DE19625542A1 - Verfahren und Geräteanordnung zur Erstellung von vollautomatischen Meß- und Prüfabläufen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Geräteanordnung bzw. einen Meßprogrammgenerator zur Erstellung von vollautomatischen Meß- und Prüfabläufen über eine grafische Bedienoberfläche.

Bearbeitungswerkzeuge, meist einschneidige Werkzeuge wurden seither mit Hilfe von Einstell- und Meßgeräten für prozessorgesteuerte, sogenannte CNC (Computer Numeric Controlled)-gesteuerte Bearbeitungsmaschinen gemessen und eingestellt. Da man zunehmend bestrebt ist, für mehrere Ar­ beitsgänge bestimmte Werkzeuge/Schneiden in einem Kombiwerkzeug zu­ sammenzufassen, entstehen komplexere Werkzeuggeometrien, die gemessen und geprüft werden müssen. Mit der Entwicklung von CNC-gesteuerten Einstell- und Meßgeräten und der Bildverarbeitungstechnologie, z. B. der Automatischen Werkzeugvermessung (AWV) entsprechend EP 0 520 396 A1, wurde es möglich, auch solche Werkzeuge vollautomatisch zu messen und zu prüfen.

Beim Erstellen derartiger, meist kundenspezifischer Meß- und Prüfabläufe werden derzeit von Software-Entwicklern jeweils für ein bestimmtes Werk­ zeug geltende Abläufe programmiert. Dazu zeigt Fig. 1 als Beispiel einen Formfräser, bei dem am Punkt P1 Durchmesser und Länge der Schneide zu messen und die Winkel w1 und w2 zu prüfen sind. Im Arbeitsablauf wird 1.) P1 mit entsprechender Schneidenform durch Bildverarbeitung gemessen. 2.) werden die Winkel w1 und w2 über mehrere Meßpunkte gemessen und geprüft, wobei die einzelnen Punkte CNC-gesteuert angefahren, scharfge­ stellt und gemessen werden. Die Ausgabe der Meßwerte erfolgt als Diffe­ renzmaß. Wenn sich 3.) am Werkzeugumfang mehrere Schneiden befinden, werden die Ablaufschritte 1.) und 2.) wiederholt.

Um diesen Meß- und Prüfablauf auch für ähnliche Werkzeuge anwenden zu können, ist es bekannt, Eingabemasken für die PC-Elektronik entsprechend Fig. 2 zur Verfügung zu stellen, in deren Eingabefelder vom Bediener be­ stimmte Daten oder Parameter einzugeben sind. Diese sog. "Meßprogram­ me" sind in der Erstellung sehr aufwendig, nur von Software-Entwicklern programmier- und änderbar, unflexibel und daher nicht besonders bedien­ freundlich.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, für ein bestimmtes Werkzeug jedem Meßpunkt zugehörige Sollmaße für die CNC-Steuerung sowie Parameter für die Bildverarbeitung entsprechend Fig. 4 in die Einstell- und Meßgeräte- Elektronik einzugeben. Sämtliche Meßpunkte werden in einer Werkzeugliste zusammengefaßt, die entsprechend Fig. 3 beliebig viele Meßpunkte enthält. Zur Eingabe der Parameter dient wieder eine Eingabemaske z. B. gemäß Fig. 4. Diese Variante ist teilweise zeitaufwendig und umständlich. Vor allem ist hierbei der Bediener eines Einstell- und Meßgerätes meistens mit der Erstel­ lung solcher Meßlisten überfordert. Eine Simulation des Meß- und Prüfab­ laufes ist nicht möglich. Ebenso fehlt die variable Ausgabe der einzelnen Meßwerte, denn diese Ausgabe ist auf eine der Möglichkeiten: Kettenmaß, Differenzmaß oder Absolutmaß beschränkt. Die Ausgabe auf ein kunden­ spezifisches Meßprotokoll ist wiederum mit hohem Programmieraufwand verbunden.

Durch Verwendung von vorprogrammierten Schneidenformen (als Unterpro­ gramme der Bildverarbeitung bei automatischer Werkzeugvermessung) ent­ sprechend der in Fig. 5 angedeuteten Übersicht und graphischer Hilfe ist das Messen und Prüfen komplexer Schneiden an Formwerkzeugen mit Bildver­ arbeitung erleichtert bzw. möglich gemacht worden.

Ziel der Erfindung ist es, aus den eingegebenen Koordinaten der Meßpunkte und der daraus entstehenden Kontur vollautomatische Meß- und Prüfabläufe zu generieren und die Möglichkeit zu schaffen, gleichzeitig den jeweiligen Ablauf an einem PC-Monitor zu simulieren.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Gerätean­ ordnung bzw. einen Meßprogrammgenerator zur Erstellung von vollautoma­ tischen Meß- und Prüfabläufen für CNC-/prozessor-gesteuerte Einstell- und Meßgeräte mit Bildverarbeitung zum Messen und Prüfen von inbesondere für CNC-Bearbeitungsmaschinen bestimmten Werkzeugen erreicht. Die Er­ findung ermöglicht somit das Erstellen vollautomatischer Meß- und Prüfab­ läufe für ein CNC-gesteuertes Einstell- und Meßgerät mit Bildverarbeitung auf der Grundlage der Eingabe des Verlaufes der Werkzeugkontur bzw. der Koordinaten der diese bestimmenden Meßpunkte.

Analog zur Eingabe der Koordinaten der Meßpunkte und des Verlaufs der Schneidengeometrie kann diese gleichzeitig an einem PC-Monitor darge­ stellt werden. Erforderliche Parameter der Bildverarbeitung werden automa­ tisch vergeben und daraus der vollautomatische Meß- und Prüfablauf gene­ riert. Vorteilhaft können zusätzliche Meßpunkte eingefügt werden. Ebenso läßt sich die Art der Ausgabe der Meßwerte bestimmen und außerdem der Vorgang des erstellten Meßablaufes am Monitor simulieren.

Bei der Generierung des Meß- und Prüfablaufes am Bedienfeld des Einstell- und Meßgerätes kann die Ansteuerung der CNC-Steuerung und des Bildver­ arbeitungsrechners direkt erfolgen. Bei externer Erstellung erfolgt die Über­ tragung an das Einstell- und Meßgerät per DNC, Netzwerk oder Diskette. In diesem Sinn ist die Erfindung abgekürzt bezeichnet mit MOPS = Measure­ ment and Offset Processing with Simulation.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann direkt am Einstell- und Meßgerät und an einem externen PC angewendet werden. Es bietet die Möglichkeit, durch Eingabe der Koordinaten der einzelnen Meßpunkte des zu messenden oder zu prüfenden Werkzeuges vollautomatische Meß- und Prüfabläufe für ein CNC-gesteuertes Einstell- und Meßgerät mit Bildverarbeitung zu gene­ rieren.

Der Meß- und Prüfablauf kann am PC-Monitor simuliert werden. Ebenso lassen sich unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens anwender­ spezifische Prüfprotokolle herstellen, wobei die Ausgabe der Ergebnisse für jeden Meßpunkt jeweils im Absolut-, Ketten- oder Differenzmaß erfolgen kann. Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren extern erstellter Meß- und Prüfablauf kann per DNC, Netzwerk oder Diskette in das Einstell- und Meßgerät übertragen werden.

Vorteilhaft ist außerdem, daß eine zeit- und kostenintensive Entwicklung von besonderen kundenspezifischen Meßprogrammen durch Software- Ingenieure nicht mehr benötigt wird. Die Anwender von Einstell- und Meß­ geräten mit CNC-Steuerung und Bildverarbeitung sind aufgrund des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens in der Lage, für ihre unterschiedlichen Werkzeu­ ge schnell, einfach und kostengünstig Meß- und Prüfabläufe zu erstellen.

Die Erfindung ist nachfolgend in Verbindung mit weiteren Zeichnungen nä­ hert erläutert, in denen

Fig. 6 den Verlauf einer Werkzeug-Schneidengeometrie aufgrund der eingegebenen Meßpunkt-Koordinaten auf dem Bildschirm einer Bedienoberfläche veranschaulicht,

Fig. 7 schematisch eine CAD-Zeichnung eines Formbohrer-Werkzeuges und

Fig. 8 die Bedienoberfläche mit Bildschirm eines an das erfindungsge­ mäße Verfahren angepaßten CNC-gesteuerten Einstell- und Meß­ gerätes mit dem dort abgebildeten Werkzeug entsprechend Fig. 7 zeigt.

Fig. 6 dient zur Veranschaulichung der Dateneingabe, bei der für jeden Meßpunkt P1, P2, usw. nacheinander die Sollmaße eingegeben werden, der jeweilige Meßpunkt eingezeichnet und mit einem davorliegenden Punkt auf die beschriebene Art verbunden wird.

In Fig. 7 sind auf einer CAD-Zeichnung für einen speziellen Formbohrer die jeweiligen Meß- und Prüfpunkte vermaßt dargestellt. Aus Gründen der Qualitätssicherung müssen vor Einsatz des Formbohrers sämtliche seiner Stufenabstände, Radien, Winkel und Durchmesser vermessen werden.

Fig. 8 zeigt schematisch die Bedienoberfläche eines z. B. an ein CNC- gesteuertes Meß- und Prüfgerätes angeschlossenen oder integrierten Meß­ programmgenerators zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Über die entsprechenden Eingabefelder werden die Koordinaten der zuvor entsprechend Fig. 7 festgelegten Meßpunkte eingegeben. Das zur Durchfüh­ rung des Verfahrens eingerichtete Gerät mit Meßprogrammgenerator zeich­ net die Kontur des Formbohrers oder eines anderen Werkzeuges in dem da­ für vorgesehenen Teil der Bedienoberfläche analog auf, vergibt die Parame­ ter der Bildverarbeitung und generiert einen Meß- und Prüfablauf. Am Ein­ stell- und Meßgerät mit CNC-Steuerung und Bildverarbeitung wird der Da­ tensatz des entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren und Meßpro­ grammgenerator erstellten Meß- und Prüfablaufes angewählt und gestartet. Daraufhin wird das im Meß- und Prüfgerät eingespannte Werkzeug in der beschriebenen Art vollautomatisch vermessen. Die Ausgabe der Meß- und Prüfergebnisse erfolgt in der beschriebenen Art auf ein Prüfprotokoll.

Die Erfindung ermöglicht ein bequemes einfaches und sicheres Erstellen von vollautomatischen Meß- und Prüfabläufen für CNC-gesteuerte Einstell- und Meßgeräte mit Bildverarbeitung. Das Verfahren kann vom Anwender sofort eingesetzt werden. Ohne Spezialkenntnisse kann er damit für seine spezifi­ schen Werkzeuge Meß- und Prüfabläufe erstellen. Dies ist für nahezu jede Werkzeugkontur möglich, so daß die Erfindung universell anwendbar ist. Als weiterer Vorteil besteht die Möglichkeit der grafischen Simulation des Meß- und Prüfablaufes, und zusätzlich können kundenspezifische Meß- und Prüfprotokolle erzeugt werden.

Claims (7)

1. Verfahren und Geräteanordnung bzw. Meßprogrammgenerator zum Er­ stellen vollautomatischer Meß- und Prüfabläufe für CNC-gesteuerte Ein­ stell- und Meßgeräte mit Bildverarbeitung zum Messen und Prüfen von Werkzeu­ gen der CNC-Bearbeitung durch Eingabe der Koordinatenwerte für vorbe­ stimmte Meßpunkte des jeweiligen Werkzeuges.

2. Meßprogrammgenerator für prozeßgesteuerte Einstell- und Meßgeräte mit PC-Elektronik und Bildverarbeitung, insbesondere nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Parameter der Bildverarbeitung automatisch vergeben werden, aber auch manuell änderbar oder erweiterbar sind.

3. Geräteanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur des zu messenden oder zu prüfenden Werkzeuges analog zur Eingabe der Koordinatenwerte der Meßpunkte auf einem angeschlossenen PC-Monitor darstellbar sind.

4. Geräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meß- und Prüfablauf an einem angeschlossenen PC-Monitor grafisch simuliert werden kann.

5. Geräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Format der Ausgabe der Meßergebnisse für jeden Meßpunkt separat gewählt werden kann, z. B. als Differenz-, Ketten-, Radi­ us-, Durchmesser-, Rachenlehre- oder Absolutmaß.

6. Geräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Prüfabläufe an einem externen PC oder direkt am PC des Einstell- und Meßgerätes erstellbar sind.

7. Geräteanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erstellung automatischer Meß- und Prüfabläufe vorgesehene Anweisungs-Schrittfolge unter OS2, Windows 3.x und Win­ dows ′95 auf AT-kompatiblen PC′s anwendbar bzw. lauffähig ist.