用于测量工具的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于测量工具的设备和方法。本发明专利技术涉及用于确定具有刀刃（S）的工具（W）的尺寸（D，H）的设备（V）。设备（V）包括：第一光源（1），通过其可平行于第一轴线（T）来发射光；图像传感器（2），给其可分配第二轴线（Y），所述第二轴线（Y）与图像传感器（2）正交地伸展；和评估单元（10）。第一轴线（T）和第二轴线（Y）彼此倾斜地布置。该设备设立为使得，由第一光源（1）发射的光可被工具（W）的刀刃（S）反射，使得可通过被反射的光在图像传感器（2）上产生排列在一起的光点（L）。通过评估单元（10）可确定光点（L）的位置（xL，zL），且基于光点（L）的位置（xL，zL）可确定工具（W）的尺寸（D，H）。H）。H）。

【技术实现步骤摘要】
用于测量工具的设备和方法


[0001]本专利技术涉及根据权利要求1所述的一种用于按照光学原理来测量工具的设备，以及涉及根据权利要求8所述的一种用于运行该设备的方法。

技术介绍

[0002]在加工机器中或在机床中，常常借助切削工具来对工件进行加工。为了能够考虑到由磨损造成的工具形状变化针对精确加工的影响，通常以预先给定的时间间隔用高精度对工具进行测量。这常常发生在测量机中或在机床之外的检查设备中。
[0003]从DE 10 2018 006 652 A1中，已知了一种用于监控工具的方法，其中通过工具来遮挡激光器的测量光束。激光束接收器输出代表遮挡程度的信号。
[0004]在DE 10 2016 224 000 A1中描述了一种方法，利用该方法，借助暗场照明来探测工具破损。

技术实现思路

[0005]本专利技术所基于的任务是创建一种设备和一种方法，通过所述设备和所述方法能够高度准确地确定具有刀刃的工具的至少一个尺寸，其中该设备可以在加工机器的加工空间中运行。
[0006]根据本专利技术，通过权利要求1或权利要求8的特征来解决该任务。
[0007]根据本专利技术，该设备适合于确定具有刀刃的工具的尺寸、例如相关的直径或者长度。该设备包括第一光源，使得可由第一光源平行于第一轴线来发射光。此外，该设备包括图像传感器，可以给该图像传感器分配第二轴线（光学轴线），所述第二轴线与该图像传感器正交地伸展。最后，该设备包括评估单元、亦即用于评估由图像传感器提供的信号的电子电路。第一轴线和第二轴线彼此倾斜地布置，亦即尤其是彼此不平行地取向。此外，该设备设立为使得，由第一光源发射的光可能被工具的刀刃反射，以致通过被反射的光在图像传感器上可产生排列在一起的光点（或反光带）。通过评估单元，可确定光点的位置，其中基于光点在图像传感器上的位置可确定工具的尺寸。
[0008]因此，对工具尺寸的确定在本专利技术不是以透射光法进行，在所述透射光法中，光源平行于图像传感器的光学轴线来发射光。更确切地说，该设备设立为使得，在本专利技术可以采用暗场方法。由此开辟了如下可能性：比较紧凑地来构建具有权利要求1的特征的设备，但是该设备仍然以高精度工作。
[0009]第一光源可以构建为使得，发射平行光束。优选地，在该构建方案中，可以使用激光光源，该激光光源主动地发射平行光束，或者具有准直仪光学装置。替选地，第一光源也可以发射如下光束：所述光束是聚焦的或者会聚。就这一点而言，有利地可以使用LED、尤其是具有进行对焦的光学装置的LED。那么，第一轴线优选地穿过第一光源的焦点伸展。
[0010]有利地，该设备构建为使得，在评估单元中可保存至少一个参考坐标，其中可通过光点中的至少一个光点的位置与参考坐标的组合来确定工具的尺寸。评估单元或有关的电
子电路优选地处于该设备中。但是，所述评估单元也可以位于该设备之外，例如加工机器的控制装置可以包括评估单元，或者所述评估单元可以布置在单独的设备中。
[0011]在本专利技术的其他构建方案中，评估单元设立为使得，通过该评估单元，基于多个光点的位置，借助拟合计算可确定工具的尺寸。
[0012]根据本专利技术的扩展方案，该设备设立为使得，第一轴线和第二轴线相交。在此，在第一轴线与第二轴线之间的交角大于75
°
。因此，这两个轴线在空间中相交，使得在被它们撑开的平面中形成两对彼此完全相同的顶角。根据一般的常用定义，这两个顶角中的较小顶角是交角。因此，有关轴线在空间中的交角可以最高为90
°
。有利地，该设备构建为使得，在第一轴线与第二轴线之间的交角为90
°
。
[0013]优选地，该设备构建为使得，该设备确定为，被装配在机器工作台的在第一平面中延伸的面上。该第一平面平行于第二轴线地定向，其中第一光源布置为使得，第一轴线对于第一平面倾斜地伸展。因而，第一轴线以偏离90
°
的角度穿透第一平面。
[0014]在本专利技术的另一构建方案中，第一轴线和第二轴线在第二平面中伸展，其中第二平面相对于第一平面倾斜了大于20
°
的角度，有利地倾斜了大于30
°
或者大于40
°
的角度。
[0015]此外，该设备可包括第二图像检测单元，该第二图像检测单元具有第二图像传感器，可以给该第二图像传感器分配第三轴线，该第三轴线与第二图像传感器并且与第二轴线正交地伸展。
[0016]此外，本专利技术包括一种用于确定具有刀刃的工具的尺寸的方法。在这种情况下，由第一光源发射的光被工具的刀刃反射，使得通过被反射的光在图像传感器上产生排列在一起的光点。通过评估单元，确定光点的位置，并且基于光点的位置来确定工具的尺寸。
[0017]有利地，该设备被装配在加工空间中，在所述加工空间中稍后通过工具来执行对工件的切削加工。在装配该设备之后，确定如下位置值：通过所述位置值，明确地确定该设备在加工空间中的位置。为了确定所需的位置值，优选地可以应用触碰式（antastendes）方法。基于所述位置值，确定针对图像传感器的位置的参考坐标和第一轴线在加工空间中的定向。因而，在该方法步骤之后，图像传感器在加工空间的坐标系中的确切位置和取向是已知的。
[0018]有利地，在确定工具的尺寸之前，参考体与加工机器的工具夹相连。接着，参考体被放置在该设备之前，并且在使用第一光源的情况下，借助图像传感器测量该参考体，亦即确定该参考体的尺寸。优选地，参考体同样具有刀刃或者刀刃状的边缘。在既而确定工具的尺寸期间，该工具同样与加工机器的工具夹相连。基于参考体的测量结果，形成校正值，该校正值包含工具夹相对于图像传感器的参考坐标的确切方位的信息。接着，保存校正值，例如在评估单元或者控制装置中或者在另一设备中保存校正值。
[0019]有利地，在确定工具尺寸之前或者之后，对工具、尤其是工具的一个或者多个刀刃进行定性鉴定。为了这个目的，该设备尤其是可以包括第二图像检测单元，该第二图像检测单元具有第二图像传感器。给第二图像传感器可以分配第三（光学）轴线，所述第三轴线与第二图像传感器并且与第二轴线正交地伸展。由此，可以产生对该工具的另一视图。
[0020]根据本专利技术的另一方面，该设备此外包括控制装置，用于处理控制指令并将所述控制指令转换为工具夹在至少一个方向轴线上的运动流程。此外，根据另一方面，该设备包括至少一个位置测量设备，用于确定工具夹沿着至少一个方向轴线的实际位置。工具夹或
紧固在其上的工具的相对应的实际位置值或者位置信号被输送给控制装置，用于进行方位调节。在确定工具的尺寸时，亦即在加工过程之外，位置测量设备用于确定工具的位置。
[0021]从从属权利要求中得知本专利技术的有利的构造方案。
附图说明
[0022]根据本专利技术的设备和方法的其他细节和优点从随后依据附图对实施例的描述中得出。
[0023]图1示出了用于确定工具尺寸的设备的透视图，图2示出了该工具的侧视图，图3示出了具有控制装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于确定具有刀刃（S）的工具（W）的尺寸（D，H）的设备（V），其包括：
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第一光源（1），通过所述第一光源（1）能够平行于第一轴线（T）来发射光，
‑ꢀ
图像传感器（2），给所述图像传感器（2）能够分配第二轴线（Y），所述第二轴线（Y）与所述图像传感器（2）正交地伸展，
‑ꢀ
评估单元（10），其中所述第一轴线（T）和所述第二轴线（Y）彼此倾斜地布置，其中所述设备设立为使得，由所述第一光源（1）发射的光能够被所述工具（W）的所述刀刃（S）反射，使得能够通过被反射的光在所述图像传感器（2）上产生排列在一起的光点（L），其中通过所述评估单元（10），能够确定所述光点（L）的位置（xL，zL），并且基于所述光点（L）的所述位置（xL，zL），能够确定所述工具（W）的所述尺寸（D，H）。2.根据权利要求1所述的设备（V），其中，在所述评估单元（10）中，能够保存有参考坐标（Vmx，Vmy，Vmz），并且通过所述光点（Lx，Lz）中的至少一个光点的位置（xL0，zL0）与所述参考坐标（Vmx，Vmy，Vmz）的组合，能够确定所述工具（W）的所述尺寸（D，H）。3.根据上述权利要求中任一项所述的设备（V），其中，所述评估单元（10）设立为使得，通过所述评估单元（10），借助拟合计算，基于多个光点（L）的所述位置（xL，zL），能够确定所述尺寸（D，H）。4.根据上述权利要求中任一项所述的设备（V），其中，在所述第一轴线（T）与所述第二轴线（Y）之间的交角大于75
°
。5.根据上述权利要求中任一项所述的设备（V），其中，所述设备（V）构建为使得，所述设备（V）能够装配在机器工作台的如下面上：所述面在第一平面（xy）中延伸，所述第一平面（xy）平行于所述第二轴线（Y）定向，其中所述第一光源（1）布置为使得，所述第一轴线（T）对于所述第一平面（xy）倾斜地伸展。6.根据权利要求5所述的设备（V），其中，所述第一轴线（T）和所述第二轴线（Y）在第二平面中伸展，其中所述第二平面相对于所述第一平面（xy）倾斜了大于20
°
的角度。7.根据上述权利要求中任一项所述的设备（V），其中，所述设备（V）包括第二图像检测单元（7），所述第二图像检测单元（7）具有第二图像传感器，给所述第二图像传感器能够分配第三轴线（Z），所述第三轴线（Z）与所述第二图像传感器并且与所述第二轴线（Y）正交地伸展。8.用于借助设备（V）来确定具有刀刃（S）的工具（W）的尺寸（D，H）的方法，所述设备（V）包括第一光源（1）、图像传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：约翰内斯，
类型：发明
国别省市：