DE9017270U1

DE9017270U1 - Device for optical tool control

Info

Publication number: DE9017270U1
Application number: DE9017270U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2000-12-20

Description

90 64152 Siemens Aktiengesellschaft 90 64152 Siemens AG

Vorrichtung zur optischen WerkzeugkontrolleDevice for optical tool control

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur optischen Werkzeugkontrolle bei einer Werkzeugmaschine, die eine durch eine Lichtquelle gleichmäßig beleuchtbare Hintergrundfläche aufweist, vor die ein Werkzeug zur optischen Kontrolle bringbar ist.The invention relates to a device for optical tool control in a machine tool, which has a background surface that can be evenly illuminated by a light source and in front of which a tool can be brought for optical control.

Derartige Einrichtungen zur Werkzeugkontrolle werden bei computergesteuerten Werkzeugmaschinen eingesetzt. Diese Maschinen arbeiten großenteils ohne dauernde Kontrolle durch den Menschen und sind zur Bearbeitung verschiedener Teile frei programmierbar. Oft werden solche Maschinen während ganzer Arbeitsschichten ohne Aufsicht betrieben. Such tool control devices are used in computer-controlled machine tools. These machines operate largely without constant human control and can be freely programmed to machine various parts. Such machines are often operated unsupervised for entire work shifts.

Da bei jeder Art von Werkzeugmaschinen die verschiedenen Bearbeitungswerkzeuge einerseits sich abnutzen, andererseits abbrechen können, ist eine regelmäßige Kontrolle der Werkzeuge notwendig. Diese Kontrolle wird beispielsweise mit Hilfe einer automatischen optischen Kontrollvorrichtung durchgeführt, die eine beleuchtete Hintergrundfläche aufweist, vor die ein Werkzeug in eine festgelegte Position gebracht wird, um die Abschattung der beleuchteten Fläche durch das vor ihr angeordnete Werkzeug mittels einer optischen Meßeinrichtung zu erfassen.Since the various processing tools on any type of machine tool can wear out or break off, regular inspection of the tools is necessary. This inspection is carried out, for example, using an automatic optical inspection device that has an illuminated background surface in front of which a tool is placed in a fixed position in order to detect the shadowing of the illuminated surface by the tool arranged in front of it using an optical measuring device.

Tritt der Fall ein, daß die Form eines Werkzeugs sich durch Bruch oder Abnutzung verändert hat, so wird die Maschine automatisch stillgesetzt und fällt bis zur Wiederinstandsetzung aus.If the shape of a tool changes due to breakage or wear, the machine is automatically shut down and out of operation until it is repaired.

Bei dieser Meßmethode ergibt sich das Problem, daß bei der Betätigung des Werkzeugs vor der Werkzeugkontrolle Späne vomThe problem with this measuring method is that when the tool is operated before the tool control, chips from the

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Bearbeitungsvorgang, sowie Kühlflüssigkeit auch in den Bereich der beleuchteten Hintergrundfläche gelangen können. Durch Späne oder Tropfen, die sich auf der Hintergrundfläche absetzen, wird diese unabhängig von dem Vorhandensein des Werkzeugs teilweise abgeschattet, wodurch das Meßergebnis verfälscht werden kann.Machining process, as well as coolant can also reach the area of the illuminated background surface. Chips or drops that settle on the background surface partially shade it, regardless of the presence of the tool, which can distort the measurement result.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optischen Werkzeugkontrolle der eingangs genannten Art für computergesteuerte Werkzeugmaschinen zu schaffen, bei der zumindest zum Zeitpunkt der Werkzeugkontrolle die Hintergrundfläche von festen Partikeln und Flüssigkeitstropfen freigehalten ist. Hierdurch soll ein fehlerhaftes Stillsetzen der Werkzeugmaschinen verhindert werden.The present invention is therefore based on the object of creating a device for optical tool control of the type mentioned at the beginning for computer-controlled machine tools, in which at least at the time of the tool control the background area is kept free of solid particles and liquid drops. This is intended to prevent the machine tools from being stopped incorrectly.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Strömungsführungseinrichtung für ein im Bereich der Hintergrundfläche strömendes Fluid.The object is achieved according to the invention by a flow guide device for a fluid flowing in the area of the background surface.

Die Strömungsführungseinrichtung kann vorteilhaft einen Hohlkörper mit Ausströmöffnungen für das Fluid aufweisen. Der Hohlkörper ist mit einem Fluid gefüllt, das unter Druck gesetzt werden kann, so daß es teilweise durch die Ausströmöffnungen austritt. Dieses Fluid kann beispielsweise ein Gas wie Druckluft oder Stickstoff, aber auch eine durchsichtige Flüssigkeit sein.The flow guide device can advantageously have a hollow body with outflow openings for the fluid. The hollow body is filled with a fluid that can be pressurized so that it partially escapes through the outflow openings. This fluid can be, for example, a gas such as compressed air or nitrogen, but also a transparent liquid.

Wenistens eine Ausströmöffnung kann auf die Hintergrundfläche selbst gerichtet sein, so daß beispielsweise Gas, insbesondere Druckluft, die durch die Ausströmöffnung gepreßt wird, Partikel und Tropfen der Kühlflüssigkeit von der Hintergrundfläche wegbläst. Wird der Hohlkörper mit einer Flüssigkeit gefüllt, so ist es vorteilhaft, eine durchsichtige Flüssigkeit zu wählen, so daß eventuell an der Hintergrundfläche haftende Tropfen dieser Flüssigkeit die Hintergrundfläche nicht selbst abschatten. Als durchsichtige Flüssigkeit bietet sich beispielsweise Wasser an.At least one outlet opening can be directed towards the background surface itself, so that, for example, gas, in particular compressed air, which is pressed through the outlet opening, blows particles and drops of the cooling liquid away from the background surface. If the hollow body is filled with a liquid, it is advantageous to choose a transparent liquid so that any drops of this liquid adhering to the background surface do not cast a shadow on the background surface itself. Water, for example, is a suitable transparent liquid.

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Wenigstens eine Ausströmöffnung kann auch vorteilhaft derart an der Hintergrundfläche vorbeigerichtet sein, daß auf die Hintergrundfläche zufliegende Fremkörper durch ein aus einer Ausströmöffnung ausgetretenes Fluid von der Hintergrundfläche weggelenkt werden.At least one outflow opening can also advantageously be directed past the background surface in such a way that foreign bodies flying towards the background surface are deflected away from the background surface by a fluid emerging from an outflow opening.

Das aus der Ausströmöffnuung austretende Gas oder die Flüssigkeit bilden hierbei eine Barriere, die wie ein Vorhang wirkt und die umherfliegenden festen Partikel bzw. Tropfen von Kühlflüssigkeit von der Hintergrundfläche fern hält. Das aus einem Gas oder einer Flüssigkeit bestehende Fluid muß dabei selbst nicht mit der Hintergrundfläche in Berührung kommen. Trotzdem ist durch das Fluid hindurch eine Messung der Abschattung der Hintergrundfläche möglich. Es kann auch vorgesehen sein, daß das Fluid nur während des Betriebs des zu vermessenden Werkzeugs aus den Ausströmöffnungen austritt. Nachdem das zu vermessende Werkzeug nicht mehr in Betrieb ist, ist das Umherfliegen von weiteren Partikeln und Tropfen von Kühlflüssigkeit weniger wahrscheinlich. Die Vermessung des Werkzeugs kann dann auch stattfinden, nachdem die Beströmung der Hintergrundfläche mit dem Fluid beendet ist.The gas or liquid emerging from the outlet opening forms a barrier that acts like a curtain and keeps the flying solid particles or drops of coolant away from the background surface. The fluid, which consists of a gas or liquid, does not have to come into contact with the background surface. Nevertheless, it is possible to measure the shading of the background surface through the fluid. It can also be provided that the fluid only emerges from the outlet openings while the tool to be measured is in operation. Once the tool to be measured is no longer in operation, it is less likely that more particles and drops of coolant will fly around. The tool can then also be measured after the fluid has stopped flowing onto the background surface.

Die Ausströmöffnungen werden vorteilhaft so ausgestaltet, daß sie Düsenform aufweisen. Dadurch kann die Strömung des Fluids besonders gut beschleinigt und gerichtet werden.The outflow openings are advantageously designed in such a way that they have a nozzle shape. This allows the flow of the fluid to be accelerated and directed particularly well.

Es kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, daß mehrere gleichartige Ausströmöffnungen gleichmäßig an der der Hintergrundfläche zugewandten Seite des Hohlkörpers verteilt sind. 30It can also be advantageous to provide that several similar outflow openings are evenly distributed on the side of the hollow body facing the background surface. 30

Dadurch wird erreicht, daß die beleuchtbare Hintergrundfläche in ihrer gesamten Ausdehnung gleichmäßig mit dem Fluid angeströmt werden kann.This ensures that the illuminable background area can be evenly exposed to the fluid over its entire area.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.The invention is shown in a drawing using an embodiment and then described.

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* 90 64152 Dabei zeigt die * 90 64152 The

Figur 1 die Vorrichtung in stark schematisierter Darstellung, Figur 2 eine Ansicht derselben Vorrichtung in dem in Figur 1 skizzierten Schnitt.Figure 1 shows the device in a highly schematic representation, Figure 2 shows a view of the same device in the section sketched in Figure 1.

Die Vorrichtung zur optischen Werkzeugkontrolle besteht aus einer Lichtquelle 1, die eine durchscheinende HintergrundflächeThe device for optical tool control consists of a light source 1, which has a translucent background surface

2 gleichmäßig beleuchtet. Vor die Hintergrundfläche 2 ist im Bedarfsfall ein Werkzeug 3 bringbar. Das Werkzeug 3 ist in einer zu einer Werkzeugmaschine gehörigen Werkzeughalterung 4 befestigt. Eine Meßoptik 5 mit einem zellenförmigen lichtempfindlichen Element 6 erlaubt die Messung der Abschattung der Hintergrundfläche 2 durch das Werkzeug 3. Durch die Optik 5 wird das Werkzeug 3 auf das zellenförmige lichtempfindliche Element 6 abgebildet. Ein unabgenutztes und unbeschädigtes Werkzeug 3 schattet nach seiner Justierung das lichtempfindliche Element 6 in einem bestimmten, festgelegten Bereich ab. Nach einer Beschädigung des Werkzeugs 3 durch Abbrechen oder Abnutzung wird dieser abgeschattete Bereich des lichtempfindlichen Elementes 6 verringert. Dadurch gelangt mehr Licht von der beleuchteten Hintergrundfläche 2 über die Optik zu dem lichtempfindlichen Element 6. Aus der größeren Lichtmenge wird eine Beschädigung des Werkzeuges 3 geschlossen und anzeigt.2 evenly illuminated. If necessary, a tool 3 can be brought in front of the background surface 2. The tool 3 is fastened in a tool holder 4 belonging to a machine tool. A measuring optics 5 with a cellular light-sensitive element 6 allows the shading of the background surface 2 by the tool 3 to be measured. The optics 5 project the tool 3 onto the cellular light-sensitive element 6. An unworn and undamaged tool 3, after it has been adjusted, shades the light-sensitive element 6 in a specific, defined area. After the tool 3 is damaged by breaking off or wear, this shaded area of the light-sensitive element 6 is reduced. As a result, more light from the illuminated background surface 2 reaches the light-sensitive element 6 via the optics. Damage to the tool 3 is concluded and indicated from the larger amount of light.

Wird eine solche Beschädigung eines Werkzeugs 3 durch die Meßeinrichtung registriert, so wird ein Signal an die Steuerung der Werkzeugmaschine gegeben, das das Auswechseln des WerkzeugsIf such damage to a tool 3 is registered by the measuring device, a signal is sent to the control system of the machine tool, which requires the tool to be replaced.

3 veranlaßt bzw., wenn kein Ersatzwerkzeug vorhanden ist, die Maschine stillsetzt.3 or, if no replacement tool is available, stops the machine.

In der Nähe der beleuchtbaren Hintergrundfläche 2, die beispielsweise durch die Mantelfläche einer Leuchtstoffröhre gebildet sein kann, ist der Hohlkörper 7 in Form eines Rohres mit düsenförmigen Öffnungen 8 angeordnet. Über die Zuleitung 9 wird das Rohr mit Druckluft versorgt. Die Druckluft tritt durch dieThe hollow body 7 in the form of a tube with nozzle-shaped openings 8 is arranged near the illuminable background surface 2, which can be formed, for example, by the outer surface of a fluorescent tube. The tube is supplied with compressed air via the supply line 9. The compressed air enters through the

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1 Öffnungen 8 aus und strömt zwischen der Hintergrundfläche 2 und dem Werkzeug 3 hindurch. Partikel, wie z. B. Metallspäne oder Tropfen von Kühlflüssigkeit, die von dem Werkzeug 3 in Richtung der Hintergrundfläche 2 befördert werden, gelangen entweder gar1 openings 8 and flows between the background surface 2 and the tool 3. Particles such as metal chips or drops of coolant that are transported by the tool 3 towards the background surface 2 either do not reach

5 nicht durch den Gasstrom hindurch, sondern werden abgelenkt und von dem Gasstrom wegbefördert, oder sie werden durch den Luftstrom weggeblasen. Auf diese Weise können sich keine störenden Partikel auf der Hintergrundfläche 2 absetzen.5 do not pass through the gas flow, but are deflected and carried away by the gas flow, or they are blown away by the air flow. In this way, no disturbing particles can settle on the background surface 2.

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Claims

· · it ,»&kgr;, -&kgr; 9 O G 415 2 Protection claims

1. Device for optical tool control in a machine tool, which has a background surface that can be uniformly illuminated by a light source and in front of which a tool can be brought for optical control, characterized by a flow guide device (7, 8) for a fluid flowing in the region of the background surface (2).
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2. Device according to claim 1, characterized in that the flow guide device (7, 8) has a hollow body (7) with outflow openings (8) for the fluid.

3. Device according to claim 2, characterized in that at least one outflow opening (8) is directed towards the background surface (2).

4. Device according to claim 2, characterized in that at least one outflow opening (8) is directed past the background surface (2) in such a way that foreign bodies flying towards the background surface (2) are deflected away from the background surface (2) by a fluid emerging from an outflow opening (8).

5. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the outflow openings (8) have a nozzle shape.

6. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that several similar outflow openings (8) are evenly distributed on the side of the hollow body (7) facing the background surface (2).

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