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DE102007008698A1 - Punching machine tool pre-tooling method, involves arranging machine tool in detection area of receiver unit, and arranging machine tool during exceeding of difference limit values for spatial arrangement by using difference data - Google Patents

Punching machine tool pre-tooling method, involves arranging machine tool in detection area of receiver unit, and arranging machine tool during exceeding of difference limit values for spatial arrangement by using difference data Download PDF

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DE102007008698A1
DE102007008698A1 DE200710008698 DE102007008698A DE102007008698A1 DE 102007008698 A1 DE102007008698 A1 DE 102007008698A1 DE 200710008698 DE200710008698 DE 200710008698 DE 102007008698 A DE102007008698 A DE 102007008698A DE 102007008698 A1 DE102007008698 A1 DE 102007008698A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
machine tool
punching machine
unit
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200710008698
Other languages
German (de)
Inventor
Richard Zinken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Mechatronics GmbH
Original Assignee
Deutsche Mechatronics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Mechatronics GmbH filed Critical Deutsche Mechatronics GmbH
Priority to DE200710008698 priority Critical patent/DE102007008698A1/en
Publication of DE102007008698A1 publication Critical patent/DE102007008698A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00Shaping by press-cutting; Perforating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D37/145Die storage magazines
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

The method involves arranging a punching machine tool in a detection area of an optical-electronic receiver unit. Spacer-actual values of the tool are determined in an evaluation unit from data of an illumination unit i.e. laser-line projector, the receiver unit and stored position data based on a working surface. The punching machine tool is assembled during exceeding of difference limit values for the punching machine tool by changing components. The punching machine tool is arranged during exceeding of the difference limit values for a spatial arrangement by using difference data. An independent claim is also included for a device for executing a method for optical pre-tooling of a punching machine tool.

Description

Die Erfindung ist ein Verfahren, welches die Einstell- und Geometrieparameter eines Werkzeuges in einer CNC-Stanz-Maschine über bekannte Bildverarbeitungs-Verfahren ermittelt und an die Steuerung der Maschine überträgt.The Invention is a method which determines the setting and geometry parameters a tool in a CNC punching machine via known image processing methods determined and transmits to the control of the machine.

In Stanz- oder Nibbelmaschinen werden Werkzeuge eingesetzt, die üblicherweise aus einem Unterwerkzeug, im folgenden auch Matrize genannt, aus einem Niederhalter, der hydraulisch oder durch eine Federkraft wirkt und einem Oberwerkzeug, im folgenden auch Stempel genannt bestehen. Mit so gestalteten Werkzeugen können Ausstanzungen mit unterschiedlichen Geometrien (Stanzungen) oder Umformungen (Prägungen) erzeugt werden.In Punching or nibbling machines are tools that are commonly used from a lower tool, hereafter called Matrize a hold-down, which acts hydraulically or by a spring force and an upper tool, hereinafter also called stamp exist. With such designed tools can Punching with different geometries (punching) or transformations (Imprints) be generated.

Der bei einer Stanzung entstehende, aus dem Stanzloch stammende, Ausschnitt wird im Folgenden als Stanzbutzen bezeichnet.Of the in a punching resulting from the punching hole, cutout is referred to below as a punching slug.

In 1 und 2 sind ein Stempel (11) und seine zugehörige Matrize (16) dargestellt. Dabei müssen die Schneiden (12, 17) von der Form her aufeinander abgestimmt sein. Die Längen von Stempel (LS) und Matrize (LM) sind bezogen auf eine Bezugsfläche (13, 18), die in Form und Lage je Werkzeugmaschine unterschiedlich ausgeführt ist. Befindet sich der Stempel im Bearbeitungsprozess in der Werkzeugaufnahme, so ist die Bezugsebene durch einen anderen Bezug zum Koordinatensystem der Werkzeugaufnahme herstellbar. Die Längenmessung kann dann zu einem bekannten Punkt der Werkzeugaufnahme erfolgen, an Stelle zur dargestellten Bezugsebene.In 1 and 2 are a stamp ( 11 ) and its associated matrix ( 16 ). The cutting edges ( 12 . 17 ) are matched in shape. The lengths of punch (LS) and die (LM) are relative to a reference surface ( 13 . 18 ), which is designed differently in shape and position per machine tool. If the punch is located in the tool holder in the machining process, the reference plane can be produced by another reference to the coordinate system of the tool holder. The length measurement can then take place at a known point of the tool holder, instead of the illustrated reference plane.

In 3 ist ein Prägewerkzeug, hier zur Stanz-Prägung einer Kieme dargestellt. Der Prägestempel (21) und die Prägematrize (26) besitzen konturierte Schneiden (22, 27), ebenfalls Bezugsebenen (23, 28) und eine dazu bestimmte Länge LPS und LPM.In 3 is an embossing tool, shown here for punching a gill. The stamp ( 21 ) and the embossing die ( 26 ) have contoured cutting edges ( 22 . 27 ), also reference levels ( 23 . 28 ) and a specific length LPS and LPM.

Um den Stempel herum wird oft ein Niederhalter verwendet, der beim Rückzug des Stempels das Werkstück vom Stempel abstreift. Dieser wird auf das Werkzeug abgestimmt.

  • A) Im Falle einer Stanzung ist zu beachten, dass • Stempel und Matrize zueinander passen (Größe und Einbaulage/Drehwinkel) • das sog. Schnittspiel (=Durchmesserdifferenz) zwischen Stempel und Matrize, welches von der Blechdicke und der Blech-Streckgrenze Rp0.2 bestimmt wird, eingehalten wird • der Niederhalter zum Werkzeug passt • die Länge des Stempels so eingestellt ist oder die Hublänge der Maschine so eingestellt wird, dass ein sauberes Stanzergebnis erreicht wird. Dazu ist zu berücksichtigen, dass eine solche Stanzung an der Schnittkante zu einem Anteil von mindestens 20% aus einem Scherschnitt resultiert, der Rest über einen Bruch der verbleibenden Fläche. Dazu muss die Stempel-Oberfläche so weit in die Matrizen-Fläche eindringen, dass der Stanzbutzen abreißt und aufgrund seiner kinetischen Energie oder mit Unterstützung einer z. B. über ein Vakuum erzeugten Sogkraft aus der Matrize befördert wird. Dringt der Stempel jedoch zu tief in die Matrize ein, dann entsteht eine Reibung zwischen Stempel-Außenfläche und der Schnittfläche des Bleches, die zum erhöhten Verschleiß des Stempels führt. Die Genauigkeit, die gefordert ist liegt im Bereich weniger zehntel Millimeter • die Schneide von Stempel und Matrize die erforderliche Geometrie aufweist, d. h. dass keine Ausbrüche vorliegen • die Schneiden von Stempel und Matrize die erforderliche Schärfe aufweisen
  • B) Im Falle einer Prägung ist zu beachten, dass • Stempel und Matrize zueinander passen • die Länge des Stempels so eingestellt ist oder die Hublänge der Maschine so eingestellt wird, dass die Endlage der beiden Werkzeughälften (Stempel und Matrize) zueinander so ist, dass die gewünschte Umformung entsteht. Die geforderte Genauigkeit liegt hier in der Regel bei unter ein zehntel bis etwa zwei zehntel Millimeter • Stempel und Matrize keine Ausbrüche aufweisen • Stempel und Matrize keine Verunreinigungen oder sonstige Aufbauten aufweisen
Around the stamp, a hold-down is often used, which strips the workpiece from the punch when the punch is retracted. This is matched to the tool.
  • A) In the case of a punching, it should be noted that • punch and die fit together (size and mounting position / angle of rotation) • the so-called cutting clearance (= diameter difference) between punch and die, which determines the sheet thickness and the sheet yield strength Rp 0.2 the following is complied with: • the blank holder fits the tool • the length of the punch is set or the stroke length of the machine is adjusted so that a clean punching result is achieved. It should be noted that such a cut at the cutting edge results in a proportion of at least 20% from a shear cut, the rest on a fraction of the remaining surface. For this purpose, the stamp surface must penetrate so far into the die surface that the punching rip tears off and due to its kinetic energy or with the support of a z. B. suction force generated by a vacuum is conveyed from the die. However, if the stamp penetrates too deeply into the die, then a friction between the punch outer surface and the cut surface of the sheet, which leads to increased wear of the punch. The accuracy required is in the range of a few tenths of a millimeter • the die and die cutting edge has the required geometry, ie there are no breakouts • the cutting edges of the punch and die have the required sharpness
  • B) In the case of embossing, note that • the punch and die fit together • the length of the punch is set or the stroke length of the machine is adjusted so that the end position of the two tool halves (punch and die) is such that the desired forming arises. The required accuracy is generally below one tenth to about two tenths of a millimeter. • The punch and die have no breakouts. • The punch and die have no impurities or other structures

Die unter A) und B) beschriebenen Einstellparameter stellen die wesentlichen Werkzeugparameter dar, bei deren Einhaltung und Kontrolle das Bearbeitungsergebnis erfahrungsgemäß brauchbar ist.The Setting parameters described under A) and B) are the essential ones Tool parameters, in their compliance and control, the machining result experience is useful.

Nach dem Stand der Technik kann die Werkzeuglänge über taktile Systeme gemessen und manuell an die entsprechende Maschine übergeben werden.To In the prior art, the tool length can be measured via tactile systems and manually transferred to the appropriate machine.

Alle übrigen unter A) und B) beschriebenen Parameter werden ausschließlich vom Bediener der Maschine visuell kontrolliert und auf Basis seiner Erfahrung korrigiert. Dadurch entsteht eine deutliche Varianz im Bearbeitungsergebnis und teilweise Ausschuss.All others under A) and B) are exclusively used by the Operator of the machine visually inspected and based on his Experience corrected. This creates a clear variance in the Processing result and partly reject.

In automatisierten Maschinen, bei denen Werkzeuge automatisch in den Bearbeitungskopf eingewechselt werden, findet diese Kontrolle nur in sehr großen Zeitintervallen statt. Das Bearbeitungsergebnis vieler Stunden muss dann wegen fehlender Kontrolle der Werkzeugparameter gegebenenfalls verworfen werden.In automated machines, where tools automatically in the Machining head are exchanged, this control only finds in very big Time intervals instead. The processing result of many hours must then possibly discarded due to lack of control of the tool parameters become.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur optischen Voreinrichtung von Stanzmaschinenwerkzeugen anzubieten, das bei verringerter Belastung des Bedieners die Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere bei automatisierten Maschinen durch eine verbesserte Kontrolle eine höhere Qualität des Bearbeitungsergebnisses bereitstellt.The object of the present invention is to provide a method for optical Voreinrichtung of punching machine tools, which overcomes the disadvantages of the prior art with reduced burden on the operator and in particular provides a higher quality of the processing result in automated machines by improved control.

Durch ein Verfahren zur Anwendung bei Stanzmaschinen und mehreren daraus abgeleiteten Vorrichtungen können die geschilderten Nachteile durch die Erfindung in überraschend einfacher Weise gelöst werden.By a method of use in punching machines and several thereof derived devices can the disadvantages described by the invention in a surprising solved in a simple way become.

Die in A) und B) beschriebenen Fehlerbilder können durch Bildverarbeitungsverfahren erkannt werden, was zur Unterbrechung der Fertigung und einem Bedienereingriff führt, und in einigen Fällen kann über Änderungen der Maschinen-Parameter die Fertigung ohne Unterbrechung fortgesetzt werden.The in A) and B) described by image processing methods be detected, resulting in disruption of manufacturing and operator intervention leads, and in some cases can about changes the machine parameter continued production without interruption become.

Damit ist die Hauptaufgabe des Bedieners nicht mehr die Vollkontrolle aller Rüstmuster und die Stichprobenkontrolle bei langlaufenden Fertigungsaufträgen, sondern er wird erst zur Störungsbehebung gerufen, nachdem die im folgenden beschriebene bildverarbeitende Werkzeugparameter-Kontrolle in Verbindung mit der Werkzeugmaschinensteuerung eine zu Ausschuss führende Abweichung festgestellt hat.In order to the main task of the operator is no longer the full control all setup patterns and the sampling control in long-running production orders, but it will be first for troubleshooting after the image processing described below Tool parameter control in connection with the machine tool control one leading to committee Deviation has detected.

Eine besondere erfinderische Ausprägung ist die selbstständige Korrektur einiger Werkzeugparameter oder auch der Austausch von defekten Werkzeugen, bis hin zur Substitution durch ein für die zu erstellende Kontur äquivalentes Werkzeug durch die Werkzeugmaschinensteuerung.A special inventive expression is the self-employed Correction of some tool parameters or the exchange of defective tools, up to substitution by a for the zu creating contour equivalent Tool through the machine tool control.

Neben der maschinenintegrierten optischen Messung ist die externe Messung vor dem Einbau, zum Beispiel nach der Werkzeugzusammenstellung oder unmittelbar vor dem Einbau in die Maschine möglich.Next The machine-integrated optical measurement is the external measurement before installation, for example after the tool assembly or Immediately before installation in the machine.

Gemäß der Erfindung wird jedes Werkzeug ganz oder in definiert bekannten Teilen vor oder beim Rüsten in die Maschine, beim Bestücken des Werkzeugmagazins, bei einem Werkzeugwechsel oder auch im Maschinenkopf selbst durch eine Beleuchtungseinheit beleuchtet und von einer Aufnahme-Einheit optisch erfasst.According to the invention each tool is pre-defined entirely or in known parts or when setting up into the machine when loading of the tool magazine, during a tool change or in the machine head itself illuminated by a lighting unit and by a recording unit optically recorded.

Dabei sind Beleuchtungseinheit und Aufnahme-Einheit so aufeinander abgestimmt, dass eine Auswerteeinheit aus den Daten von Beleuchtungseinheit, Aufnahmeeinheit mindestens einen Längenmesswert bestimmen kann. Wenn dabei das Werkzeug ganz erfasst wurde, ist der Längenmesswert der Abstand von der Arbeitsfläche (12, 17, 22, 27) des Werkzeugs zu einer Bezugsfläche, die für das Werkzeug definiert ist (13, 18, 23 oder 28). Wird Werkzeug nur teilweise erfasst, sind die Beleuchtung und die Auswerteeinheit so ausgeführt und angeordnet, dass sie Längenkoordinaten (in wenigstens einer Richtung) messen, und diese als Abstand zur Bezugsfläche ausgeben.In this case, lighting unit and recording unit are coordinated so that an evaluation unit from the data of lighting unit, recording unit can determine at least one length measurement. If the tool has been completely captured, the length measurement is the distance from the working surface ( 12 . 17 . 22 . 27 ) of the tool to a reference surface defined for the tool ( 13 . 18 . 23 or 28 ). If tool is only partially detected, the illumination and the evaluation unit are designed and arranged such that they measure length coordinates (in at least one direction) and output them as a distance to the reference surface.

Wird nur eine Längenkoordinate bestimmt, so wird im Folgenden von 1D-Messung gesprochen (1 dimensional).Becomes only one length coordinate determined, so in the following 1D measurement is spoken (1 dimensional).

In der erfindungsgemäß komplexeren Form, wird die Längenmessung nicht nur entlang einer Achse (1D) durchgeführt, sonder flächig (2D) und bei speziellen Anordnungen räumlich (dreidimensional 3D).In the invention more complex Shape, is the length measurement not only along an axis (1D), but flat (2D) and in special arrangements spatially (3D 3D).

Aus diesen Messdaten werden mit den Methoden der optischen 1, 2 oder 3-dimensionalen Bildauswertung der oder die IST-Meßdaten mit dem oder den SOLL-Werten verglichen, und die Abweichungen berechnet.Out These measurements are made using the methods of optical 1, 2 or 3-dimensional Image evaluation, the actual or the actual measured data is compared with the nominal value (s), and calculated the deviations.

In Abhängigkeit der Art der Längenmessung werden unterschiedliche Fehlerbilder entdeckt, und die Abstellmaßnahmen vorgeschlagen oder durchgeführt.In dependence the type of length measurement will be discovered different fault patterns, and the corrective actions proposed or implemented.

Gruppe 1D (Analyse einer Linienlänge)Group 1D (analysis of a line length)

Längenmessung eines Schnittes durch das Messobjektlength measurement a section through the measurement object

Bei symmetrischen Objekten kann so die Länge bestimmt werden.

  • – Einstellung der Länge Stempel, Länge Matrize
For symmetrical objects, the length can be determined.
  • - Adjustment of length stamp, length die

Gruppe 2D (Analyse einer Fläche wie Schnittfläche oder „Schattenwurf" eines Körpers)Group 2D (analysis of a surface like Cut surface or "shadow cast" of a body)

Längenmessung der größten Länge des Messobjekteslength measurement the largest length of the measurement object

Auch bei unsymmetrischen Bauteilen kann so die Länge bestimmt werden.

  • – Einstellung der Länge Stempel, Länge Matrize
Even with asymmetrical components so the length can be determined.
  • - Adjustment of length stamp, length die

Konturvergleich SOLL-ISTContour comparison TARGET-IS

Viele Werkzeuge weichen in ihrer Kontur voneinander ab. Auch können einzelne Kanten bewertet werden. Es ist eine unsichere Detektion auf Werkzeugart und Schnittkantengüte möglich

  • – Austausch Werkzeug, Bedienereingriff Verunreinigungen können zum Teil erkannt werden (wie Materialaufbau auf Scheidkanten)
  • – Austausch Werkzeug, Bedienereingriff
Many tools differ in their contours. Also, individual edges can be evaluated. An unsafe detection on tool type and cut edge quality is possible
  • - Replacement tool, operator intervention Contaminations can be partially recognized (such as material build-up on cutting edges)
  • - Exchange tool, operator intervention

Gruppe 3D (Analyse der Oberflächenform des Messobjektes, Vertiefungen erkennbar)Group 3D (analysis of surface shape of the object to be measured, recesses visible)

Längenmessung der Oberfläche, Bestimmen von Höhen und Tiefen von Werkzeugsdetailslength measurement the surface, Determine heights and depths of tool details

  • – Einstellung von Länge Stempel, Länge Matrize, sowohl für Stanz-, als auch Prägewerkzeuge- Attitude of length Stamp, length Matrix, both for Punching and embossing tools

Die Oberflächenform erlaubt den sicheren Vergleich des IST-Werkzeuges mit SOLL-Werkzeug.

  • – Austausch Werkzeug, Bedienereingriff
The surface shape allows a reliable comparison of the actual tool with the target tool.
  • - Exchange tool, operator intervention

Die Oberflächenform erlaubt die Bestimmung aller lokal auftretenden Eigenschaften, insbesondere Vertiefungen oder teilweise Kantenausbrüche.

  • – Austausch Werkzeug, Bedienereingriff
The surface shape allows the determination of all locally occurring properties, in particular depressions or partial edge breakouts.
  • - Exchange tool, operator intervention

Zu dem Verfahren werden zwei verschiedene Vorrichtungen vorgestellt. Die erste Beschreibt eine mögliche Ausführung des Verfahrens nach der Gruppe 2D. Durch Vereinfachung erhält man eine Ausführung nach der Gruppe 1D.To The method presents two different devices. The first one describes a possible execution of the method according to group 2D. By simplification one obtains an execution after the group 1D.

In der zunächst beschriebenen Form ist die Ausführung so beschrieben, dass ein Teil, hier der Stempel als Ganzes in seiner Länge bestimmt wird. Gleiches kann auch für die Matrize mit ähnlicher Anordnung durchgeführt werden.In the first described form is the execution described that part, here the stamp as a whole in his Length determined becomes. The same can be done for the matrix with similar Arrangement performed become.

Die Vorrichtung zum Messen der Länge eines Stanz-/Prägewerkzeugs ist in 4. dargestellt. Sie besteht aus dem Gehäuse (1), der Werkzeugaufnahme (2) mit eingespanntem Werkzeug (3) und der Mikrometeranordnung (4), bestehend aus zwei optischen CCD-Mikrometern (4a und 4b), die ihrerseits jeweils über eine Sende-(4a/I und 4b/I) und eine Empfangseinheit (4a/II und 4b/II) verfügen. Zur Vorrichtung gehören außerdem zwei Steuereinheiten für die optischen CCD-Mikrometer und eine zentrale Steuer-, Auswerte- und Bedieneinheit, die in der Abbildung nicht dargestellt sind. Die Werkzeugaufnahme ist so ausgeführt, dass das eingespannte Werkzeug im Verlauf des Messprozesses mittels einer Antriebseinheit, die von der zentralen Steuer-, Auswerte- und Bedieneinheit gesteuert wird, schrittweise um 180° um die Längsachse (5) des Werkzeugs gedreht werden kannThe device for measuring the length of a stamping / embossing tool is in 4 , shown. It consists of the housing ( 1 ), the tool holder ( 2 ) with clamped tool ( 3 ) and the micrometer array ( 4 ), consisting of two optical CCD micrometers ( 4a and 4b ), which in turn each have a transmission ( 4a / I and 4b / I ) and a receiving unit ( 4a / II and 4b / II ) feature. The device also includes two control units for the optical CCD micrometer and a central control, evaluation and control unit, which are not shown in the figure. The tool holder is designed so that the clamped tool in the course of the measuring process by means of a drive unit, which is controlled by the central control, evaluation and operating unit, gradually 180 ° about the longitudinal axis ( 5 ) of the tool can be rotated

Das zu messende Werkzeug wird vor Beginn der Messung in die Werkzeugaufnahme eingespannt. Durch den Start des Messprozesses, der manuell durch den Bediener ausgelöst wird, werden die optischen CCD-Mikrometer mittels ihrer jeweiligen Steuereinheiten aktiviert und liefern über die Steuereinheit auf Grund der Unterberechung des Strahlverlaufs zwischen jeweiligem Sender- und Empfängerkomponente durch den Körper des Werkzeugs kontinuierlich Werte an die Auswerte- und Bedieneinheit, die dem Abstand aa und ab der zur Werzeuglängsachse orthogonalen, an der oberen bzw. unteren Kante des Werkzeugs angelegten Gerade (5a bzw. 6a) zu einer ebenfalls zur Werkzeuglängsachse orthogonalen Gerade durch den Nullpunkt des jeweiligen CCD-Mikrometers (5b bzw. 6b) entsprechen.The tool to be measured is clamped in the tool holder before starting the measurement. By initiating the measurement process, which is initiated manually by the operator, the CCD optical micrometers are activated by their respective control units and continuously provide values via the control unit due to the interruption of the beam path between the respective transmitter and receiver components through the body of the tool the evaluation and operating unit, the distance aa and from the tool longitudinal axis orthogonal, applied to the upper and lower edge of the tool line ( 5a respectively. 6a ) to a likewise orthogonal to the tool longitudinal axis straight line through the zero point of each CCD micrometer ( 5b respectively. 6b ) correspond.

Während der kontinuierlichen Erfassung der Werte für aa und ab dreht die zentrale Steuer-, Auswerte- und Bedieneinheit die Werkzeugaufnahme und somit das Werkzeug in Schritten zu 0,5° um 180° um die Werkzeuglängsachse. Die zentrale Steuerungs-, Auswerte- und Bedieneinheit ermittelt aus den übermittelten Werten aa und ab die jeweiligen zugehörigen Maxima aa max und ab max. Nach Abschluss der Drehung um 180° wird die kontinuierliche Erfassung von Werten gestoppt.During the Continuously capturing the values for aa and ab turns the central Control, evaluation and operating unit, the tool holder and thus the tool in increments of 0.5 ° 180 ° around the tool longitudinal axis. The central control, evaluation and operating unit determined from the transmitted Values aa and ab the respective associated maxima aa max and ab Max. Upon completion of the rotation through 180 °, the continuous detection becomes stopped by values.

Der Abstand d zwischen den Nullpunktgeraden (5b) und (6b) wurde einmalig bestimmt und ist bekannt. Die zentrale Steuerungs-, Auswerte- und Bedieneinheit bestimmt nun die Gesamtlänge l des Werkzeugs nach der Formel l = d + aa max + ab maxund gibt diesen Wert aus bzw. übergibt ihn auf elektronischem Wege an die Steuerung der Werkzeugmaschine.The distance d between the zero-point line ( 5b ) and ( 6b ) was determined once and is known. The central control, evaluation and operating unit now determines the total length l of the tool according to the formula l = d + aa max + from max and outputs this value or transfers it electronically to the control of the machine tool.

Abschließend dreht die zentrale Steuerungs-, Auswerte- und Bedieneinheit die Werkzeugaufnahme zurück in die Ausgangsstellung und das vermessene Werkzeug kann entnommen werden.Finally it turns the central control, evaluation and operating unit the tool holder back in the starting position and the measured tool can be removed become.

Aus dieser Beschreibung ist zu entnehmen, dass diese Messung auch mit nur einem optischen Mikrometer durchgeführt werden kann, wenn das Werkzeug (3) so gehalten ist, dass der Abstand der Fläche 5a zum Nullpunkt 6b bekannt ist.It can be seen from this description that this measurement can also be carried out with only one optical micrometer if the tool ( 3 ) is held so that the distance of the surface 5a to the zero point 6b is known.

Dies ist dann der Fall, wenn das Werkzeug in dem Werkzeugkopf zur Bearbeitung eingespannt ist. Ohne Rotation des Werkstücks ist dies eine mögliche Ausführungsform der Gruppe 1D. Wird das Werkzeug im Werkzeugkopf wie zuvor um die Längsachse (5) gedreht, wird eine Messung der zuvor beschriebenen Gruppe 2D ausgeführt.This is the case when the tool is clamped in the tool head for machining. Without rotation of the workpiece, this is a possible embodiment of group 1D. If the tool is in the tool head as before around the longitudinal axis ( 5 ), a measurement of the previously described group 2D is performed.

Für eine Messung der Kontur der Werkzeuge (Stempel, Matrize) sind diese Werkzeuge in eine definierte Position zu bringen, einer Position, in der die Messmittel Vorteilhafterweise geschützter angeordnet sind, als in der Bearbeitungsposition.For a measurement the contour of the tools (punch, die) are these tools to bring into a defined position, a position in which the measuring means Advantageously protected are arranged as in the processing position.

Das zweite Beispiel ist eine der möglichen Vorrichtungen aus der Gruppe 3.The second example is one of the possible devices from group 3.

Zur Erfassung von 3-dimensionalen Oberflächenformdaten werden eine Aufnahmeeinheit (82) und eine Beleuchtungseinheit (83) verwendet. Diese sind mit einem bestimmten Blickwinkel so angeordnet, dass Stempel-Schnittfläche oder Matrizen-Schnittfläche (81) und die jeweiligen Schnittkanten sichtbar sind und beleuchtet werden.For acquisition of 3-dimensional surface shape data, a recording unit ( 82 ) and a lighting unit ( 83 ) used. These are arranged with a certain angle in such a way that stamp cut surface or die cut surface ( 81 ) and the respective cut edges are visible and illuminated.

Die Beleuchtung des betrachteten Bereiches erfolgt z. B. über eine projizierte Laserlinie (84), um Störlichteinflüsse zu reduzieren. Einzelne Bereiche können so auch nacheinander durch Positions- oder Ausrichtungsänderungen des Werkzeuges beobachtet und vermessen werden.The illumination of the considered area is z. B. over a projected laser line ( 84 ) to reduce stray light effects. Individual areas can thus also be observed and measured one after another by changing the position or orientation of the tool.

In dieser Ausführung ist neben der Aufnahmeeinheit (83), deren Position (87) und Ausrichtung der optische Achse (85) (im Zeitpunkt der Messung in Bezug auf die Beleuchtungseinheit (82) und deren Abstrahlwinkel/Abstrahlebene (86) bekannt. Dazu ist ein LASER-Linienprojektor angeordnet, der entlang einer vorbestimmten, relativ zum Objektiv bekannten Bahn beweglich ist, so dass für beliebige Oberflächenpunkte des Werkstücks Positionskoordinaten bezogen auf ein definiertes Koordinatensystem mit Mitteln der digitalen Informationsverarbeitung unter Anwendung trigonometrischer Verfahren mittels einer Auswerteeinheit zu bestimmen sind. Diese Daten werden ebenfalls als IST-Daten gespeichert.In this embodiment, besides the receiving unit ( 83 ) whose position ( 87 ) and alignment of the optical axis ( 85 ) (at the time of measurement with respect to the lighting unit ( 82 ) and their radiation angle / radiation level ( 86 ) known. For this purpose, a LASER line projector is arranged, which is movable along a predetermined path known relative to the lens, so that position coordinates for any surface points of the workpiece relative to a defined coordinate system can be determined by means of an evaluation unit with digital information processing means using trigonometric methods. These data are also stored as actual data.

Dieser Vorgang wird nach Bedarf für unterschiedliche Rotationswinkel des Werkzeugs wiederholt.This Process is as needed for different rotation angle of the tool repeated.

Vor der Auswertung werden für das zu prüfende Werkzeug die Daten anhand einer Identifizierungsnummer aus einer Oberflächenform-Datenbank als SOLL-Datengeladen und zusammen mit den für das Werkzeug gültigen Grenzwerten, die aus einer anderen Datenbank stammen können, zur späteren Verarbeitung abgespeichert.In front the evaluation will be for the one to be tested Tool the data based on an identification number from a Surface shape database as SOLL-Data loaded and together with the limits for the tool, which can come from another database, for later processing stored.

Die Auswertung erfolgt in einer Auswerteeinheit, die zunächst das Bearbeitungskoordinatensystem festlegt, indem es die Istgeometrie der ermittelten Oberflächenformen als Menge von in Bezug auf ein Koordinatensystem definierten Punkten beschreibt, wobei das Koordinatensystem so gewählt ist, dass jeweils zwei Punkte auf der Oberfläche des Werkstücks, die eine Gerade festlegen, die parallel zur X-Achse des Maschinentischs (Weltkoordinatensystem) verläuft, gleiche Y-Koordinaten aufweisen.The Evaluation takes place in an evaluation unit, which initially the Sets the machining coordinate system by the actual geometry the determined surface shapes as set of points defined with respect to a coordinate system describes, wherein the coordinate system is selected so that each two Points on the surface of the workpiece, which define a straight line parallel to the X axis of the machine table (World coordinate system) runs, have the same Y coordinates.

Für jedes auszuwertende Prüfmerkmal werden dann für das Werkzeug oder die Bearbeitung zunächst die IST-Daten mit den Soll-Daten abgeglichen, indem die Auswerteeinheit die Istgeometrie und Sollgeometrie in ein gemeinsames Koordinatensystem transformiert. Die Transformationen werden als Translationen so durchgeführt, dass die Summe der Quadrate des jeweils kürzesten Abstands eines Punktes zur Sollgeometrie über alle ermittelten Punkte der Istgeometrie minimal ist, wobei dieses Verfahren im folgenden als Best-Fit-Algorithmus bezeichnet wird.For each evaluation feature to be evaluated then be for the tool or the machining first the actual data with the Target data adjusted by the evaluation unit the actual geometry and Target geometry transformed into a common coordinate system. The transformations are performed as translations such that the sum of the squares of the shortest distance of a point to setpoint geometry via all determined points of the actual geometry is minimal, this being The method is referred to below as the best-fit algorithm.

Im Anschluss werden die Messdaten von Ausreißern bereinigt, indem die Auswerteeinheit während der Anwendung des Best-Fit-Algorithmus solche Punkte als Ausreißer identifiziert, deren Anzahl im Vergleich zur Mächtigkeit der Gesamtpunktmenge klein ist und die einen übermäßig großen kleinsten Abstand zur Sollgeometrie aufweisen. Diese Ausreißer werden dann aus der Gesamtpunktmenge entfernt.in the Connection, the measurement data of outliers are adjusted by the evaluation unit during the Applying the best fit algorithm identifies such points as outliers, their number compared to the power the total point amount is small and the one excessively large smallest distance to the target geometry exhibit. These outliers are then removed from the total point set.

Anschließend werden die Daten verglichen und anhand der Grenzwerte bewertet.Then be the data compared and evaluated against the limits.

Als Maß hierzu werden hauptsächlich verwendet:

  • • Ausgleichgeraden der Messwerte einer Projektionslinie vor und nach einer Kante
  • • der Flächenschwerpunkt mit seinen Koordinaten,
  • • die Abweichung der IST-Kontur längs einer SOLL-Kontur mit den lokalen Differenzabständen,
  • • die aus den lokalen Differenzabständen nach den Regeln der Oberflächenrauhigkeit Rz berechneten Kantenrauhigkeit,
  • • normierte Abweichungsgrößen wie die Standardabweichung für die gesamte Kontur und für Kreisbögen und Streckenabschnitte der SOLL-Kontur,
  • • die Flächenträgheitsachsen,
  • • Ausgleichsgeraden längs von geraden Kanten,
  • • Ausgleichskreisbögen längs von Kreisbögen,
  • • die Fläche der SOLL- und IST Konturen und auch
  • • das Höhenprofil einer Fläche oder Teilen davon.
As a measure of this are mainly used:
  • • Balancing lines of the measured values of a projection line before and after an edge
  • • the centroid with its coordinates,
  • The deviation of the actual contour along a desired contour with the local difference distances,
  • The edge roughness calculated from the local difference distances according to the rules of the surface roughness Rz,
  • • normalized deviation quantities such as the standard deviation for the entire contour and for circular arcs and sections of the nominal contour,
  • The area axes of inertia,
  • Compensation lines along straight edges,
  • • balancing circular arcs along circular arcs,
  • • the area of the target and actual contours and also
  • • the height profile of a surface or parts thereof.

Als Grenzwerte können die Form- und Lagetoleranzen nach DIN für die jeweiligen Werkzeuge verwendet werden, sofern nicht andere Toleranzvorgaben für den Einzelfall festgelegt sind.When Limits can the form and position tolerances according to DIN used for the respective tools unless other tolerance requirements are specified for the individual case are.

Damit können folgende Auswertungen der Oberflächenform zur Identifizierung und Prüfung des Werkzeugs vorgenommen werden:

  • • Die Werkzeuglänge wird über eine Konturauswertung des aufgenommenen Bildes ermittelt.
  • • Der Abstand Stempel/Matrize wird über eine Konturauswertung des aufgenommenen Bildes ermittelt.
  • • Die Größe, Form, Ausbrüche, Werkzeugbruch und Verunreinigungen werden über den Vergleich der Oberflächenformdaten (IST zu SOLL) bestimmt.
  • • Die Schnittkanten können aus dem Vergleich der Oberflächenformdaten (IST zu SOLL) bestimmt werden, oder einfacher über die Winkeländerung der projizierten Laserlinie vermessen.
Thus, the following evaluations of the surface shape for identification and testing of the tool can be made:
  • • The tool length is determined via a contour evaluation of the recorded image.
  • • The distance between punch and die is determined by means of a contour evaluation of the recorded image.
  • • The size, shape, breakouts, tool breakage and contamination are determined by comparing the surface shape data (IS to SOLL).
  • • The cut edges can be determined from the comparison of the surface shape data (IS to SOLL), or more easily measured by the angle change of the projected laser line.

Die Auswertungen erfolgen anhand der für optische Bildverarbeitung üblichen Verfahren, und werden im Folgenden anhand von Beispielen beschrieben:
In 5 ist die Auswertung und Fehlererkennung grafisch vereinfacht dargestellt.
The evaluations are carried out using the methods customary for optical image processing, and are described below with reference to examples:
In 5 the evaluation and error detection is graphically simplified.

Im ersten Teil des Beispiels ist die SOLL-Oberflächenform ein Zylinder (5a). Die Aufnahmeeinheit erfasst Punkte der Oberflächenform, von denen im Folgenden nur einige beispielhaft dargestellt sind. (5b).In the first part of the example, the target surface shape is a cylinder ( 5a ). The recording unit detects points of the surface shape, of which only a few are shown by way of example below. ( 5b ).

Diese werden zu der Soll-Oberflächenform so angeordnet, dass die Abstände der IST-Oberflächenform-Messpunkte zur Soll-Oberflächenform für alle Messpunkte gering sind (5c).These are arranged to the desired surface shape so that the distances of the actual surface shape measurement points to the target surface shape are small for all measurement points ( 5c ).

Für jeden Messpunkt der IST-Oberflächenform wird nun gemäß dem für dieses Werkzeug geltenden Grenzwert überprüft, ob der nächstliegende Punkt der Soll-Oberflächenform innerhalb eines definierten Entfernungsradius und damit innerhalb der zulässigen Toleranz liegt. In 5d ist der Grenzwert, als gestrichelte Kugel um jeden Messwert dargestellt, die Schnittlinien der Kugel mit der Sollgeometrie sind ebenfalls dargestellt. Die jeweils nächstliegenden Punkte sind mit einem Pfeil markiert.For each measuring point of the actual surface shape, it is then checked in accordance with the limit value applicable to this tool whether the nearest point of the desired surface shape is within a defined distance radius and thus within the permissible tolerance. In 5d is the limit, shown as a dashed ball around each reading, the cutting lines of the ball with the desired geometry are also shown. The nearest points are marked with an arrow.

In diesem Beispiel liegen alle Punkte innerhalb der zulässigen Toleranz. Wenn das für alle anderen Messpunkte auch gilt, kann das Werkzeug so verwendet werden.In In this example, all points are within the allowable tolerance. If that for all other measurement points also apply, the tool can be used like this become.

In dem zweiten Teil des Beispiels ist der Fall dargestellt, dass eine Soll-Oberflächenform nach 5e hergestellt werden soll. Durch einen Fehler z. B. beim Rüsten für den Folgeauftrag, wird jedoch das in 5a dargestellte Werkzeug verwendet. Die damit erzeugten Messpunkte sind wieder beispielhaft reduziert in 5b dargestellt.In the second part of the example, the case is shown that a target surface shape after 5e to be produced. By an error z. For example, when setting up for the follow-up job, but in 5a used tool shown. The measuring points thus generated are again reduced by way of example in FIG 5b shown.

Die beschriebene Zuordnung von der Soll-Oberflächenform zu den Istwerten wird wie zuvor besprochen ausgeführt. Das Ergebnis ist in diesem Beispiel wegen des einseitig fehlenden Volumenabschnitts eine Verschiebung in diese Richtung. (5f)The described assignment of the desired surface shape to the actual values is carried out as previously discussed. The result in this example is a shift in this direction because of the one-sided missing volume segment. ( 5f )

Anhand der Messwerte wird geprüft, ob der jeweils nächstliegende Punkt der Soll-Oberflächenform (Pfeil in 5g) innerhalb der Grenzwerte (gestrichelter Kugeln in 5g) liegt.On the basis of the measured values, it is checked whether the respectively nearest point of the desired surface shape (arrow in 5g ) within the limits (dashed bullets in 5g ) lies.

Dies ist für einen dargestellten Punkt nicht der Fall. Die Prüfung ist negativ, das Werkzeug kann so nicht verwendet werden.This is for a point not shown the case. The exam is negative, the tool so can not be used.

Die Lage der Schnittkanten wird bei der zuvor beschriebenen Methode nicht vermessen, es wird jedoch festgestellt, ob die Schnittkanten innerhalb der zulässigen Grenzwerte liegen.The Position of the cut edges is in the method described above not measured, but it is determined whether the cut edges within the permissible Limits are.

Eine Bestimmung der Lage der Schnittkanten ist durch die numerische Auswertung der IST-Daten anhand der SOLL-Daten möglich. Um den Aufwand der Auswertung zu reduzieren, können für die SOLL-Daten nur bestimmte Formmerkmale geprüft werden. Diese Prüfmerkmale sind in diesem Fall dem Werkzeug zugeordnet und in einer Datenbank gespeichert.A Determination of the position of the cut edges is by the numerical evaluation the actual data based on the target data possible. To the effort of evaluation can reduce for the TARGET data only certain shape features are tested. These test features are in this case assigned to the tool and in a database saved.

Für eine SOLL-Oberfläche (61) gemäß 6 wird die Fehler-Prüfung anhand eines weiteren Beispiels dargestellt.For a target surface ( 61 ) according to 6 the error check is illustrated by another example.

Eine Kante (62) soll geprüft werden. Die Lage des Kantenverlaufs wird aus den Messdaten (Flächendaten) (63) bestimmt und mit den SOLL-Daten verglichen. Die Flächen (65, 66) am Werkzeug bilden die Kante (62). Um den Aufwand der Prüfung zu reduzieren, wird zunächst ein engerer Prüfbereich (64) festgelegt, der sich auf beiden Flächen entlang der Kante erstreckt. Damit werden die IST-Werte zur Auswertung ausgewählt, deren Abstand geringer als ein Grenzwert ist. Dieser Grenzwert ist in der Regel identisch mit dem Wert für die Formabweichung aus dem vorherigen Beispiel. Jeder Fläche (65, 66) werden nun Messdaten (63) aus dem Prüfbereich (64) zugeordnet. Im Anschluss wird für jede Messdatengruppe eine Ausgleichsebene berechnet. Beide Ausgleichsebenen schneiden sich in einer Gerade. Diese so bestimmte und berechnete Gerade stellt die Ausgleichgerade (67) der IST-Oberfläche dar. Diese kann nun in dem Abschnitt der SOLL-Oberflächenkante mit dieser verglichen werden.An edge ( 62 ) should be checked. The position of the edge profile is calculated from the measured data (area data) ( 63 ) and compared with the DESIRED data. The surfaces ( 65 . 66 ) on the tool form the edge ( 62 ). In order to reduce the effort of the test, a narrower test area ( 64 ) extending on both surfaces along the edge. Thus, the actual values are selected for evaluation whose distance is less than a limit value. This limit is usually the same as the shape deviation value from the previous example. Every surface ( 65 . 66 ), measurement data ( 63 ) from the test area ( 64 ). Subsequently, a compensation level is calculated for each measurement data group. Both balancing planes intersect in a straight line. This determined and calculated line represents the balancing line ( 67 ) of the IST surface. This can now be compared in the section of the target surface edge with this.

Eine einfachere Möglichkeit, die auch bei 2D-Verfahren anwendbar ist, ist die Auswertung des Kurvenverlaufs einer von einer Beleuchtungseinheit projizierten Linie auf einer SOLL-Oberfläche (71). Diese verläuft nur auf ebenen Flächen (72) als gerade Linie (73). Beim Erreichen von Kanten treten Unstetigkeiten (74, 76) auf. Nicht ebene Flächen ergeben einen kurvigen Linienverlauf (75).A simpler possibility, which is also applicable in 2D methods, is the evaluation of the curve shape of a line projected by a lighting unit on a target surface ( 71 ). This runs only on flat surfaces ( 72 ) as a straight line ( 73 ). When edges are reached, discontinuities ( 74 . 76 ) on. Non-flat surfaces result in a curved line ( 75 ).

Diese Unstetigkeiten (74, 76) werden genutzt, um die Lage der Kante zu bestimmen. Bei Unstetigkeiten mit kontinuierlichem Linienverlauf (74) kann aus den IST-Meßdaten der Linienabschnitte zu beiden Seiten der Unstetigkeit je eine Ausgleichsfunktion gebildet werden. Deren Schnittpunkt beschreibt die Lage der Kante.These discontinuities ( 74 . 76 ) are used to determine the position of the edge. For discontinuities with continuous line ( 74 ) can be formed from the actual measured data of the line sections on both sides of the discontinuity ever a compensation function. Their intersection describes the position of the edge.

Wird der Linienverlauf an einer Unstetigkeit unterbrochen (76), wird aus den einseitigen Messpunkten eine Ausgleichfunktion gebildet. Mit dieser Ausgleichsfunktion kann anhand der Messpunktabstände die Position des dem Linienende folgenden Messpunktes berechnet werden. Die Kante liegt zwischen dieser berechneten und der nebenliegend gemessenen Position.If the line is interrupted by a discontinuity ( 76 ), a compensation function is formed from the one-sided measuring points. With this compensation function, the position of the measuring point following the line end can be calculated on the basis of the measuring point distances. The edge is between this calculated and the adjacent measured position.

Zur Prüfung der Güte von Schneiden oder Schneidkanten hat sich eine Bewertung der Abweichungen in der Nähe der Kanten mit geringeren Grenzwerten als vorteilhaft herausgestellt.to exam the goodness Cutting or cutting edges has an evaluation of deviations near the edges with lower limits proved to be advantageous.

Die Anordnung von Aufnahmeeinheit und Beleuchtungseinheit wird beispielhaft an 9 nachfolgend erläutert.The arrangement of receiving unit and lighting unit becomes an example 9 explained below.

An dem Gehäuse (1) wird im Bereich der Werkzeugaufnahme (2) ein Schwenkarm (7) für die Befestigung von Beleuchtungs- und Aufnahmeeinheit (82, 83) angeordnet. Die als strichpunktierte Linie angedeutete Ausrichtung der optischen Achsen von Beleuchtungs- und Aufnahmeeinheit (82, 83) sind auf die Arbeitsebene (88) gerichtet. Oberhalb der Arbeitsebene (8) befindet sich der Stempel (3) und unterhalb der Arbeitsebene die Matrize (16).On the housing ( 1 ) in the area of the tool holder ( 2 ) a swivel arm ( 7 ) for the attachment of lighting and recording unit ( 82 . 83 ) arranged. The orientation of the optical axes of the lighting and recording unit (dashed line) ( 82 . 83 ) are at the working level ( 88 ). Above the working level ( 8th ) is the stamp ( 3 ) and below the working plane the die ( 16 ).

Der schwenkbare Arm (7) soll andeuten, dass die Beleuchtungs- und Aufnahmeeinheit (82, 83) in beliebige Positionen verfahrbar sind. Die Position sollte dabei so gewählt werden, dass eine Beobachtung von Stempel und Matrize zur Bestimmung der jeweiligen Geometrien und Koordinaten möglich ist.The swivel arm ( 7 ) indicates that the lighting and recording unit ( 82 . 83 ) are movable in any position. The position should be selected in such a way that it is possible to observe the punch and die in order to determine the respective geometries and coordinates.

In einer Variante zur der Darstellung nach 9a ist vorgesehen, dass der Stempel in eine Messposition verfahren wird, so dass über die Beleuchtungs- und Aufnahmeeinheit (82, 83) eine freie, ungehinderte Abtastung für den Arbeitsbereich ermöglicht wird. Einzelheiten hierzu sind den 9b und 9c zu entnehmen.In a variant to the representation after 9a It is provided that the punch is moved into a measuring position, so that via the lighting and recording unit ( 82 . 83 ) allows free, unobstructed scanning for the work area. Details are the 9b and 9c refer to.

In 9b, welche als Prinzipbild das Oberteil eines Stanzmaschinenwerkzeugs darstellt, wird der Stempel in hochgezogener Position von je einer Beleuchtungs- und Aufnahmeeinheit abgetastet. In der hochgezogenen Position (auch Messposition genannt) ist der Stempel geschützt. Die Arbeitsposition des Stempels ist unterhalb der Beleuchtungs- und Aufnahmeeinheit in gestrichelter Darstellung angedeutet.In 9b , which represents the top of a punching machine tool as a schematic diagram, the stamp is scanned in the raised position by a respective lighting and recording unit. In the raised position (also called measuring position) the stamp is protected. The working position of the stamp is indicated below the lighting and recording unit in dashed lines.

In der Variante nach 9c ist der Stempel und die Matrize in der Arbeitsstellung positioniert. Dies bedeutet, dass Mess- und Arbeitsposition identisch sind, so dass die Messungen ohne Zeitverzögerung vorgenommen werden können.In the variant after 9c the punch and the die are positioned in the working position. This means that the measuring and working positions are identical so that the measurements can be made without time delay.

Die Arbeitsebene wird dabei durch den als gestrichelte Linie angedeuteten Tisch dargestellt. Beleuchtungs- und Aufnahmeeinheit sind nach 9c jeweils auf einer Seite (Ober- oder Unterseite) des Arbeitstisches angeordnet.The working plane is represented by the table indicated as a dashed line. Lighting and recording unit are after 9c each arranged on one side (top or bottom) of the work table.

11
Gehäusecasing
22
Werkzeugaufnahmetool holder
33
Werkzeug, hier. StempelTool, here. stamp
4a, 4b4a, 4b
optische Mikrometer /1 Sendeeinheit /2 Empfangseinheitoptical micrometer / 1 transmission unit / 2 receiving unit
55
Längsachse des Werkzeugslongitudinal axis of the tool
5a, 5b5a, 5b
Werkzeugendetool end
6a, 6b6a, 6b
Nullpunkt optisches Mikrometerzero optical micrometer
77
Schwenkbarer Armpivoting poor
88th
Arbeitsebeneworking level
1111
Stempelstamp
1212
Schneide Stempelcutting edge stamp
1313
Bezugsfläche StempelReference surface stamp
LSLS
Länge des StempelsLength of the stamp
1616
Matrizedie
1717
Schneide Matrizecutting edge die
1818
Bezugsfläche MatrizeReference surface die
LMLM
Länge MatrizeLength of the die
2121
Präge-StempelEmbossing stamp
2222
Schneide mit Prägung des Präge-Stempelcutting edge with imprint of the stamping stamp
2323
Bezugsfläche Präge-StempelReference surface embossing stamp
LPSLPS
Länge des Präge-StempelsLength of the Embossing stamp
2626
Präge-MatrizeEmbossing die
2727
Schneide mit Prägung der Präge-Matrizecutting edge with imprint the embossing die
2828
Bezugsfläche Präge-MatrizeReference surface embossing die
LPMLPM
Länge Präge-MatrizeLength embossing die
6161
SOLL-OberflächeDESIRED surface
6262
Kanteedge
6363
IST-Meßpunkte auf der OberflächeIS-measuring points on the surface
6464
Auswertebereichevaluation range
6565
Fläche 1Area 1
6666
Fläche 2Area 2
6767
Ausgleichsgeradefit line
7171
SOLL-OberflächeDESIRED surface
7272
ebene Flächelevel area
7373
geradliniger Verlauf der projizierten Liniestraight Course of the projected line
7474
Unstetigkeit im Linienverlauf, bei kontinuierlichem Linienverlaufinconstancy in the line, with continuous line course
7575
kurviger Linienverlaufcurvier curve
7676
Unstetigkeit im Linienverlauf, mit einseitigem Linienendeinconstancy in the course of the line, with one-sided line end
8181
WerkzeugTool
8282
Beleuchtungseinheitlighting unit
8383
Aufnahme-EinheitRecording unit
8484
Laserlinienlaser lines
8585
optische Achse Aufnahmeeinheitoptical Axis recording unit
8686
Abstrahlwinkel BeleuchtungseinheitBeam lighting unit
8787
Koordinatensystem zur Positions- und Richtungsbestimmung von Aufnahmeeinheit und Beleuchtungseinheitcoordinate system for determining the position and direction of the receiving unit and lighting unit

Claims (11)

Verfahren zur optischen Voreinrichtung von Stanzmaschinenwerkzeugen, wobei ein Stanzmaschinenwerkzeug im Erfassungsbereich einer optisch-elektronischen Aufnahmeeinheit angeordnet ist und die Geometrie des Stanzmaschinenwerkzeugs digital erfasst wird, wobei die Daten mittels eines mit der Aufnahmeeinheit verbundenen Rechners gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein Stanzmaschinenwerkzeug mit den für die jeweilige Bearbeitung erforderlichen Bestandteilen wie Stempel, Matrize und/oder Niederhalter ausgewählt wird b) Soll-Daten und die zulässigen Differenzwerte für das ausgewählte Stanzmaschinenwerkzeug, die einzelnen Bestandteile und eine räumliche Anordnung der einzelnen Bestandteile im ausgewählten Stanzmaschinenwerkzeug im Rechner direkt oder mit Bezug zu einer vorhandenen Datenbank eingegeben werden c) das ausgewählte Stanzmaschinenwerkzeug ganz oder in Teilen zusammengesetzt und in dem Erfassungsbereich der Aufnahmeeinheit räumlich angeordnet wird d) die Aufnahmeeinheit und eine Beleuchtungseinheit auf einen Teil oder die vollständige Form des Stanzmaschinenwerkzeugs ausgerichtet wird e) die von der Aufnahmeeinheit unter Berücksichtigung der Position der Beleuchtungseinheit ermittelten Positionsdaten der teilweise oder vollständig beleuchteten Stanzmaschinenwerkzeugs an den Rechner weitergegeben werden f) im Rechner die Positionsdaten in Form von Längenkoordinaten mit je einer Bezugsebene für Stempel und Matrize als Ist-Daten des zusammengesetzten Stanzmaschinenwerkzeugs gespeichert werden g) aus Soll-Daten und Ist-Daten durch Vergleich Differenzdaten gewonnen und an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden h) in der Auswerteeinheit aus den Daten von Beleuchtungseinheit, Aufnahmeeinheit und den gespeicherten Positionsdaten Abstands-Istwerte des Werkzeugs in Bezug auf die Arbeitsfläche ermittelt werden i) das Stanzmaschinenwerkzeug bei Überschreiten eines Differenzgrenzwertes für das Stanzmaschinenwerkzeug unter Austausch mindestens eines Bestandsteils unter Rücksprung auf c) neu zusammengesetzt wird und j) das Stanzmaschinenwerkzeug bei Überschreiten eines Differenzgrenzwertes für die räumliche Anordnung unter Verwendung der Differenzdaten neu angeordnet wird.Method for optical pre-arrangement of punching machine tools, wherein a punching machine tool is arranged in the detection range of an optical-electronic recording unit and the geometry of the punching machine tool is detected digitally, wherein the data is stored by means of a computer connected to the receiving unit, characterized in that a) a punching machine tool with the components required for the respective processing, such as punch, die and / or hold-down is selected b) Desired data and allowable difference values for the selected punching machine tool, the individual components and a spatial arrangement of the individual components in the selected punching machine tool are entered in the computer directly or with reference to an existing database c) the selected punching machine tool wholly or partially assembled and in the D) the receiving unit and a lighting unit is aligned with a part or the complete shape of the punching machine tool e) that of the receiving unit taking into account f) in the computer the position data in the form of length coordinates, each with a reference plane for punch and die are stored as actual data of the assembled punching machine tool g) from the setpoint position of the partially or fully illuminated punching machine tool Data and actual data are obtained by comparison difference data and forwarded to an evaluation unit h) in the evaluation unit from the data of illumination unit, recording unit and the stored position data distance-actual values of the tool with respect to the work surface are determined i) the punching machine tool when exceeding a Difference limit value for the punching machine tool with replacement of at least one constituent part with return to c) is reassembled and j) the punching machine tool when a difference limit for the spatial arrangement is exceeded rearranged using the difference data. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit aus mindestens einer Kamera besteht, die das Werkzeug teilweise oder vollständig erfasst.Method according to claim 1, characterized in that that the recording unit consists of at least one camera, the The tool is partially or completely recorded. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit aus mindestens einer Strahlenquelle besteht, die auf mindestens einen Abschnitt des Werkzeugs ausgerichtet werden kann.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting unit consists of at least one Radiation source exists on at least a portion of the tool can be aligned. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Werkzeug ganz oder in definiert bekannten Teilen vor oder beim Rüsten der Werkzeugmaschine, beim Bestücken des Werkzeugmagazins, bei einem Werkzeugwechsel oder im Maschinenkopf selbst durch die Beleuchtungseinheit beleuchtet und von der Aufnahmeeinheit optisch erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that each tool is known in full or in defined Share before or during setup the machine tool, when equipping of the tool magazine, during a tool change or in the machine head itself illuminated by the lighting unit and the receiving unit is optically detected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit und die Aufnahmeeinheit so aufeinander abgestimmt sind, dass eine Auswerteeinheit aus den Daten von Beleuchtungseinheit und Aufnahmeeinheit mindestens einen Längenmesswert bezogen auf ein Koordinatensystem bestimmen kann.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting unit and the receiving unit are coordinated so that an evaluation of the Data from lighting unit and recording unit at least one Length measured value related to determine a coordinate system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längenmesswert bei vollständiger Erfassung des Werkzeugs den Abstand von der Arbeitsfläche (12, 17, 22, 27) des Werkzeugs zu einer Bezugsfläche (13, 18, 23 oder 28) darstellt, die für das jeweilige Werkzeug definiert ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the length measured value with complete detection of the tool, the distance from the working surface ( 12 . 17 . 22 . 27 ) of the tool to a reference surface ( 13 . 18 . 23 or 28 ), which is defined for the respective tool. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nur teilweisen Erfassung des Werkzeugs die Beleuchtungseinheit und die Auswerteeinheit so angeordnet sind, dass die Längenkoordinaten in wenigstens einer Richtung gemessen und diese als Abstand zur Bezugsfläche (13, 18, 23 oder 28) ausgeben werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a partial detection of the tool, the illumination unit and the evaluation unit are arranged so that the length coordinates measured in at least one direction and this as a distance from the reference surface ( 13 . 18 . 23 or 28 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Beleuchtungseinheit ein Laser-Linienprojektor verwendet wird, der entlang einer vorbestimmten, relativ zum Objektiv bekannten Bahn beweglich ist, so dass für beliebige Oberflächenpunkte des Werkstücks Positionskoordinaten bezogen auf ein definiertes Koordinatensystem mit Mitteln der digitalen Informationsverarbeitung unter Anwendung trigonometrischer Verfahren bestimmbar sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting unit is a laser line projector is used along a predetermined, relative to the lens known trajectory is movable, so for any surface points of the workpiece Position coordinates related to a defined coordinate system with means of digital information processing using Trigonometric method can be determined. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur optischen Voreinrichtung von Stanzmaschinenwerkzeugen bestehend aus einem Magazin für Stanzmaschinenwerkzeuge wie Stempel, Matrizen oder dergleichen, einer Aufnahmeeinheit zur digitalen Erfassung der Geometrie von Stanzmaschinenwerkzeugen und einem Rechner, in dem die von der Aufnahmeeinheit erfassten Daten und Soll-Daten für die ausgewählten Stanzmaschinenwerkzeuge gespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Magazin entnehmbaren Werkzeuge in einer Werkzeugaufnahme einer Längenmess- und Positionsbestimmungs-Einrichtung einspannbar sind, wobei die Werkzeugaufnahme so ausgeführt ist, dass das eingespannte Werkzeug im Verlaufe des Messprozesses mittels einer Antriebseinheit, die von der zentralen Steuer-Auswerte- und Bedieneinheit steuerbar ist, schrittweise um 180° um die Längsachse des Werkzeugs gedreht werden kann und dass das eingespannte Werkzeug (3) in einer Mikrometeranordnung (4), bestehend aus zwei optischen CCD-Mikrometern (4a, 4b) drehbar angeordnet ist, wobei die optischen CCD-Mikrometer (4a, 4b) über jeweils eine Sende-(4a1, 4b1) und eine Empfangseinheit (4a2, 4b2) verfügen, die die Abstände aa und ab der zur Werkzeuglängsachse orthogonalen, an der oberen und unteren Kante des Werkzeug angelegten Grade (5a bzw. 6a) zu einer ebenfalls zur Werkzeuglängsachse orthogonalen Grade durch den Nullpunkt des jeweiligen CCD-Mikrometers erfassen.Apparatus for carrying out a method for the optical pre-arrangement of punching machine tools consisting of a magazine for punching machine tools such as punches, dies or the like, a receiving unit for digital detection of the geometry of punching machine tools and a computer in which the data acquired by the recording unit and desired data for the are stored in a tool holder of a length measuring and position determining device, wherein the tool holder is designed so that the clamped tool in the course of the measuring process by means of a drive unit, which is controllable by the central control evaluation and operating unit, can be rotated stepwise by 180 ° about the longitudinal axis of the tool and that the clamped tool ( 3 ) in a micrometer arrangement ( 4 ), consisting of two optical CCD micrometers ( 4a . 4b ) is rotatably arranged, wherein the optical CCD micrometer ( 4a . 4b ) via one transmission ( 4a1 . 4b1 ) and a receiving unit ( 4a2 . 4b2 ) have the distances aa and from the orthogonal to the tool longitudinal axis, applied to the upper and lower edge of the tool ( 5a respectively. 6a ) to a likewise orthogonal to the tool longitudinal axis degrees through the zero point of the respective CCD micrometer. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen an Bezugsflächen des Werkzeugs durchführbar sind.Device according to claim 9, characterized in that that measurements on reference surfaces of the tool feasible are. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung bei bekannter Position von Messgerät und Bezugsfläche am Werkzeug in Form einer Längenmessung durchführbar ist.Device according to claim 9 or 10, characterized that the measurement is at a known position of the measuring device and reference surface on the tool in the form of a length measurement feasible is.
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