用于测量工件的工具机和方法技术

本发明专利技术涉及一种工具机，特别是磨削机，以及涉及一种用于测量工具机中工件的方法。工具机可以具有：工件容纳部(14)、工具单元(28)、测量装置(48)以及控制装置(56)，其中，控制装置(56)能够与测量装置(48)和工具单元(28)相联接，测量装置(48)被接纳在工具单元(28)上并且具有至少一个开关测量头(66；68)，至少一个开关测量头(66；68)被接纳在承载件(80)上，该承载件为至少一个开关测量头(66；68)提供多个受限定的预设位置，并且控制装置(56)被构造用于：由至少一个开关测量头(66；68)在触碰工件(96)时，对所触发的信号加以检测，并且借助工具单元(28)的实际位置来获取至少一个开关测量头(66；68)的实际位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量工件的工具机和方法
本专利技术涉及一种工具机，特别是一种磨削机，具有：工件容纳部；工具单元测量装置以及控制装置，控制装置能够与测量装置和工具单元联接。本专利技术还涉及一种用于测量工具机中工件的方法，所述工具机特别是指磨削机。
技术介绍
工具机(特别是磨削机)在现有技术中是公知的。于是，圆磨机例如可以具有旋转对称的工具，例如磨削盘，所述工具能够以适当的方式与工件相互作用，以磨去材料。圆磨机例如可以构造用于进行外部圆磨、内部圆磨或者横磨或者倾斜横磨。除了磨削盘，在圆磨时也可以应用磨削带。除了旋转对称的面，当工件容纳部和工具单元能被以适当方式驱动并且彼此相对移位时，例如也可以加工偏心设计的工件面。按照这种方式例如能够加工或磨削出具有偏心几何形状的凸轮轴、曲轴或类似的工件。需要加工的工件例如可以被接纳在工件容纳部的尖顶之间，或者在一侧被接纳在工件容纳部中。此外，是所谓的无尖顶式磨削，其中，工件在磨削机中并未接纳在尖顶之间，而是例如能够借助放置轨、引导滚轮等得到容纳和引导。由DE102009042252A1公知一种磨削机，该磨削机具有测量装置，该测量装置被构造用于在加工过程期间，在待测样品上进行在线测量。为此目的，测量装置具有测量头，该测量头借助连杆能够枢转地与测量装置的基体相连接。测量头具有能够偏转的测量探头，该测量探头与测量棱柱相联接并且设置用于确定待测样品的直径或圆度。连杆应当被构造用于至少能够在一定的范围内使待测样品能够执行运动，例如使凸轮轴的凸轮轴颈绕其转动轴线转动。按照这种方式，原则上即使在对偏心布置的圆柱面进行磨削加工时仍然可以至少分段地进行在线测量。这一过程能够与磨削加工同时进行。但是，测量装置具有复杂的构造。连杆的构造耗费很大并且在运行中难于控制。所谓的在线测量(在加工过程期间的测量)可以实现高精度的加工过程并且有助于提高制造品质和工艺可靠性。但为此目的，一般需要的是：针对每个需要测量的工件规格(也就是例如针对每个直径)，提供与预计的尺寸精确适配的测量头。这例如可以是单一目的测量头，或者是其上能调整地容纳例如两个测量探头的测量头，这两个测量探头彼此间具有符合预期间距的间距。测量探头分别匹配于需要检测的尺寸并且相应地对准。这种在线测量头例如在DE19616353A1中示出。在此，可能不利的是所需的、复杂的配置、校准或验证过程，以便使测量头匹配于相应的使用目的。特别是在小批量和中等批量的单独加工过程中，例如对测量头的配置随之带来不可忽略的时间耗费。基于上述背景，已经必须被作为反例的是：由DE102009042252A1公知的测量装置也许不能满足在线测量的情况下所要求的测量精度。所属的测量头具有一个测量探头和一个测量棱柱，他们借助连杆的多个连杆元件与绝对测量参照物相关联。沿着连杆动态链的所有偏差都能够被引入测量头相对于待测样品的位置关系。这特别是在分段测量偏心的工件时是不利的。测量头相对于待测样品(例如相对于其角位置)的位置可能是有误差的。
技术实现思路
基于上述背景，本专利技术的目的在于：提出一种工具机，特别是磨削机，其中，在低耗费的情况下，设计出对工件高精度而且高灵活度的测量方案。另外，应当提出如下用于测量工件、特别是工件直径的方法，这种方法例如能够利用所述工具机来执行。所述目的根据本专利技术通过一种工具机(特别是磨削机)来实现，其具有下列部件：工件容纳部，具有至少一个用于容纳工件的工件保持件，工具单元，具有工具芯轴(特别是磨削头)，用以容纳和驱动工具(特别是至少一个磨削盘)，其中，工具单元能够至少沿着进给轴线相对于工件移动，模块化的测量装置，所述测量装置接纳在工具单元上，其中，测量装置具有至少一个开关测量头，其中，该至少一个开关测量头被接纳在承载件上，该承载件为至少一个开关测量头提供多个受限定的预设位置，以及控制装置，该控制装置能够与测量装置和工具单元相联接，其中，控制装置被构造用于：由至少一个开关测量头在触碰工件时对所触发的信号加以检测，并且借助工具单元的实际位置来获取至少一个开关测量头的实际位置。本专利技术的目的按照上述方式得到完美实现。根据本专利技术，就能够通过很低的附加耗费来提供大大扩展的功能属性。通过由控制装置逆推出在工具单元移动时终归能被检测到的或者在无显著附加耗费的情况下能够被检测的位置数据，而能够以高精度来确定至少一个开关测量头的实际位置。例如能够借助至少一个开关测量头的触发时间点和工具单元所属的实际位置来获知开关测量头的实际位置。该实际位置能够实现逆推出工件的几何形状或工具规格。承载件针对至少一个开关测量头提供多个预设位置。按照这种方式，至少一个开关测量头能够固定在不同的位置上。这可以有助于实现不同的测量目的。这些测量目的例如可以包括沿径向对工件进行触碰。测量目的还可以包括沿轴向对工件进行触碰。至少一个开关测量头能够以如下方式接纳在承载件上：使得例如触碰臂能够引入工件上的凹陷部或凹处中。这一过程原则上可以沿轴向或沿径向进行。凹陷部或凹处例如可以构造为孔或槽。孔例如可以实施为轴向孔或径向孔。槽例如可以构造为纵向槽或环绕槽。至少一个开关测量头的不同的受限定的位置和定向实现了对大量规格的精确确定。针对至少一个开关测量头的多个受限定的预设位置还可以实现对如下工件的触碰和测量，所述工件在其规格范围和数量级方面具有明显差异。按照这种方式，例如可以在无需明显改装工作的情况下，对相对“大的”还有相对“小的”工件加以测量。也可以考虑对不同的位置和形状公差加以检测。优选的是，将两个开关测量头接纳在承载部件上。按照这种方式可以对具备较高可变形性的工件进行测量。根据优选的构造方案，至少一个开关测量头构造为触发开关(或者说触发器开关)。换言之，至少一个开关测量头例如可以构造用于仅产生两个状态信号。在此，可以涉及状态“无接触”以及状态“接触”。按照这种方式，能够通过由至少一个开关测量头产生的“接触”信号，在考虑到工具单元的实际位置的情况下间接对开关测量头进行位置确定。可以获取例如工件几何形状的信息。至少一个开关测量头的实际位置原则上能够以绝对或相对的方式得到检测。特别是当工具单元针对其移位方案具有多于一个的能够移动的轴线时，能够在多个方向或空间轴线上对至少一个开关测量头的实际位置加以检测。工具单元能够至少沿进给轴线相对于工件移动。据此，至少一个开关测量头的(绝对或相对的)实际位置能够按照这种方式得到检测。此外，当工具单元能够沿至少一个另外的轴线相对于工件移动时，能够借助相应多个空间轴线对实际位置进行确定。这种运动例如可以包括前进运动。例如可以实现对至少一个开关测量头进行二维或三维的位置确定。不言而喻的是，工具单元能够直接或间接地运动。一般来讲，可以包括工具单元与工件之间的相对运动。换言之，即例如工件相对于工具单元的运动可以表现为工具单元与工具之间的相对运动。为了确定至少一个开关测量头的实际位置，能够利用即便在运动中也能够得到检测的工具单元实际位置。另外，工具单元也可以间接地移动。这例如可以借助十字台来实现，十字台实现了沿两个空间方向的运动。原则上可以设想的是：借助参照物来执行对模块式测量装置的相对或绝对的校准。校准特别是可以与至少一个开关测量头相关。参照物例如可以设置为工具机的固定的或可分离的参照几何形状。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工具机，特别是磨削机，具有下列部件：工件容纳部(14)，具有至少一个用于容纳工件(96)的工件保持件(16、18)，工具单元(28)，具有工具芯轴(30)，特别是磨削头，用以容纳和驱动工具(32)，特别是至少一个磨削盘，其中，所述工具单元(28)能够至少沿着进给轴线(70)相对于工件(96)移动，模块化的测量装置(48)，所述测量装置接纳在所述工具单元(28)上，其中，所述测量装置(48)具有至少一个开关测量头(66；68)，其中，所述至少一个开关测量头(66；68)被接纳在承载件(80)上，所述承载件为所述至少一个开关测量头(66；68)提供多个受限定的预设位置，以及控制装置(56)，所述控制装置能够与所述测量装置(48)和所述工具单元(28)相联接，其中，所述控制装置(56)被构造用于：由所述至少一个开关测量头(66；68)在触碰工件(96)时，对所触发的信号加以检测，并且借助所述工具单元(28)的实际位置来获取所述至少一个开关测量头(66；68)的实际位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.07 DE 102012110673.81.一种工具机，具有下列部件：工件容纳部(14)，具有至少一个用于容纳工件(96)的工件保持件(16、18)，工具单元(28)，具有工具芯轴(30)，用以容纳和驱动工具(32)，其中，所述工具单元(28)能够至少沿着进给轴线(70)相对于工件(96)移动，模块化的测量装置(48)，所述测量装置接纳在所述工具单元(28)上，其中，所述测量装置(48)具有至少一个开关测量头(66；68)，其中，所述至少一个开关测量头(66；68)被接纳在承载件(80)上，所述承载件为所述至少一个开关测量头(66；68)提供多个受限定的预设位置，以及控制装置(56)，所述控制装置能够与所述测量装置(48)和所述工具单元(28)相联接，其中，所述控制装置(56)被构造用于：由所述至少一个开关测量头(66；68)在触碰工件(96)时，对所触发的信号加以检测，并且借助所述工具单元(28)的实际位置来获取所述至少一个开关测量头(66；68)的实际位置。2.根据权利要求1所述的工具机(10)，其中，所述模块化的测量装置(48)具有至少两个开关测量头(66；68)，所述至少两个开关测量头被彼此间隔地接纳在所述承载件(80)上，其中，所述至少两个开关测量头(66；68)在第一测量构型中彼此间具有限定出测量区域(78)的基本间距(86)，其中，所述基本间距(86)大于已知的参照尺寸地选取，以及所述控制装置(56)被构造用于沿进给轴线(70)检测所述工具单元(28)的实际位置，并且基于所述工具单元(28)的行驶行程(98)，在顾及到所述参照尺寸(84)和/或所述基本间距(86)的情况下，在以至少两个开关测量头(66；68)触碰置入所述测量区域(78)中的工件(96)时，来获取实际间距(100)。3.根据权利要求1所述的工具机(10)，其中，至少一个开关测量头(66；68)被接纳在适配件(110、112)上，所述适配件与所述承载件(80)相协调并且能够以多个限定的预设位置被固定在所述承载件(80)上。4.根据权利要求2所述的工具机(10)，其中，所述至少两个开关测量头(66；68)在第二测量构型中沿一空间方向(40)被彼此隔开间距地接纳在所述承载件(80)上的方式为：使得开关测量头(66；68)能够沿轴向触碰所述工件(96)。5.根据权利要求1所述的工具机(10)，其中，至少一个开关测量头(66；68)具有弯曲的触碰臂(67；69)，所述触碰臂相对于开关测量头(66；68)的纵轴线成一定角度地收尾。6.根据权利要求2所述的工具机(10)，其中，所述测量装置(48)具有测量插件(50)，所述至少两个开关测量头(66；68)被接纳在所述测量插件上，并且所述测量插件(50)能够枢转，以便将所述工件(96)送入所述测量区域(78)中。7.根据权利要求1所述的工具机(10)，其中，所述测量装置(48)具有联接传动机构(64)，所述联接传动机构实现了在测量位置与脱离作用位置之间的枢转。8.根据权利要求1所述的工具机(10)，其中，所述工件(96)能够被接纳在工件芯轴(16)上，所述工件芯轴能被选择性地绕工件芯轴轴线(20)旋转驱动，其中，所述工件芯轴轴线(20)垂直于所述进给轴线(70)地布置，并且所述工具芯轴(30)具有工具芯轴轴线(34)，所述工具芯轴轴线平行于所述工件芯轴轴线(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·塞恩，瓦尔特·法布里斯，雷托·茨瓦伦，弗雷德·盖高夫，
申请(专利权)人：弗立兹·斯图特公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH