Automatisiertes Messen mit NC-Werkzeugmaschinen by P. Kohler

By P. Kohler

Die vorliegende Arbeit entstand wanrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fUr Steue rungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrich tungen (ISW) der Universitat Stuttgart. Dem verstorbenen Institutsleiter, Herrn Professor Dr. -Ing. G. Stute, gilt mein besonderer Dank fUr seine Unter stlitzung, die diese Arbeit ermoglichte. Ebenso danke ich Herrn Professor Dr. -Ing. A. Storr, unter dessen komissarischer Institutsleitung ich die promoting vollenden konnte, und dessen in depth Durchsicht meiner Arbeit wesentlich zu deren Gelingen beigetragen hat. Mein Dank gilt auch Herrn Professor Dr. -Ing. H. J. Warnecke fUr seine Bereitschaft, den Mitbericht zu libernehmen. Mein verbindlicher Dank gilt den Kollegen und Studenten, die durch kameradschaftliche Zusammenarbeit diese Arbeit forderten, besonders Herrn Dipl. -Ing. G. Krattenmacher und Herrn Dipl. -Ing. D. Pfeiffer. Paul Kohler five Inhaltsverzeichnis Abklirzungsverzeichnis, Formelzeichen eight 1 Einleitung thirteen 2 Notwendigkeit von Messen in der Maschine 15 2. 1 Qualitatssicherung und Qualitatssteigerung sixteen Produktivitatssteigerung durch automatisierte 2. 2 22 Kontrollvorgange in der Maschine Stand der Technik bei Messen in der Maschine 28 three three. 1 examine bestehender Einrichtungen 28 three. 1. 1 Bedienergeflihrte mechanisch antastende MeBgerate 28 three. 1. 2 Automatische, maschinenpositionsunabhangige 29 MeBgerate Sensoren flir Messen mit der Maschine 30 three. 1. three. 1 Messende Taster 31 three. 1. three. 2 Schaltende 3-D-Taster 32 three. 1. three. three Signallibertragung zwischen Taster und Auswerte 33 einheit Steuerungsunabhangige Einheit fUr die Erfassung three. 1.

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Bei 1-D-Tastern mit einem MeBbereieh groBer als 5 mm und einer Auflosung von 1 ~ 31 werden aus Genauigkeitsgrlinden nur noch inkrementale Verfahren eingesetzt / 16 /. Bei messenden 2-D-Tastern / 17 / und 3-DTastern / 18 / mit einem ublichen Auslenkweg des Taststiftes bis 1 mm werden analoge MeEverfahren angewandt, und die MeEwerte werden dann tiber A/D-wandler digitalisiert. Bedingt durch die geringen Auslenkwege der 2- und 3-D-MeBtaster von 1 mm, darf die Istposition der anzutastenden Flache nur weniger als 1 mm von der Sollposition abweichen.

5 eingezeichnet en Hystereseverlaufs muE die Taststiftlagerung aus reibungsfreien Konstruktionselementen bestehen. 62 Nach dem Schaltsignal, das der schaltende Taster nach der Bertihrung mit dem MeBobjekt oder einem definierten Auslenkweg abgibt, soll der Anstieg der Auslenkkraft in Relation zum Auslenkweg abnehmen, da sonst eine Auslenkkraft entsteht, die zu bleibenden Verformungen an MeBobjekt und Taster ftihren kann. Der Stromkreis darf nicht erst unterbrochen werden, wenn nur noch die Federkonstante der Vorspannfeder wirksam ist, wie dies dem Stand der Technik bei 3-D-Tastern entspricht / 17 /, da sonst die Anforderungen beztiglich Schwingungsunempfindlichkeit und Wiederholgenauigkeit nicht optimmal erftillt werden.

FUr den zu entwickelnden Taster soll Prinzip 1 zur Anwendung kommen und auBerdem die Signaltibertragung durch Leitungen mit Steckverbindungen erfolgen. Beides zusammen ist mit geringem Aufwand zu realisieren. Dabei soll die Zahl der Leitungen so klein wie moglich sein, und diese Verbindungen sollen wahrend 64 einem MeBvorgang standig liberwacht werden. Das Antastsignal ist zu entprellen, und es sollte auch warrrend der ganzen Auslenkzeit des Taststiftes aktiv bleiben, weil dann der Antastweg ebenfalls uberwacht werden kann.

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