DE102007021425A1 - Inner wall' angle of inclination determining method for hollow shaft pin-tool holder, involves computing angle of inclination from inner radius, inner diameter, and predetermined axial distance of measuring points - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Handmessgerät zur Ermittlung des Neigungswinkels einer Innenwand einer Konusbohrung eines Werkstücks in Bezug zur Mittelachse der Konusbohrung, insbesondere zur Prüfung der Konizität von Hohlschaftkegel(HSK)-Werkzeugaufnahmen.The The invention relates to a method and a hand-held measuring device for determining the angle of inclination of an inner wall of a conical bore a workpiece with respect to the central axis of the cone bore, in particular for checking the taper of hollow shaft taper (HSK) tool holders.
Hohlschaftkegel(HSK)-Werkzeugaufnahmen treten zunehmend an die Stelle von Steilkegel-Werkzeugaufnahmen, u. a. weil sie kleiner und leichter sind und einen einfacheren und schnelleren Werkzeugwechsel ermöglichen. Während es jedoch bei Steilkegel-Werkzeugaufnahmen verhältnismäßig einfach ist, von außen her die Einhaltung vorgeschriebener Toleranzen des Steilkegels zu überprüfen, ist dies bei Hohlschaftkegel(HSK)-Werkzeugaufnahmen wegen des beschränkten Platzes im Inneren der Konusbohrung relativ schwierig. Bisher werden zu diesem Zweck pneumatische Messgeräte eingesetzt, mit denen der Luftwiderstand im Ringspalt zwischen der Innenwand der Konusbohrung und einer in die Konusbohrung eingesetzten Messlehre in Form eines Steilkegels gemessen wurde. Derartige Messgeräte sind jedoch verschleißanfällig, wobei der Verschleiß nicht immer sofort feststellbar ist, was zu Ungenauigkeiten bei der Messung führen kann.Hollow shaft taper (HSK) -Werkzeugaufnahmen increasingly take the place of steep taper tool holders, u. a. because they are smaller and lighter and a simpler and easier one allow faster tool change. While However, it is relatively simple with steep taper tool holders is, from the outside, compliance with prescribed tolerances of the steep taper, this is the case with hollow shaft taper (HSK) tool holders because of the limited space inside the cone hole relatively difficult. So far, pneumatic measuring devices have been used for this purpose used, with which the air resistance in the annular gap between the Inner wall of the conical bore and one inserted into the conical bore Measuring gauge in the form of a steep cone was measured. Such measuring devices However, they are susceptible to wear, and the wear is not always immediately detectable, resulting in inaccuracies in the measurement can lead.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Handmessgerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen der Neigungswinkel einer Innenwand einer Konusbohrung eines Werkstücks und insbesondere einer Konusbohrung einer Hohlschaftkegel(HSK)-Werkzeugaufnahme mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann.outgoing This is the object of the invention, a method and to provide a hand-held measuring device of the type initially mentioned, with which the angle of inclination of an inner wall of a conical bore a workpiece and in particular a conical bore of a Hollow shaft taper (HSK) tool holder determined with high accuracy can be.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an zwei in einem vorgegebenen axialen Abstand voneinander angeordneten Messpunkten Innenradien oder Innendurchmesser der Innenwand ermittelt werden, und dass der Neigungswinkel aus den beiden Innenradien oder Innendurchmessern und dem vorgegebenen axialen Abstand der Messpunkte berechnet wird. Das Messgerät umfasst zur Ermittlung der Innenradien oder Innendurchmesser eine in die Konusbohrung einführbare Sondenhalterung mit zwei im vorgegebenen Abstand voneinander angeordneten Messsonden oder Messtastern, sowie eine Schnittstelle zur Übertragung von Signalen von den beiden Messsonden oder Messtastern an eine externe Auswertungseinrichtung, wie einen PC oder einen anderen Rechner, an den Messwerte der beiden Messsonden oder Messtaster über eine passende Schnittstelle des Messgeräts, zum Beispiel einen USB-Port, direkt oder über ein geeignetes Speichermedium, zum Bei spiel einen USB-Stick, übertragen werden. Alternativ kann die Auswertungseinrichtung auch in das Messgerät selbst integriert sein.These Task is in terms of the method according to the invention thereby solved that at two in a given axial distance arranged measuring points inner radii or inner diameter the inner wall to be determined, and that the inclination angle off the two inner radii or inner diameters and the given axial distance of the measuring points is calculated. The measuring device includes for determining the inner radii or inner diameter of a Insertable into the cone bore probe holder with two in the predetermined distance from each other arranged probes or probes, and an interface for transmitting signals from the two probes or probes to an external evaluation device, like a PC or another computer, on the measured values of the two probes or probe via a suitable interface of the measuring device, for example, a USB port, directly or via a suitable Storage medium, for example, a USB stick, transferred. Alternatively, the evaluation device in the meter be integrated yourself.
Die beiden Messsonden oder Messtaster weisen vorzugsweise jeweils einen radial zur Längsmittelachse der Konusbohrung beweglichen Messfühler auf, dessen Tastweg gemessen und durch Vergleich mit einem Bezugswert in einen Innenradius oder Innendurchmesser der Konusbohrung am Messpunkt umgerechnet werden kann. Die Berechnung des Neigungswinkels aus den beiden Innenradien oder Innendurchmessern und dem vorgegebenen axialen Abstand der beiden Messpunkte erfolgt dann in der Auswertungseinrichtung.The two probes or probes preferably each have one movable radially to the longitudinal central axis of the conical bore Sensor on whose Tastweg measured and by comparison with a reference in an inner radius or inner diameter the conical bore can be converted at the measuring point. The calculation of the Inclination angle from the two inner radii or inner diameters and the predetermined axial distance between the two measuring points then in the evaluation device.
Zur Messung des Bewegungswegs der Messfühler weist jede Messsonde vorzugsweise einen Messwandler auf, mit dem Bewegungsinkremente der Radialbewegung des Messfühlers in elektrische Ausgangs- oder Spannungssignale umgewandelt werden können, die vorzugsweise vor der Auswertung digitalisiert werden.to Measurement of the path of movement of the probe assigns each probe preferably a transducer, with the Bewegungsinkremente the radial movement of the probe into electrical or voltage signals can be converted, preferably be digitized before the evaluation.
Das erfindungsgemäße Messgerät ermöglich es, die beiden Innenradien oder Innendurchmesser gleichzeitig zu messen, so dass der Neigungswinkel in Echtzeit angezeigt werden kann.The inventive measuring device allows it, the two inner radii or inner diameter at the same time too measure so that the tilt angle is displayed in real time can.
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die beiden Innenradien
oder Innendurchmesser in vorgegebenen Abständen von einer
Mündung der Konusbohrung gemessen. Bei Hohlschaftkegel(HSK)-Werkzeugaufnahmen
betragen diese Abstände gemäß
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die beiden Innenradien oder Innendurchmesser nicht direkt gemessen werden, sondern durch Vergleich der Messwerte der Messsonden oder Messtaster mit Messwerten, die zuvor an einer Messlehre mit einer Konusbohrung ermittelt wurden, deren Innenradien oder Innendurchmesser in den zuvor genannten Abständen von der Mündung der Konusbohrung genau bekannt sind. Vorzugsweise wird für diese Vergleichsmessung der radiale Tastweg der Messfühler der Messsonden oder Messtaster in der Messlehre gemessen, und nach einer Kalibrierung des Messgeräts anhand der bekannten Messwerte mit dem radialen Tastweg der Messfühler in dem zu vermessenden Werkstück verglichen, um dann die Innenradien oder Innendurchmesser des Werkstücks aus den bekannten Innenradien oder Innendurchmessern der Messlehre und den Abweichungen der beiden gemessenen Tastwege zu berechnen.A Another preferred embodiment of the invention provides that the both inner radii or inner diameter can not be measured directly, but by comparing the measured values of the probes or probes with Measurements previously made on a gauge with a cone bore were determined, whose inner radii or inner diameter in the previously mentioned distances from the mouth of the Conical bore are known exactly. Preferably is for this comparison measurement is the radial probe path of the probe the probes or probe measured in the gauge, and after a calibration of the measuring device based on the known measured values with the radial scanning path of the sensor in the to be measured Workpiece then compared to the inner radii or inner diameter of the workpiece from the known inner radii or inner diameters the gauge and the deviations of the two measured Tastwege to calculate.
Um zu gewährleisten, dass die Bestimmung der Innenradien oder Innendurchmesser aus den Tastwegen korrekte Werte ergibt, muss beim Einsatz des Messgeräts sichergestellt werden, dass die Längsmittelachse des Messgeräts exakt mit derjenigen der Konusbohrung zusammen fällt. Dazu wird die Sondenhalterung des Handmessgeräts in der Konusbohrung durch Zentriermittel zentriert, die gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung drei in Winkelabständen voneinander über eine äußere Umfangsfläche der Sondenhalterung überstehende Zentrierstifte umfassen, von denen zwei starr mit der Sondenhalterung verbunden sind und der dritte entgegen der Kraft einer Feder radial beweglich ist. Die beiden Messsonden oder Messtaster sind zweckmäßig im Winkelabstand voneinander und von den Zentrierstiften in Ausnehmungen einer zur Innenwand der Konusbohrung komplementären Umfangsfläche der Sondenhalterung angeordnet.In order to ensure that the determination of the inner radii or inner diameter of the scanning paths gives correct values, must be in use ensure that the longitudinal center axis of the meter coincides exactly with that of the cone bore. For this purpose, the probe holder of the hand-held measuring device is centered in the conical bore by centering means which according to an advantageous embodiment of the invention comprise three angularly projecting centering pins projecting beyond an outer peripheral surface of the probe holder, two of which are rigidly connected to the probe holder and the third against the force of a Spring is radially movable. The two probes or probes are expediently arranged at an angular distance from one another and from the centering pins in recesses of a peripheral surface of the probe holder which is complementary to the inner wall of the conical bore.
Das erfindungsgemäße Messgerät ermöglicht es, neben dem Neigungswinkel der Konusbohrung auch deren Rundheit zu ermitteln, indem man die Sondenhalterung um die Achse der Konusbohrung dreht und dabei mit mindestens einer der Messsonden oder einem der Messtaster kontinuierlich oder in diskreten Winkelabständen die Innenradien oder Innendurchmesser im gleichen Abstand von der Mündung der Konusbohrung ermittelt, und indem man aus den ermittelten Innenradien oder Innendurchmesser einen Wert für die Rundheit der Konusbohrung ableitet.The inventive measuring device allows it, in addition to the angle of inclination of the conical bore and its roundness determine by placing the probe holder around the axis of the cone bore rotates while using at least one of the probes or one of the Measuring probe continuously or at discrete angular intervals the inner radii or inner diameter equidistant from the mouth the conical bore is determined, and from the determined inner radii or inner diameter is a value for the roundness of the conical bore derives.
Die Erfindung betrifft auch eine Messlehre zur Verwendung mit einem Messgerät zur Prüfung der Konizität von Hohlschaftkegel(HSK)-Werkzeugaufnahmen. Die Messlehre umfasst einen ringförmigen Körper mit einer Konusbohrung, die an zwei im vorgegebenen axialen Abstand von einander und in vorgegebenen Abständen von einer Mündung der Konusbohrung angeordneten Messpunkten bekannte, auf der Messlehre vermerkte Innenradien oder Innendurchmesser aufweist.The The invention also relates to a gauge for use with a Measuring device for checking the conicity of Hollow taper shank (HSK) -Werkzeugaufnahmen. The gauge includes one annular body with a conical bore, the at two at the predetermined axial distance from each other and in given Disposed from an opening of the cone bore Messpunkte known, noted on the gauge inner radii or Inner diameter has.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:in the The invention will be explained below with reference to an embodiment shown in the drawing Embodiment explained in more detail. Show it:
Das
in der Zeichnung dargestellte Handmessgerät
Das
Handmessgerät
Wie
am besten in
Wie
am besten in den
Der
rückwärtige Teil
Der
vordere Teil
In
die dritte Bohrung
Weiter
weist die Messtasteraufnahme
Die
in die Ausnehmungen
Der
Versatz der beiden Messtaster
Der
hohlzylindrische, griffseitig durch einen Bodenteil
Durch
die Verwendung der Hartmetallstifte
Bei
der Montage des Messgeräts
Die
Messlehre
Zur
Bestimmung der Konizität der Konusbohrung einer zu überprüfenden
Höhlschaftkegel(HSK)-Werkzeugaufnahme (nicht dargestellt)
wird zuerst der kegelstumpfförmige Teil
In
dieser Stellung wird das Messgerät
Der
vordere kegelstumpfförmige Teil
Da
diese Differenz gewöhnlich sehr klein sein wird, können
mit Hilfe der zuvor beschriebenen Vergleichsmessung die Durchmesser
d2Ist und dkIst mit einer sehr hohen Genauigkeit ermittelt werden, die
nahezu der maximalen Messgenauigkeit der Messtaster
Aus
den beiden Durchmessern d2Ist und dkIst sowie dem axialen Abstand
ak – a2 zwischen den beiden Messpunkten wird anschließend
von dem über das Steckermodul
Nach
der Ermittlung der beiden Ist-Durchmesser d2Ist und dkIst der zu
vermessenden Konusbohrung bzw. der Berechnung des Ist-Neigungswinkels
wird das Messgerät
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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| CN115325914A (en) * | 2022-08-06 | 2022-11-11 | 超同步股份有限公司 | Taper hole taper detection device and detection method |
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Non-Patent Citations (1)
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