting member is acted upon. It may also be sufficient if only a part of the part of the adjusting member facing the pressure piece contacts the pressure piece. In an alternative embodiment, the loading may e.g. the adjustment of the
Verstellglieds in die Aktivierungsstellung auch über andere in der Actuator in the activation position also over others in the
Werkzeugspannvorrichtung ausgebildete Bauteile wie die Spindel oder der Spannkopf oder dergleichen erfolgen. Die Reihenfolge der Verfahrensschritte muss dabei nicht streng der Auflistung folgen; so kann Schritt A) und B) zusammen erfolgen und auch Schritt E) kann erst nach G) durchgeführt werden. Tool clamping device trained components such as the spindle or Clamping head or the like take place. The order of the process steps does not have to strictly follow the list; so steps A) and B) can take place together and also step E) can only be carried out after G).
Die Verstellung des Verstellglieds in eine Messstellung erfolgt dabei bevorzugt durch eine dem Verstellglied zugeordnete Feder. Durch die auf das Verstellglied wirkende Rückstellkraft der Feder beim Spannvorgang durch die Werkzeugspannvorrichtung erfolgt die Verstellung in die The adjustment of the adjusting member into a measuring position is preferably carried out by a spring assigned to the adjusting member. Due to the restoring force of the spring acting on the adjusting element during the clamping process by the tool clamping device, the adjustment takes place in the
Messstellung. Measuring position.
Zur Anzeige des Messwertes ist der zumindest Schritt D) folgende Schritt vorgesehen: To display the measured value, at least step D) is provided as follows:
- Anzeige des Messwertes über die Steuer- und Erfassungseinheit an einer am Messkörper oder Griff ausgebildeten Anzeigeeinheit und/oder - Display of the measured value via the control and recording unit on a display unit formed on the measuring body or handle and / or
- Übertragen des Messwertes über einen in der Steuer- und - Transfer the measured value via a in the control and
Erfassungseinheit ausgebildeten Sender an eine der Detection unit trained transmitter to one of the
Werkzeugspannvorrichtung zugeordneten Anzeigenvorrichtung oder direkt übergeordnete Maschinensteuerung. Dadurch kann der Messwert entweder an der Messvorrichtung selber und/oder an der Werkzeugspannvorrichtung angezeigt werden. Desweiteren kann der Messwert auch an eine eigens für diesen Zweck zur Verfügung gestellten externen Anzeigeeinrichtung über den Sender auf dieser dargestellt werden. Tool clamping device associated display device or directly higher-level machine control. As a result, the measured value can be displayed either on the measuring device itself and / or on the tool clamping device. Furthermore, the measured value can also be displayed on an external display device provided for this purpose via the transmitter.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn Schritt A) automatisiert erfolgt durch Ergreifen der Messvorrichtung, mittels eines Werkzeugwechslers aus einem Werkzeugmagazin und Einsetzen in die Werkzeugaufnahme der Furthermore, it is preferred if step A) is carried out automatically by gripping the measuring device, by means of a tool changer from a tool magazine and inserting it into the tool holder
Werkzeugspannvorrichtung und dass Schritt G) automatisiert erfolgt durch Entnahme der Messvorrichtung aus der Werkzeugaufnahme mittels des Werkzeugwechslers und Einsetzen oder Ablegen in das Werkzeugmagazin. Dies beschleunigt den Messvorgang erheblich und ermöglicht den Verschleiß regelmäßig zu überprüfen, um Ausfälle der Werkzeugspannvorrichtung zu vermeiden. Zur Vermeidung von Messfehlern und zur genaueren Ermittlung des Tool clamping device and that step G) takes place automatically by removing the measuring device from the tool holder by means of the Tool changer and insertion or storage in the tool magazine. This speeds up the measuring process considerably and enables wear to be checked regularly in order to avoid failures of the tool clamping device. To avoid measurement errors and to determine the
Messwerts der Messgröße ist es bevorzugt, wenn der Schritt D) mehrfach durchgeführt wird und dass zumindest dem Schritt D) der Schritt folgt: Measured value of the measured variable, it is preferred if step D) is carried out several times and that at least step D) is followed by the step:
- Bilden eines Mittelwertes aus der Vielzahl der Messwerte durch die Steuer- und Erfassungseinheit. Insbesondere ist es vorgesehen, dass in der Messstellung als Messgröße eine Einzugskraft einer der Werkzeugspannvorrichtung zugeordneten Spindel und/oder ein Hub des Druckstücks ermittelt wird. - Forming an average of the large number of measured values by the control and recording unit. In particular, it is provided that in the measuring position a pull-in force of a spindle assigned to the tool clamping device and / or a stroke of the pressure piece is determined as the measured variable.
Zur Überprüfung des Ladestands der Spannungsquelle ist es insbesondere bevorzugt, wenn der aktuelle Ladestand der Spannungsquelle ermittelt wird, und wenn der Ladestand an die Anzeigeneinheit und/oder die To check the charge level of the voltage source, it is particularly preferred if the current charge level of the voltage source is determined and if the charge level is sent to the display unit and / or the
Anzeigenvorrichtung übermittelt wird. Display device is transmitted.
Zur Verbesserung der Energieeffizienz ist es vorgesehen, dass nach To improve energy efficiency, it is envisaged that after
Übertragung des Messwerts an die Anzeigeneinheit oder die Transmission of the measured value to the display unit or the
Anzeigenvorrichtung der Schritt folgt: Display device the step follows:
- Deaktivierung der Energieentnahme aus der Spannungsquelle zur - Deactivation of energy consumption from the voltage source
Versorgung der Steuer- und Erfassungseinheit sowie der Sensoreinheit. Alternativ kann die Deaktivierung der Energieentnahme auch über einen der Steuer- und Erfassungseinheit zugeordneten Zeitmesser erfolgen, der nach dem Ablauf einer vorgegebenen Zeit zur automatischen Deaktivierung der Energieentnahme und damit zur Deaktivierung der Messvorrichtung führt. Alternativ oder ergänzend ist der folgenden Schritt vorgesehen: Supply of the control and registration unit as well as the sensor unit. Alternatively, the deactivation of the energy consumption can also take place via a timer assigned to the control and recording unit, which leads to the automatic deactivation of the energy extraction and thus to the deactivation of the measuring device after a predetermined time. As an alternative or in addition, the following step is provided:
- Verstellen des Verstellglieds in eine Deaktivierungsstellung in der die Energieentnahme aus der Spannungsquelle zur Versorgung der Steuer- und Erfassungseinheit sowie der Sensoreinheit deaktiviert wird. Die - Adjustment of the adjusting member in a deactivation position in which the energy withdrawal from the voltage source for supplying the control and detection unit and the sensor unit is deactivated. The
Deaktivierungsstellung kann dabei in einer Ausführungsform mit der Deactivation position can be in one embodiment with the
Aktivierungsstellung übereinstimmen, so dass die Deaktivierung der Activation position match, so that the deactivation of the
Energieentnahme und damit der Messvorrichtung mit dem Lösevorgang der Messvorrichtung aus der Werkzeugspannvorrichtung erfolgt. Energy withdrawal and thus the measuring device takes place with the release process of the measuring device from the tool clamping device.
Im Folgenden wird die Erfindung exemplarisch an einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen: The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawings; show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der ersten Messvorrichtung, 1 is a perspective view of the first measuring device,
Fig. 2 eine teilgeschnittene Ansicht der ersten Messvorrichtung und des korrespondierenden Teils der Werkzeugspannvorrichtung, 2 is a partially sectioned view of the first measuring device and the corresponding part of the tool clamping device,
Fig. 3 einen Ausschnitt eines Längsschnittschnitts der ersten Fig. 3 shows a detail of a longitudinal section of the first
Messvorrichtung und der Werkzeugspannvorrichtung in gelöstem Zustand, Measuring device and the tool clamping device in the released state,
Fig. 4 einen Ausschnitt eines Längsschnittschnitts der ersten Fig. 4 shows a detail of a longitudinal section of the first
Messvorrichtung und der Werkzeugspannvorrichtung in der Aktivierungsstellung, Fig. 5 einen Ausschnitt eines Längsschnittschnitts der ersten Measuring device and the tool clamping device in the activation position, Fig. 5 shows a section of a longitudinal section of the first
Messvorrichtung in der Werkzeugaufnahme in der Messstellung, Fig. 6 eine teilgeschnittene Ansicht der Messvorrichtung und des korrespondierenden Teils der Werkzeugspannvorrichtung; in der Messstellung dargestellt, Measuring device in the tool holder in the measuring position, 6 is a partially sectioned view of the measuring device and the corresponding part of the tool clamping device; shown in the measurement position,
Fig. 7 ein Schema des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens mit kombinierter Einzugskraft- und Flubmessung und Fig. 7 is a diagram of the sequence of the method according to the invention with combined pull-in force and flub measurement and
Fig. 8 ein Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Fig. 8 is a diagram of the inventive method with a
Flubmessung. Flub measurement.
Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Messvorrichtung 1 mit einem Messkörper 2, der einenends einen Griff 3 aufweist und anderenends einen Bund 4 aufweist zur Aufnahme in eine Werkzeugaufnahme 6 einer Werkzeugspannvorrichtung 5. 1 shows a perspective view of the measuring device 1 with a measuring body 2 which has a handle 3 at one end and a collar 4 at the other end for receiving in a tool holder 6 of a tool clamping device 5.
Fig. 2 zeigt einen Teilabschnitt der Messvorrichtung 1 aus Fig. 1 und ein teilgeschnittenes Fragment einer Spindel 7 der Werkzeugspannvorrichtung 5, welches an dem der Messvorrichtung 1 zugewandten Ende ein Druckstück 8 aufweist. Im Messkörper 2 ist im Bund 4 ein als Kolben 9 mit einer FIG. 2 shows a partial section of the measuring device 1 from FIG. 1 and a partially cut fragment of a spindle 7 of the tool clamping device 5, which has a pressure piece 8 at the end facing the measuring device 1. In the measuring body 2 is in the collar 4 as a piston 9 with a
Kolbenstange 11 gebildetes Verstellglied 10 geführt. Die Kolbenstange 11 wird teilweise von einer als Spiralfeder gebildeten Feder 12 umfasst. Im Griff 3 der Messvorrichtung 1 ist eine nicht dargestellte, als ein Akkumulator oder als eine Batterie gebildete Spannungsquelle angeordnet. Darüber hinaus sind im Messkörper 2 eine nicht näher dargestellte Steuer- und Piston rod 11 formed adjusting member 10 out. The piston rod 11 is partially surrounded by a spring 12 formed as a spiral spring. Arranged in the handle 3 of the measuring device 1 is a voltage source, not shown, which is formed as an accumulator or as a battery. In addition, a control and not shown in the measuring body 2
Erfassungseinheit angeordnet, die in Kontakt steht mit der Spannungsquelle und mit einem Kraftmesssystem, beispielsweise einer als Arranged detection unit which is in contact with the voltage source and with a force measuring system, for example as a
Dehnungsmessstreifensensor (DMS) gebildeten, nicht dargestellten Strain gauge sensor (DMS) formed, not shown
Sensoreinheit. Die Steuer-, und Erfassungseinheit weist eine am Griff 3 ausgebildete Anzeigeneinheit 13 auf. Alternativ oder ergänzend kann auch an der Werkzeugspannvorrichtung 5 eine nicht dargestellte Sensor unit. The control and detection unit has a display unit 13 formed on the handle 3. Alternatively or in addition, it can also on the tool clamping device 5 a not shown
Anzeigenvorrichtung ausgebildet sein, sodass ein nicht dargestellter Sender den Messwert auch an die Anzeigenvorrichtung übertragen kann. Die Steuer- und Erfassungseinheit dient dabei der Steuerung des Messvorgangs der Messgröße durch die Sensoreinheit, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Ermittlung der Einzugskraft bzw. der Spannkraft. Optional kann die Steuer-und Erfassungseinheit auch noch eine Auswerteeinheit umfassen, mit deren Hilfe der Messwert oder im Fall einer Mehrzahl von Messvorgängen, ein Mittelwert aus den einzelnen Messwerten gebildet werden kann. Anhand der Figuren 3 bis 5 und anhand der schematischen Darstellungen der Fig. 7 und Fig. 8 können das erfindungsgemäße Verfahren, d.h. die Aktivierung, der Messvorgang und die Deaktivierung der Messvorrichtung nachvollzogen werden. Zunächst wird die Messvorrichtung 1 automatisch durch einen nicht dargestellten Werkzeugwechsler aus einem nicht dargestellten Werkzeugmagazin in das Bearbeitungszentrum gebracht. Die Messvorrichtung 1 ist deaktiviert, d. h. eine Energieentnahme aus dem Energiespeicher findet nicht statt. Display device be formed so that a transmitter, not shown, can also transmit the measured value to the display device. The control and detection unit serves to control the measurement process of the measured variable by the sensor unit, in the present exemplary embodiment to determine the pull-in force or the clamping force. Optionally, the control and detection unit can also include an evaluation unit, with the aid of which the measured value or, in the case of a plurality of measurement processes, an average value can be formed from the individual measured values. 3 to 5 and the schematic representations of FIGS. 7 and 8, the method according to the invention, i.e. the activation, the measuring process and the deactivation of the measuring device can be followed. First, the measuring device 1 is automatically brought into the machining center from a tool magazine (not shown) by a tool changer (not shown). The measuring device 1 is deactivated, i. H. there is no energy withdrawal from the energy store.
Die Messvorrichtung 1 wird in die Werkzeugaufnahme 6 der The measuring device 1 is in the tool holder 6
Werkzeugspannvorrichtung eingeführt. Dabei kontaktieren der Kolben 9 der Messvorrichtung 1 und ein Bauteil 14 der Werkzeugspannvorrichtung 5, nämlich das Druckstück 8, wie in Fig. 4 dargestellt. Das Druckstück 8 beaufschlagt dabei den Kolben 9, so dass eine gegen die Federkraft der Feder 12 wirkende Kraft auf den Kolben 9 ausgeübt wird. Der Kolben 9 wird in Richtung der Feder 12 in die Aktivierungsstellung verstellt, wobei die Feder 12 komprimiert wird. In der Aktivierungsstellung wird die Energieentnahme aus der Spannungsquelle zur Versorgung der Sensoreinheit und der Steuer- und Erfassungseinheit aktiviert. Die Erkennung der Aktivierungsstellung erfolgt dabei über eine positive Flankenerkennung. Tool clamping device introduced. Here, the piston 9 of the measuring device 1 and a component 14 of the tool clamping device 5, namely the pressure piece 8, as shown in FIG. 4 contact. The pressure piece 8 acts on the piston 9 so that a force acting against the spring force of the spring 12 is exerted on the piston 9. The piston 9 is moved in the direction of the spring 12 into the activation position, the spring 12 being compressed. In the activation position, the energy withdrawal from the voltage source for supplying the sensor unit and the control and registration unit activated. The activation position is recognized by positive edge detection.
Anschließend wird die Messvorrichtung in der Werkzeugspannvorrichtung 5 gespannt. Dabei wird das Druckstück 8 entgegen der Richtung des Kolbens 9 verstellt. Wie Fig. 5 zeigt, wird der Kolben 9 aufgrund der Rückstellkraft derThe measuring device is then clamped in the tool clamping device 5. The pressure piece 8 is adjusted against the direction of the piston 9. 5 shows, the piston 9 due to the restoring force
Feder 12 in die Messstellung verstellt. Die Elektronik der Steuer- und Spring 12 adjusted to the measuring position. The electronics of the control and
Erfassungseinheit wird mit beginnender Aktivierungsstellung hochgefahren und die Steuer- und Erfassungseinheit steuert die Durchführung einer vordefinierten Anzahl von Messungen einer Messgröße, in diesem The registration unit is started up with the activation position beginning and the control and registration unit controls the execution of a predefined number of measurements of a measured variable in the latter
Ausführungsbeispiel die Einzugskraft der Werkzeugspannvorrichtung 5. Die Einzugskraft wird durch die Dehnung der Dehnungsmessstreifen der Embodiment the pull-in force of the tool clamping device 5. The pull-in force is determined by the elongation of the strain gauges
Sensoreinheit gemessen und durch die Steuer- und Erfassungseinheit erfasst. Die so ermittelten Messwerte werden über die Steuer- und Sensor unit measured and recorded by the control and registration unit. The measured values determined in this way are transmitted via the control and
Erfassungseinheit an die Anzeigeneinheit 13 oder die Anzeigenvorrichtung über eine Funkverbindung drahtlos übertragen. Gleichzeitig wird der Detection unit wirelessly transmitted to the display unit 13 or the display device via a radio link. At the same time, the
Ladezustand der Spannungsquelle ermittelt und an die Anzeigeneinheit 13 und/oder die Anzeigenvorrichtung übertragen. Die Messvorrichtung 1 wird gelöst. Dabei wird der Kolben 9 wieder in die Aktivierungsstellung verstellt. Aus der Mehrzahl an Messungen kann ein Mittelwert entweder durch die Steuer- und Erfassungseinheit ermittelt werden, die eine als Microcontroller gebildete Auswerteeinheit umfasst, oder der Mittelwert wird in einer der Werkzeugspannvorrichtung 5 zugeordneten Auswerteeinheit ermittelt. Im zweiten Fall erfolgt die Deaktivierung der Energieentnahme aus der The state of charge of the voltage source is determined and transmitted to the display unit 13 and / or the display device. The measuring device 1 is released. The piston 9 is moved back into the activation position. From the plurality of measurements, an average value can either be determined by the control and detection unit, which includes an evaluation unit formed as a microcontroller, or the average value is determined in an evaluation unit assigned to the tool clamping device 5. In the second case, the energy consumption is deactivated from the
Spannungsquelle im Anschluss an die Datenübertragung d.h. durch die nochmalige Verstellung des Kolbens 9 in die Aktivierungsstellung, die nun eine Deaktivierungsstellung ist. Im ersten Fall ist der Steuer- und Voltage source following data transmission i.e. by repositioning the piston 9 into the activation position, which is now a deactivation position. In the first case, the tax and
Erfassungseinheit ein nicht dargestellter Zeitmesser zugeordnet, so dass die Deaktivierung der Energieentnahme nach einer vorher in der Steuer- und Erfassungseinheit hinterlegten Zeit automatisch erfolgt. Detection unit assigned a timer, not shown, so that the Deactivation of the energy consumption takes place automatically after a time previously stored in the control and recording unit.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich, nicht nur die Einzugskraft durch die Messvorrichtung 1 zu ermitteln, sondern gleichzeitig auch den Hub des Druckstücks 8, um Rückschlüsse auf den Verschleiß der Alternatively or in addition, it is possible to determine not only the pull-in force by the measuring device 1, but also the stroke of the pressure piece 8 at the same time, in order to draw conclusions about the wear of the
Werkzeugspannvorrichtung 5 ziehen zu können. Hierbei ist, wie Fig. 6 zeigt, die Länge des als Kolben 9 gebildeten Verstellglieds 10 mindestens so lang wie der maximal ausführbare Hub des Druckstücks 8. Der Anzeigeneinheit 13 oder der Anzeigenvorrichtung ist dabei ein Bedienfeld 15 zugeordnet, in der zwischen einer Hubmessung oder eine Einzugskraftmessung gewählt werden kann. Die Sensoreinheit weist dabei zusätzlich ein wegmessendes System wie zum Beispiel einen Kolbenstangensensor oder einen To be able to pull tool clamping device 5. Here, as shown in FIG. 6, the length of the adjusting member 10 formed as a piston 9 is at least as long as the maximum executable stroke of the pressure piece 8. The display unit 13 or the display device is assigned a control panel 15 in which a stroke measurement or a Pull-in force measurement can be selected. The sensor unit also has a displacement measuring system such as a piston rod sensor or a
Abstandssensor auf. Die Messung läuft analog zu dem weiter oben beschriebenen Verfahren zur Ermittlung der Einzugskraft ab. Dabei können die Steuer- und Erfassungseinheit und/oder die Auswerteeinheit aus dem Abstand zwischen dem Verstellglied 10 und dem Druckstück 8 auf den Hub des Druckstücks 8 schließen. Eine Verlängerung des Hubs sind erste Anzeichen für Verschleißerscheinungen, während bei einer Verringerung des Hubs auf eine unzureichende Schmierung geschlossen werden kann. Die Messwerte werden gleichzeitig unabhängig voneinander aufgenommen und können auch gleichzeitig angezeigt werden. Die Kombination aus Einzugskraft und Hub ist ein guter Indikator für Verschleiß. Distance sensor on. The measurement is carried out analogously to the procedure for determining the pull-in force described above. The control and detection unit and / or the evaluation unit can infer the stroke of the pressure element 8 from the distance between the adjusting member 10 and the pressure element 8. An extension of the stroke is the first sign of wear and tear, while an insufficient lubrication can be inferred from a reduction in the stroke. The measured values are recorded independently of one another and can also be displayed simultaneously. The combination of pull-in force and stroke is a good indicator of wear.
Eine weitere Besonderheit ist, dass die Einzugskraftmessung und/oder die Hubmessung unter Rotation durchgeführt werden kann. Die Messungen können bei unterschiedlichen Drehzahlen und/oder Another special feature is that the pull-in force measurement and / or the stroke measurement can be carried out with rotation. The measurements can be made at different speeds and / or
Spindelbeschleunigungen und/oder Spindelabbremsen erfolgen, wie Fig. 8 verdeutlicht. Außerdem kann das Verfahren wie Fig. 7 zeigt Kontrollschritte umfassen: Nach der Beaufschlagung der Sensoreinheiten d.h. nach der Verstellung des Verstellglieds 10 in die Messstellung wird durch die Steuer- und Erfassungseinheit überprüft, ob die Verstellung erfolgt ist. Ist dies nicht der Fall wird die Messvorrichtung 1 deaktiviert, d.h. die Energieentnahme deaktiviert. Ist die Verstellung dagegen erfolgt, so werden nach einer kurzen Verweilzeit zum booten einer den Messvorgang steuernden Elektronik der Steuer- und Erfassungseinheit, die Messwerte ermittelt. Weiterhin wird nach der Übertragung des Mittelwerts auf die Anzeigeneinheit 13 in einem weiteren Schritt abgefragt, ob die Übertragung erfolgreich war. Spindle accelerations and / or spindle brakes take place, as shown in FIG. 8 clarifies. In addition, the method as shown in FIG. 7 can include control steps: after the sensor units have been acted on, ie after the adjustment member 10 has been moved into the measurement position, the control and detection unit checks whether the adjustment has taken place. If this is not the case, the measuring device 1 is deactivated, ie the energy consumption is deactivated. If, on the other hand, the adjustment has taken place, the measured values are determined after a short dwell time for booting electronics of the control and recording unit that control the measuring process. Furthermore, after the mean value has been transmitted to the display unit 13, a further step is queried as to whether the transmission was successful.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE SIGN LIST
1 Messvorrichtung 1 measuring device
2 Messkörper 2 measuring bodies
3 Griff 3 handle
4 Bund 4 fret
5 Werkzeugspannvorrichtung 5 tool clamping device
6 Werkzeugaufnahme 6 tool holder
7 Spindel 7 spindle
8 Druckstück 8 pressure piece
9 Kolben 9 pistons
10 Verstellglied 10 adjusting element
11 Kolbenstange 11 piston rod
12 Feder 12 spring
13 Anzeigeneinheit 13 display unit
14 Bauteil 14 component
15 Bedienfeld 15 Control panel

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Messvorrichtung (1 ) zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme (6) einer Werkzeugspannvorrichtung (5), mit einem Messkörper (2), und mit einer Spannungsquelle und mit einer Sensoreinheit zur Erfassung eines Messwerts einer Messgröße in Kontakt stehende Steuer- und 1. Measuring device (1) for insertion into a tool holder (6) of a tool clamping device (5), with a measuring body (2), and with a voltage source and with a sensor unit for detecting a measured value of a measured variable in contact with control and
Erfassungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass im Messkörper (1 ) ein Verstellglied (10) angeordnet ist, das verstellbar ist in eine Detection unit, characterized in that an adjusting member (10) is arranged in the measuring body (1), which is adjustable in one
Aktivierungsstellung, in der die Energieentnahme aus der Activation position in which the energy withdrawal from the
Spannungsquelle zur Versorgung der Sensoreinheit sowie der Steuer- und Erfassungseinheit aktivierbar ist und/oder in eine Messstellung zur Erfassung des Messwerts einer Messgröße durch die Steuer- und Voltage source for supplying the sensor unit and the control and detection unit can be activated and / or in a measuring position for detecting the measured value of a measured variable by the control and
Erfassungseinheit und durch die Sensoreinheit. Registration unit and by the sensor unit.
2. Messvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Messkörper (2) einenends einen Bund (4) aufweist, in dem das 2. Measuring device (1) according to claim 1, characterized in that the measuring body (2) has at one end a collar (4) in which the
Verstellglied (10) geführt ist und dass das Verstellglied (10) derart im Bund (4) positioniert ist, dass es durch ein Bauteil (14) der Adjusting member (10) is guided and that the adjusting member (10) is positioned in the collar (4) in such a way that it is supported by a component (14)
Werkzeugspannvorrichtung (5) beaufschlagbar ist. Tool clamping device (5) can be acted upon.
3. Messvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Griff (3) und/oder am Messkörper (2) eine mit der Steuer- und Erfassungseinheit in Kontakt stehende Anzeigeneinheit (13) angeordnet ist zur Anzeige des ermittelten Messwerts. 3. Measuring device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that on the handle (3) and / or on the measuring body (2) a display unit (13) in contact with the control and detection unit is arranged to display the determined measured value .
4. Messvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensoreinheit oder der Steuer- und Erfassungseinheit ein Sender zur Übertragung des Messwerts auf eine externe Anzeigeeinrichtung oder eine Maschinensteuerung zugeordnet ist. 4. Measuring device (1) according to claim 3, characterized in that the sensor unit or the control and detection unit is assigned a transmitter for transmitting the measured value to an external display device or a machine control.
5. Messvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verstellglied (10) ein federndes Element (12) zur Verstellung in die Messstellung zugeordnet ist mittels der durch die Feder (12) auf das Verstellglied (10) ausgeübten Rückstellkraft. 5. Measuring device (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the adjusting member (10) is assigned a resilient element (12) for adjustment in the measuring position by means of the spring (12) on the adjusting member (10) exerted restoring force.
6. Messvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 6. Measuring device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized
gekennzeichnet, dass der Steuer- und Erfassungseinheit ein Zeitmesser zugeordnet ist zur Deaktivierung der Energieentnahme aus der characterized in that the control and recording unit is assigned a timer for deactivating the removal of energy from the
Spannungsquelle. Voltage source.
7. Messvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch 7. Measuring device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized
gekennzeichnet, dass das Verstellglied (10) verstellbar ist in eine characterized in that the adjusting member (10) is adjustable in a
Deaktivierungsstellung, in der die Energieentnahme aus der Deactivation position in which the energy withdrawal from the
Spannungsquelle zur Versorgung der Sensoreinheit sowie der Steuer- und Erfassungseinheit deaktivierbar ist. Voltage source for supplying the sensor unit and the control and detection unit can be deactivated.
8. Verfahren zum Erfassen eines Messwerts einer Messgröße in einer ein Druckstück (8) aufweisenden Werkzeugaufnahme (6) einer 8. Method for acquiring a measured value of a measured variable in a tool holder (6) having a pressure piece (8)
Werkzeugspannvorrichtung (5) mittels einer Messvorrichtung (1 ), die einen Messkörper (2) und eine mit einer Spannungsquelle und einer Sensoreinheit in Kontakt stehenden Steuer- und Erfassungseinheit aufweist und mit einem im Messkörper (2) angeordneten Verstellglied (10) umfassend die folgenden Schritte: Tool clamping device (5) by means of a measuring device (1), which has a measuring body (2) and a control and detection unit in contact with a voltage source and a sensor unit and with an adjusting member (10) arranged in the measuring body (2), comprising the following steps :
A) Einsetzen der Messvorrichtung (1 ) in die Werkzeugaufnahme (6) einer Werkzeugspannvorrichtung (5); A) inserting the measuring device (1) into the tool holder (6) of a tool clamping device (5);
B) Verstellen des Verstellglieds (10) in eine Aktivierungsstellung durch das Druckstück (8) und damit Aktivierung der Energieentnahme aus der Spannungsquelle zur Versorgung der Sensor- sowie der Steuer- und Erfassungseinheit; B) adjusting the adjusting member (10) into an activation position by the pressure piece (8) and thus activating the energy extraction the voltage source for supplying the sensor unit as well as the control and detection unit;
C) Spannen der Messvorrichtung (1 ) in der Werkzeugspannvorrichtung (5) und damit verbundenes Verstellen des Verstellglieds (10) in eine Messstellung; C) clamping the measuring device (1) in the tool clamping device (5) and adjusting the adjusting member (10) in a measuring position connected therewith;
D) Messung des Messwerts einer Messgröße mittels der Sensoreinheit; D) measurement of the measured value of a measured variable by means of the sensor unit;
E) Übertragen des Messwerts an die Steuer- und Erfassungseinheit;E) transmission of the measured value to the control and recording unit;
F) Lösen der Messvorrichtung (1 ); F) loosening the measuring device (1);
G) Entnahme der Messvorrichtung (1 ) aus der Werkzeugaufnahme (6). G) Removing the measuring device (1) from the tool holder (6).
9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch den zumindest Schritt D) folgenden Schritt: 9. The method according to claim 8, characterized by the at least step D) following step:
- Übertragen des Messwertes die Steuer- und Erfassungseinheit an eine am Messkörper (2) oder Griff (3) ausgebildeten Anzeigeeinheit (13) und/oder - Transfer the measured value, the control and detection unit to a display unit (13) and / or formed on the measuring body (2) or handle (3)
- Übertragen des Messwertes über einen in der Steuer- und - Transfer the measured value via a in the control and
Erfassungseinheit ausgebildeten Sender an eine der Detection unit trained transmitter to one of the
Werkzeugspannvorrichtung (5) zugeordneten Anzeigevorrichtung oder direkt übergeordnete Maschinensteuerung. Tool clamping device (5) associated display device or directly higher-level machine control.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that step
A) automatisiert erfolgt durch Ergreifen der Messvorrichtung (1 ) mittels eines Werkzeugwechslers aus einem Werkzeugmagazin und Einsetzen in die Werkzeugaufnahme (6) der Werkzeugspannvorrichtung (5) und dass Schritt G) automatisiert erfolgt durch Entnahme der Messvorrichtung (1 ) aus der Werkzeugaufnahme (6) mittels des Werkzeugwechslers undA) takes place automatically by gripping the measuring device (1) by means of a tool changer from a tool magazine and inserting it into the tool holder (6) of the tool clamping device (5) and step G) is carried out automatically by removing the measuring device (1) from the tool holder (6) by means of the tool changer and
Einsetzen oder Ablegen in das Werkzeugmagazin. Inserting or depositing in the tool magazine.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt D) mehrfach durchgeführt wird und dass zumindest dem Schritt D) der Schritt folgt: 11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that step D) is carried out several times and that at least step D) is followed by the step:
- Bilden eines Mittelwertes aus der Vielzahl der Messwerte durch die Steuer- und Erfassungseinheit. - Forming an average of the large number of measured values by the control and recording unit.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Messstellung als Messgröße eine Einzugskraft einer der Werkzeugspannvorrichtung (5) zugeordneten Spindel (7) und/oder ein Hub des Druckstücks (8) ermittelt wird. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that in the measuring position a pull-in force of a spindle (7) assigned to the tool clamping device (5) and / or a stroke of the pressure piece (8) is determined as the measured variable.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch die13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized by the
Schritte: Steps:
- Ermittlung eines aktuellen Ladestands der Spannungsquelle, und - Determination of a current charge level of the voltage source, and
- Übermittlung des Ladestands an die Anzeigeneinheit (13) und/oder die Anzeigenvorrichtung. - Transmission of the charge level to the display unit (13) and / or the display device.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass nach Übertragung des Messwerts an die Anzeigeneinheit (13) oder die Anzeigenvorrichtung der Schritt folgt: 14. The method according to any one of claims 9 to 13, characterized in that after transmission of the measured value to the display unit (13) or the display device, the step follows:
- Deaktivierung der Energieentnahme aus der Spannungsquelle zur Versorgung der Steuer- und Erfassungseinheit sowie der Sensoreinheit 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: - Deactivation of the energy withdrawal from the voltage source for supplying the control and detection unit and the sensor unit 15. Method according to one of claims 9 to 13, characterized by the following step:
- Verstellen des Verstellglieds (10) in eine Deaktivierungsstellung in der die Energieentnahme aus der Spannungsquelle zur Versorgung der Steuer- und Erfassungseinheit sowie der Sensoreinheit deaktiviert wird. - Adjusting the adjusting member (10) to a deactivation position in which the energy withdrawal from the voltage source for supplying the control and detection unit and the sensor unit is deactivated.
PCT/EP2019/083202 2018-12-03 2019-12-01 Automated measuring device for a tool-clamping device WO2020114919A1 (en)

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