AT506745B1

AT506745B1 - MEASURING DEVICE

Info

Publication number: AT506745B1
Application number: AT7492008A
Authority: AT
Original assignee: Profactor Gmbh
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2011-04-15
Also published as: AT506745A1; WO2009135242A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung, Charakterisierung, Speicherung und Dokumentation des Verschleißes an Werkzeugen, enthaltend mindestens eine Einheit zur Aufnahme von Bildern (106) sowie eine Abbildungsoptik(110), wobei die Anordnung mindestens eine Sollbruchstelle (114, 116) enthält.The invention relates to an arrangement for measuring, characterizing, storing and documenting the wear of tools, comprising at least one unit for taking pictures (106) and an imaging optics (110), wherein the arrangement contains at least one predetermined breaking point (114, 116).

Description

österreichisches Patentamt AT506 745B1 2011-04-15Austrian Patent Office AT506 745B1 2011-04-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Vermessung von Werkzeugen, insbesondere für ein- und mehrschneidige Zerspanungswerkzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.Description: The present invention relates to a device and a method for measuring tools, in particular for single-cutting and multi-cutting cutting tools, according to the preamble of patent claim 1.

[0002] Aus DE 199 41 771 A1 ist ein Verfahren zur Vermessung von Werkstücken, insbesondere ein- oder mehrschneidigen Zerspanungswerkzeugen, bekannt. Darin wird eine geringe Tiefenschärfe verwendet. Dies hat zum Nachteil, dass nur ein kleiner Teil des betrachteten Werkstücks bzw. Werkzeugs scharf abgebildet werden kann, und deshalb Kombinationen unterschiedlicher Verschleissformen nur unzureichend erfasst werden können. Ferner ist aus DE 100 00 49 A1 bekannt, dass optoelektronische Bilderfassungseinrichtungen mit ausrichtba-rer Optik zur Erfassung von Bildern von Rotationswerkzeugen in einer Werkzeugaufnahme eingesetzt werden können. Dieses Verfahren zielt vor allem darauf ab, Verschleiß am rotierenden Werkzeug zu erfassen. In DE 199 42 980 A1 ist eine ähnliche Vorrichtung beschrieben, mit der ein temporärer oder stationärer Einbau in Bearbeitungsmaschinen erfolgen kann. Eine weitere Prüfvorrichtung ist aus DE 203 10 629 U1 bekannt. Hierin sind insbesondere Ausführungsformen der Prüfobjektiveinheit beschrieben. Aus GB 771,553 A und US 4,845,763 A ist weiterhin bekannt, dass modifizierte Mikroskope zur Prüfung und Vermessung von Werkzeugen verwendet werden können, auch in Verbindung mit Rechnern und Methoden der Bildverarbeitung („pattem recognition"). Nachteilig ist hier die Verwendung von teuren und gleichzeitig empfindlichen Mikroskopen, die in der rauen Umgebung von Werkzeugen und Bearbeitungsmaschinen vielfältigen Gefahren der Beschädigung und Zerstörung ausgesetzt sind. Mit Mikroskopen ist es außerdem nur eingeschränkt möglich, Messungen in unterschiedlichen Geometrien unmittelbar in unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen vorzunehmen. Darüber hinaus ist dem Fachmann bekannt, dass zur Prüfung von Werkzeugen auch einfache Lupen und Taschenlupen verwendet werden können. Hierbei ist vor allem nachteilig, dass Bilder und Messwerte nicht weiter be- und verarbeitet werden können (elektronische Speicherung, Auswertung der Messung z.B. mittels Bildverarbeitung, Dokumentation von Messergebnissen). Alle oben genannten Vorrichtungen, Anordnungen und Verfahren haben den Nachteil, dass empfindliche optische, elektronische und optoelektronische Messtechnik während der Prüfung und Messung der Gefahr der Beschädigung und Zerstörung ausgesetzt ist. In US 5,861,564 A ist eine Prüfvorrichtung für Sägen beschrieben, bei der wesentliche Module schwenkbar angebracht sind. Das permanente Anbringen von Messtechnik an einer Bearbeitungsmaschine ist jedoch teuer (insbesondere bei mehreren Maschinen) und kann darüber hinaus die Effizienz von Bearbeitungsprozessen in der Fertigung nachteilig beeinflussen.From DE 199 41 771 A1 discloses a method for measuring workpieces, in particular single or multi-bladed cutting tools known. It uses a shallow depth of field. This has the disadvantage that only a small part of the considered workpiece or tool can be sharply imaged, and therefore combinations of different Verschleissformen can be detected only insufficient. Furthermore, it is known from DE 100 00 49 A1 that optoelectronic image capturing devices with alignable optics can be used to capture images of rotary tools in a tool holder. This method primarily aims to detect wear on the rotating tool. In DE 199 42 980 A1 a similar device is described with which a temporary or stationary installation can be carried out in processing machines. Another test device is known from DE 203 10 629 U1. Embodiments of the inspection objective unit are described in particular here. It is further known from GB 771,553 A and US 4,845,763 A that modified microscopes can be used for testing and measuring tools, also in conjunction with computers and methods of image processing ("pattem recognition"). The disadvantage here is the use of expensive and at the same time sensitive microscopes that are exposed in the harsh environment of tools and processing machines various dangers of damage and destruction. With microscopes, it is also limited possible to make measurements in different geometries directly in different processing machines. In addition, it is known to the person skilled in the art that simple magnifiers and pocket magnifiers can also be used for testing tools. The disadvantage here is that images and measured values can not be further processed and processed (electronic storage, evaluation of the measurement, for example by means of image processing, documentation of measurement results). All of the above-mentioned devices, arrangements and methods have the disadvantage that sensitive optical, electronic and optoelectronic measuring technology is exposed to the risk of damage and destruction during the testing and measurement. In US 5,861,564 A a saw test device is described in which essential modules are pivotally mounted. However, the permanent attachment of measurement equipment to a processing machine is expensive (especially with multiple machines) and, moreover, can adversely affect the efficiency of manufacturing processes.

[0003] Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem Werkzeuge innerhalb und außerhalb von Bearbeitungsmaschinen geprüft und vermessen werden können, wobei die Messvorrichtung eine Sollbruchstelle zum Schutz vor Beschädigung aufweist. Bevorzugt ist die Sollbruchstelle derart an der Messvorrichtung angebracht, dass nach einem Bruch lediglich eines oder wenige preiswerte Bauteile ohne weitere Hilfsmittel ausgewechselt werden müssen, und danach die volle Funktionsfähigkeit der Vorrichtung ohne weitere Vorgänge wie beispielsweise optische Justierungsarbeiten gewährleistet ist.The object of the present invention is to provide a device and a method by which tools can be tested and measured inside and outside of processing machines, wherein the measuring device has a predetermined breaking point for protection against damage. Preferably, the predetermined breaking point is attached to the measuring device such that after a break only one or a few inexpensive components have to be replaced without further aids, and then the full functionality of the device is ensured without further operations such as optical adjustment work.

[0004] Dieses Ziel wird mit einer Vorrichtung erreicht, wie sie im Anspruch 1 definiert ist. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with a device as defined in claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

[0005] Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Werkzeuge zur Bearbeitung von metallischen Werkstoffen aller Art (beispielsweise Stähle, Aluminium, Titan, Messing, Bronze, Kupfer, Beryllium, Legierungen enthaltend verschiedene chemische Elemente einschließlich nicht metallischer chemischer Elemente wie z.B. Phosphor oder Kohlenstoff), Gläsern, Keramiken, anderen nicht metallischen Werkstoffen (wie z.B. Graphit), natürlich vorkommenden Werkstoffen (beispielsweise Stein, Holz, Muschelschalen, Knochen), Kunststoffen, Verbundwerkstoffen, Kohlefasern oder Glasfasern enthaltende Werkstoffe sowie Mischungen und Kombinatio- 1/8 österreichisches Patentamt AT506 745B1 2011-04-15 nen hiervon geprüft und vermessen werden. Kunststoffe können dem Fachmann bekannte Füllstoffe aus metallischen und nicht metallischen Werkstoffen aus den oben genannten Werkstoffklassen, Additive, Zuschläge und Zusätze sowie Mischungen und Kombinationen hiervon enthalten. Die Werkstoffe können in unterschiedlichen Bearbeitungsformen und -zuständen vorliegen (dem Fachmann bekannte Prozesse zur Werkstoffbearbeitung wie beispielsweise beschichtet, gehärtet, geglüht, gebrannt).By means of the device according to the invention tools for machining metallic materials of all kinds (for example, steels, aluminum, titanium, brass, bronze, copper, beryllium, alloys containing various chemical elements including non-metallic chemical elements such as phosphorus or carbon), glasses , Ceramics, other non-metallic materials (such as graphite), naturally occurring materials (eg stone, wood, shells, bones), plastics, composites, carbon fibers or glass fiber containing materials, as well as mixtures and combinations 1/8 Austrian Patent Office AT506 745B1 2011- 04-15 of this can be tested and measured. Plastics may contain fillers of metallic and non-metallic materials known to those skilled in the art from the abovementioned classes of materials, additives, additives and additives, as well as mixtures and combinations thereof. The materials can be present in different processing forms and states (processes known to those skilled in the art for material processing such as coated, hardened, annealed, fired).

[0006] Die zu prüfenden bzw. zu vermessenden Werkzeuge können in unterschiedlichen Bearbeitungsverfahren wie beispielsweise Fräsen, Drehen, Bohren, Sägen, Schleifen, Polieren, Gewindeschneiden sowie Abwandlungen und Kombinationen hiervon eingesetzt werden. Insbesondere können Fräswerkzeuge, Fräswerkzeuge mit Wendeplatten, Vollhartmetallwerkzeuge, HSS - Fräswerkzeuge, Gewindefräser Drehwerkzeuge, Wendeplatten zum Schruppen, Schlichten oder Gewindedrehen, Bohrwerkzeuge, HSS- Bohrer, Vollhartmetallbohrer, Tieflochbohrer oder Gewindebohrer verwendet werden. Die einzelnen Werkzeuge können in unterschiedlichen Ausführungsformen und Weiterbildungen wie beispielsweise Einlippentieflochbohrer vorliegen, die dem Fachmann bekannt sind. Die Werkzeuge können innerhalb und außerhalb der zugehörigen Bearbeitungsmaschinen wie beispielsweise Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Bohrmaschinen vermessen werden. Weiterhin sind dem Fachmann unterschiedliche Vorrichtungen zur Aufnahme der Werkzeuge innerhalb und außerhalb der Bearbeitungsmaschinen bekannt. Erfindungsgemäß umfassen die zu prüfenden bzw. zu vermessenden Werkzeuge die oben genannten Typen und Ausführungsformen sowie die damit bearbeiteten bzw. zu bearbeitenden Werkstücke aus den beschriebenen Werkstoffen.The tools to be tested or measured can be used in different processing methods such as milling, turning, drilling, sawing, grinding, polishing, tapping and modifications and combinations thereof. In particular, milling tools, indexable milling tools, solid carbide tools, HSS milling tools, thread milling tools, turning tools, roughing, sizing or threading tools, drilling tools, HSS drills, solid carbide drills, deep hole drills or taps can all be used. The individual tools may be in different embodiments and developments such as Einlippentieflochbohrer known to those skilled in the art. The tools can be measured inside and outside the associated processing machines such as milling machines, lathes, drills. Furthermore, the person skilled in various devices for receiving the tools inside and outside the processing machines are known. According to the invention, the tools to be tested or measured include the abovementioned types and embodiments as well as the workpieces made therefrom or to be machined from the described materials.

[0007] Während des Bearbeitungsvorgangs können die Werkzeuge verschiedenen Verschleißformen unterliegen. Dieser Werkzeugverschleiß entsteht durch mechanische und thermische Beanspruchung, wobei die Verschleißmechanismen im wesentlichen Adhäsion, Diffusion, Oxidation und Abrasion umfassen. Die entstehenden Verschleißarten an der Schneidkante der Werkzeuge sind unter anderem Freiflächenverschleiß, Kolkverschleiß, Schneidkantenausbruch, Eckenausbruch, Zunderung, Ausbröckelungen oder Kammrisse. Dem Fachmann sind weitere Varianten von Verschleißarten bekannt.During the machining process, the tools may be subject to different forms of wear. This tool wear is due to mechanical and thermal stress, the wear mechanisms essentially comprising adhesion, diffusion, oxidation and abrasion. The resulting types of wear on the cutting edge of the tools include flank wear, crater wear, cutting edge breakout, corner breakout, scaling, chipping or comb cracking. The person skilled in further variants of wear types are known.

[0008] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich verschiedene Verschleißarten und Verschleißformen als Folge unterschiedlicher Verschleißmechanismen und als Folge der aufgeführten Bearbeitungsvorgänge mit den beschriebenen Bearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung der beschriebenen Werkstoffe an den erfindungsgemäßen Werkzeugen prüfen, vermessen, auswerten, charakterisieren, speichern, dokumentieren, verfolgen, vergleichen, verwalten und dokumentieren.With the device according to the invention and the method according to the invention, different types of wear and wear as a result of different wear mechanisms and as a result of the listed processing operations with the described processing machines for processing the materials described on the tools according to the invention can be tested, measured, evaluate, characterize, store, document, track, compare, manage and document.

[0009] Mess- und Prüfvorrichtungen, die in den beschriebenen Anwendungen eingesetzt werden, unterliegen der Gefahr der Beschädigung oder Zerstörung insbesondere - aber nicht nur -dann, wenn sie innerhalb bzw. in unmittelbarer Nähe von Bearbeitungsmaschinen eingesetzt werden. Ein entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass bei Einwirken beschädigender oder zerstörerischer mechanischer Kräfte auf die Anordnung die Beschädigung vorrangig an mindestens einer vorhandenen Sollbruchstelle auftritt. Bevorzugt ist diese Sollbruchstelle in einem Bauteil oder in der Kombination aneinander angrenzender Bauteile vorgesehen, die einfach und preiswert wieder beschafft werden können. Weiterhin können das oder die Bauteile, die die Sollbruchstelle enthalten, einfach und ohne weitere mechanische Hilfsmittel (wie Schraubendreher, Inbusschlüssel oder Spezialwerkzeuge) oder andere Hilfsmittel (wie beispielsweise Klebstoffe) ausgewechselt und ersetzt werden. Besonders bevorzugt ist nach erfolgter Auswechslung des bzw. der die Sollbruchstelle enthaltenden Bauteils/Bauteile die volle Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne weitere Arbeitsschritte wie beispielsweise Justierungsarbeiten an optischen Bauteilen oder Modulen gewährleistet. Erfindungsgemäß kann die Sollbruchstelle innerhalb eines Bauteils beispielsweise durch gezielte Schwächung der Wandstärke des Bauteiles oder in Kombination mit zwei aneinander angrenzenden Bauteilen ausgestaltet sein. Ausführungsformen umfassen Gewinde aller Art, Drehverbindungen, Steckverbindungen, Quetschverbindungen, Snap-In-Verbindungen, Verbindungen durch Rasten oder Einrasten, 2/8 österreichisches Patentamt AT506 745B1 2011-04-15Measuring and testing devices, which are used in the applications described, are subject to the risk of damage or destruction in particular - but not only -then if they are used within or in the immediate vicinity of processing machines. A decisive advantage of the device according to the invention and of the method according to the invention is that the damage occurs primarily on at least one existing predetermined breaking point upon the action of damaging or destructive mechanical forces on the arrangement. Preferably, this predetermined breaking point is provided in a component or in the combination of adjacent components that can be easily and inexpensively procured again. Furthermore, the component (s) containing the predetermined breaking point can be replaced and replaced simply and without further mechanical aids (such as screwdrivers, Allen key or special tools) or other aids (such as adhesives). After replacement of the component or components containing the predetermined breaking point, the full functionality of the device according to the invention is particularly preferably ensured without further work steps such as, for example, adjustment work on optical components or modules. According to the invention, the predetermined breaking point can be configured within a component, for example by targeted weakening of the wall thickness of the component or in combination with two adjacent components. Embodiments include threads of all kinds, slewing rings, plug-in connections, crimp connections, snap-in connections, connections by latching or latching, Austrian Patent Office AT506 745B1 2011-04-15

Verbindungen durch Adhäsion oder Haftung, Klettverschlüsse und Verbindungen mit Federelementen sowie Varianten und Kombinationen hiervon. Die Sollbruchstelle kann reversibel (beispielsweise wieder zusammensteckbar, wieder anschraubbar) oder irreversibel (z.B. Bruch eines Bauteils) ausgestaltet sein. Auch Kombinationen sind denkbar, indem ein Bauteil mit Sollbruchstelle erst nach einigen aufgetretenen Brüchen vollends unbrauchbar wird.Adhesion or adhesion bonds, Velcro fasteners and spring element connections, as well as variants and combinations thereof. The predetermined breaking point can be configured reversibly (for example, can be plugged together again, re-screwed on) or irreversibly (for example breakage of a component). Combinations are also conceivable in that a component with predetermined breaking point becomes completely unusable only after a few fractures have occurred.

[0010] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen.Further advantages, features and applications of the invention will become apparent from the following description of the embodiment in conjunction with the drawings.

[0011] Figur 1 zeigt eine schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellung der Anordnung. In Figur 2 ist ein Bild während eines Messvorgangs beispielhaft dargestellt.Figure 1 shows a schematic, not to scale representation of the arrangement. FIG. 2 shows an example of a picture during a measuring process.

[0012] (101) bezeichnet eine Standplatte, bevorzugt derart ausgeführt in Fläche, Dicke und Materialdichte, dass ein sicherer Stand ohne Kippen der gesamten Anordnung auf Tischen oder in Maschinen gewährleistet ist. (102) bezeichnet einen Haftfuß, dessen Haltekraft zur Standplatte (101) einstellbar bzw. schaltbar ist. Bevorzugt werden Haftfüße eingesetzt, deren auf magnetischer und/oder elektromagnetischer Wirkung beruhende Haltekraft einstellbar bzw. regulierbar ist. Diese Einstellung bzw. Regulierung kann manuell (z.B. mittels eines Drehschalters), elektrisch oder elektronisch wie auch ferngesteuert erfolgen. (103) bezeichnet eine mehrachsige Haltevorrichtung für Bilder aufnehmende, optische, optomechanische, optoelektronische und elektronische Anordnungen sowie Anordnungen zur Erfassung/Aufnahme von Bildern und Messwerten, Speicherung, Darstellung und Übertragung derselben sowie Anordnungen zur Beleuchtung. (104) bezeichnet ein Gelenk (Dreh-, Scharnier-, Kugel-, sowie dem Fachmann bekannte Kombinationen und Varianten hiervon) einschließlich einer optional vorhandenen Feststelleinheit (z.B. Rändelschraube). Anstelle von (101), (102) und (104) können in weiteren Ausführungsformen roboterartige Vorrichtungen zum Schwenken und Positionieren Verwendung finden. Diese Schwenk- und Positioniereinheiten können an einer Bearbeitungsmaschine angebracht sein; weiterhin können sie elektronische Zusatzeinrichtungen wie Sensoren zur Positionsbestimmung oder Schrittmotoren enthalten. Darüber hinaus können sie mechanische Zusatzeinrichtungen enthalten wie beispielsweise Schutzanordnungen gegen Verschmutzung, Rückholfedern oder mechanische Schwingungen dämpfende Anordnungen. (105) bezeichnet einen Adapter zwischen der Haltevorrichtung (103) und einer Vorrichtung zur Aufnahme von Bildern (106). Bevorzugt werden (103) und das Gehäuse von (106) verschraubt; besonders bevorzugt erfolgt die Verschraubung über ein Gewinde oder Normgewinde, mit dem ein Fotoapparat an einem Stativ befestigt werden kann. Optional enthält (105) eine weitere ein- oder mehrachsige Einstelleinheit (analog 103) in Kombination mir einer Feststelleinheit (analog 104). (106) bezeichnet eine elektronische Vorrichtung zur Aufnahme, Speicherung und Übertragung von Bildern, beispielsweise eine Digitalkamera. Dem Fachmann bekannte Komponenten wie beispielsweise Anordnungen zur Energieversorgung, Bedienelemente, Bedientasten, Sucher usw. sind in Figur 1 nicht dargestellt. Bevorzugt ist (106) mit einer Software ausgestattet, die eine Fernbedienung bzw. Fernsteuerung über mindestens eine der Schnittstellen (107) oder (108) erlaubt. Ebenso ist (106) bevorzugt mit einer Software ausgestattet, die eine Speicherung von Einstellungen zur Bedienung, Benutzung und Benutzerführung erlaubt. (106) weist bevorzugt eine Vorrichtung zur Darstellung bzw. Sichtbarmachung von Bildern auf, ein Display (122). Dieses Display (122) ist bevorzugt schwenkbar bzw. mechanisch flexibel am Gehäuse von (106) befestigt. (106) kann optional mit einer drahtgebundenen Schnittstelle zur Datenübertragung (107) zwischen (106) und einer externen (nicht in Figur 1 dargestellten) Rechnereinheit (Notebook, PC) ausgestattet sein. (107) kann beispielsweise als USB-Schnittstelle (Universal Serial Bus) ausgestaltet sein. (108) bezeichnet eine optional vorhandene drahtlose Schnittstelle zur Datenübertragung zwischen (106) und einer externen (nicht in Figur 1 dargestellten) Rechnereinheit (beispielsweise Notebook, PC). (108) kann beispielsweise als elektronische Übertragungseinheit wie z.B. nach dem Bluetooth-Standard oder als optische Übertragungsstrecke mittels infrarotem Licht ausgestaltet sein. Es ist mindestens eine der Anordnungen (107) und (108) vorhanden. (109) bezeichnet eine Speichereinheit, mit der Bilder und Daten (beispielsweise gemessene Verschleißwerte) gespeichert werden können, wobei (109) fest in (106) 3/8 österreichisches Patentamt AT506 745B1 2011-04-15 eingebaut oder entnehmbar (z.B. als Speicherkarte) ausgestaltet sein kann. Es sind weiterhin Ausführungsformen denkbar, in denen eine drahtlose Schnittstelle (108) zur Übertragung von Bildern und Daten in (109) integriert ist. Mit (111) ist eine Vorrichtung dargestellt, die zur Vermeidung der Aufnahme unscharfer Bilder beispielsweise durch Verwackeln dient (Fernauslöser, Drahtauslöser). Optional kann (111) auch in (107) oder (108) integriert sein. Eine Integration in (109) ist ebenfalls denkbar, sofern (109) zum Datenempfang befähigt ist. (112) bezeichnet einen optional vorhandenen mechanischen Adapter zwischen Objektiv (113) und (106) bzw. Gehäuse von (106). In (112) integriert ist eine Einrichtung zur Übertragung elektrischer Signale wie sie z.B. zur Ansteuerung eines Autofokus-Objektivs erforderlich ist. Es sind Ausführungsformen denkbar, bei denen (112) und (113) in (106) integriert sind. Bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen verwendet, in denen (112) und (113) nicht integriert sind. (112) ist dann bevorzugt als Schraubgewinde oder als Bajonettverschluss ausgeführt, für den mehrere Industriestandards bekannt sind. Mit (114) ist eine der erfindungsgemäßen Sollbruchstellen bezeichnet. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei mechanischer Belastung mit beschädigender Wirkung für die Gesamtanordnung bevorzugt die mechanische Verbindung zwischen (114) und (113) bzw. (115) bricht. Die Verbindung zwischen (113), (114) und (115) ist bevorzugt derart konstruiert, dass Gewinde unterschiedlicher Steigungen, Feinheit und Umdrehungszahl verwendet werden. Ebenso sind Ausführungsformen denkbar, in denen die mechanische Verbindung bzw. das Gewinde gezielt geschwächt wird, um einen Bruch bereits bei geringer mechanischer Belastung der Gesamtanordnung zu gewährleisten. Weiterhin enthält die Sollbruchstelle zwischen (113), (114) und (115) bevorzugt Materialien mit unterschiedlichen mechanischen Belastbarkeiten und Festigkeiten/Bruchfestigkeiten, wobei das Bauteil mit den geringsten Kosten zur Wiederbeschaffung besonders bevorzugt die schwächsten Belastbarkeiten bzw. Festigkeiten aufweist. (114) kann als separates Bauteil ausgestaltet sein; ebenso sind Ausführungsformen denkbar, bei denen (114) nicht als separates Bauteil ausgestaltet ist, sondern mittels geeigneter konstruktiver Anordnung in (113) und/oder in (115) integriert ist. (116) bezeichnet einen weiteren Adapter, der als Sollbruchstelle zwischen (115) und (118) ausgestaltet sein kann. Für die Ausgestaltung der optionalen Sollbruchstelle (116) in Nachbarschaft zu (115) und (118) gilt analog die Beschreibung der mechanischen, konstruktiven und materialtechnischen Ausgestaltung zwischen (113), (114) und (115). (116) kann - wie (114) - als separates Bauteil vorliegen, oder in (115) und/oder (118) integriert vorliegen. Mit (118) ist ein Trägermodul dargestellt, das eine Abbildungsoptik (110) sowie eine Beleuchtungseinheit (117), (119), (120), (121) trägt. Die Beleuchtungseinheit hat optional eine Vorrichtung zur Justierung (117), ein Gehäuse zu Aufnahme der Energieversorgung (119), einen Schalter (120) sowie eine optische Vorrichtung zur Abbildung (121). Der Schalter (120) ist bevorzugt mit einem bistabilen Schaltelement ausgestattet, optional kann in (120) eine Helligkeitssteuerung enthalten sein. (121) kann beispielsweise als Linse aus Kunststoff ausgestaltet sein. Bevorzugt weist die Beleuchtungseinheit Lichtquellen aus Halogenlampen, Glühlampen, Glimmlampen, Leuchtdioden und insbesondere Leuchtdioden mit Weißlichtemission auf. Lichtquelle und Energieversorgung sind in Figur 1 nicht dargestellt. (110) kann im Inneren Elemente zur Beeinflussung von Licht enthalten, insbesondere Linsen unterschiedlicher Bauart und Wirkungsweise.(101) refers to a base plate, preferably carried out in such area, thickness and material density that a secure state without tilting the entire arrangement is guaranteed on tables or in machines. (102) denotes an adhesive foot whose holding force to the base plate (101) is adjustable or switchable. Adhesive feet are preferably used, based on magnetic and / or electromagnetic effect based holding force can be adjusted or regulated. This adjustment can be done manually (e.g., by means of a rotary switch), electrically or electronically, as well as remotely controlled. (103) denotes a multiaxial holding device for image-receiving, optical, opto-mechanical, optoelectronic and electronic arrangements and arrangements for acquisition / recording of images and measured values, storage, display and transmission thereof and arrangements for illumination. (104) denotes a hinge (rotary, hinge, ball, and combinations known to those skilled in the art and variants thereof) including an optional locking unit (e.g., knurled screw). Instead of (101), (102) and (104), robotic devices for panning and positioning may be used in other embodiments. These pivoting and positioning units may be mounted on a processing machine; furthermore, they may contain electronic ancillary devices such as position sensors or stepper motors. In addition, they may include mechanical ancillary equipment such as anti-pollution guards, return springs, or mechanical vibration dampening assemblies. (105) denotes an adapter between the holding device (103) and a device for taking pictures (106). Preferably, (103) and the housing of (106) are screwed; particularly preferably, the screw connection via a thread or standard thread, with which a camera can be attached to a tripod. Optionally, (105) contains another single- or multi-axis setting unit (analog 103) in combination with a locking unit (analog 104). (106) denotes an electronic device for recording, storage and transmission of images, for example a digital camera. Components known to the person skilled in the art, such as, for example, arrangements for the power supply, operating elements, operating keys, viewfinders, etc., are not shown in FIG. Preferably, (106) is equipped with software that allows remote control via at least one of the interfaces (107) or (108). Similarly, (106) is preferably equipped with software that allows storage of settings for operation, use and user guidance. (106) preferably comprises a device for displaying or visualizing images, a display (122). This display (122) is preferably pivotally or mechanically flexibly attached to the housing of (106). (106) may optionally be equipped with a wired interface for data transmission (107) between (106) and an external (not shown in Figure 1) computer unit (notebook, PC). (107) can be designed, for example, as a USB interface (Universal Serial Bus). (108) denotes an optionally existing wireless interface for data transmission between (106) and an external (not shown in Figure 1) computer unit (for example, notebook, PC). (108) may be used, for example, as an electronic transmission unit such as e.g. be designed according to the Bluetooth standard or as an optical transmission path by means of infrared light. At least one of the assemblies (107) and (108) is present. (109) designates a memory unit with which images and data (for example, measured wear values) can be stored, whereby (109) can be permanently installed in or removed from (106) 3/8 Austrian Patent Office AT506 745B1 2011-04-15 (eg as a memory card) can be designed. Embodiments are furthermore conceivable in which a wireless interface (108) for transmitting images and data is integrated in (109). With (111) a device is shown, which serves to prevent the recording of blurred images, for example by shaking (remote trigger, cable release). Optionally, (111) may also be integrated in (107) or (108). Integration in (109) is also conceivable, provided that (109) is capable of receiving data. (112) denotes an optional mechanical adapter between lens (113) and (106) or housing of (106). Integrated in (112) is a means for transmitting electrical signals, e.g. to control an autofocus lens is required. Embodiments are conceivable in which (112) and (113) are integrated in (106). Preferably, however, embodiments are used in which (112) and (113) are not integrated. (112) is then preferably designed as a screw thread or as a bayonet lock for which several industry standards are known. With (114) one of the predetermined breaking points according to the invention is designated. In particular, it is provided that under mechanical load with damaging effect for the overall arrangement, preferably the mechanical connection between (114) and (113) or (115) breaks. The connection between (113), (114) and (115) is preferably designed to use threads of different pitches, fineness and number of revolutions. Likewise, embodiments are conceivable in which the mechanical connection or the thread is deliberately weakened in order to ensure a break already at low mechanical stress of the overall arrangement. Furthermore, the predetermined breaking point between (113), (114) and (115) preferably contains materials with different mechanical load capacities and strengths / breaking strengths, wherein the component with the lowest cost for replacement particularly preferably has the weakest load capacities or strengths. (114) may be configured as a separate component; Likewise, embodiments are conceivable in which (114) is not designed as a separate component, but is integrated by means of a suitable structural arrangement in (113) and / or in (115). (116) denotes a further adapter, which can be designed as a predetermined breaking point between (115) and (118). For the design of the optional predetermined breaking point (116) in the vicinity of (115) and (118) applies analogously to the description of the mechanical, structural and material engineering embodiment between (113), (114) and (115). (116) can - as (114) - be present as a separate component, or integrated in (115) and / or (118). With (118) a carrier module is shown, which carries an imaging optics (110) and a lighting unit (117), (119), (120), (121). The illumination unit optionally has an adjustment device (117), a housing for receiving the power supply (119), a switch (120) and an optical device for imaging (121). The switch (120) is preferably equipped with a bistable switching element, optionally (120) may contain a brightness control. (121) may for example be designed as a lens made of plastic. The illumination unit preferably has light sources comprising halogen lamps, incandescent lamps, glow lamps, light-emitting diodes and in particular light-emitting diodes with white-light emission. Light source and power supply are not shown in Figure 1. (110) may contain elements for influencing light inside, in particular lenses of different design and mode of action.

[0013] Bevorzugt sind die genannten Elemente im Inneren von (110) starr und fix mit dem Gehäuse von (110) verbunden, so dass keine Dejustierung im optischen Strahlengang von (110) stattfindet. Bevorzugt ist (110) innen nicht reflektierend und schwarz ausgestaltet. Weiterhin weist (110) bevorzugt eine derart gestaltete Aussparung auf, dass die Beleuchtungseinheit das zu vermessende Werkzeug beleuchten kann. (115) kann mit (110) in Form eines integrierten Bauteils ausgestaltet sein; ebenso sind Ausführungsformen denkbar, in denen (115) beispielsweise als separates Distanzstück aus schwarzem Kunststoff ausgestaltet ist. Mindestens eine Sollbruchstelle kann auch derart ausgestaltet sein, dass das Herunterfallen des unteren Teiles der Anordnung - vor allem umfassend (110), (118), (119), (120) - dadurch verhindert wird, dass beispielsweise eine Kippung des unteren Teiles durch eine verbleibende oder anhaftende mechanische Restverbindung erreicht wird, oder indem zusätzliche Bauelemente wie beispielsweise Federn oder andere Aufhängevorrichtungen angebracht sind.Preferably, said elements inside (110) are rigidly and fixedly connected to the housing of (110) so that there is no misalignment in the optical path of (110). Preferably (110) is not reflective on the inside and designed black. Furthermore, (110) preferably has a recess designed in such a way that the lighting unit can illuminate the tool to be measured. (115) may be configured with (110) in the form of an integrated component; Likewise, embodiments are conceivable in which (115) is designed, for example, as a separate spacer of black plastic. At least one predetermined breaking point can also be designed such that the falling down of the lower part of the arrangement - especially comprising (110), (118), (119), (120) - is prevented by, for example, tilting the lower part by a remaining or adhering residual mechanical connection is achieved, or by additional components such as springs or other suspension devices are attached.

[0014] In Figur 2 ist ein typisches Bild dargestellt, das mit einer erfindungsgemäßen Anordnung 4/8 österreichisches Patentamt AT506 745B1 2011-04-15 aufgenommen, vergrößert/verkleinert, zu einer externen Rechnereinheit übertragen, gespeichert, verwaltet, dokumentiert oder analysiert/interpretiert werden kann. Es ist ein Werkzeug abgebildet, das nach einer bestimmten Bearbeitungszeit von einem Werkstoff in einer Bearbeitungsmaschine einen charakteristischen Verschleiß aufweist. Anhand der Charakteristik können Rückschlüsse beispielsweise auf die weitere Verwendbarkeit bzw. zukünftige Standzeit des Werkzeugs, auf die Präzision/Maßgenauigkeit des nächsten zu bearbeitenden Werkstücks, auf die Eignung des Werkzeugs an sich, auf die Qualität eines Werkzeugs und andere dem Fachmann bekannte Parameter des Zerspanungsvorgangs gezogen werden.2 shows a typical image taken with an inventive arrangement, zoomed / enlarged, transferred to an external computer unit, stored, managed, documented or analyzed / interpreted can be. It is a tool shown that after a certain processing time of a material in a processing machine has a characteristic wear. On the basis of the characteristic conclusions can be drawn, for example, on the further usability or future tool life, on the precision / dimensional accuracy of the next workpiece to be machined, on the suitability of the tool itself, on the quality of a tool and other parameters known to those skilled in the cutting process become.

[0015] Die Erfindung umfasst weiterhin eine Software (lauffähig auf einer externen Rechnereinheit wie z.B. PC oder Notebook), mit der Charakteristik, Art und Ausmaß von Vorgefundenem Verschleiß geprüft, gemessen (d.h. quantitativ bestimmt), gespeichert, verwaltet und dokumentiert werden kann. Als beispielhafte Darstellung sind hierzu in Figur 2 frei verschiebbare und gestaltbare Maßlinien enthalten, mit denen Art und Ausmaß des Verschleißes quantitativ bestimmt werden kann. Im Bild handelt es sich um einen Freiflächenverschleiß mit einer Verschleißmarkenbreite, die zu 0,085mm bestimmt werden konnte. Insbesondere ist die Software in der Lage, den Verschleiß von Werkzeugen hinsichtlich Radius, Abstand und Winkel zu charakterisieren. Darüber hinaus ist die Software in Verbindung mit der Bilder aufnehmenden Einheit (106) in der Lage, Kalibrationsvorgänge beispielsweise hinsichtlich Helligkeit, Weißlichtabgleich, Belichtungsparametern oder geometrischen Abmessungen und Dimensionen durch manuelle Bedienung, semi-automatisch oder automatisiert auszuführen. In einzelnen Ausführungsformen können hierzu weitere Mess- und Hilfsmittel erforderlich sein wie beispielsweise Maßlehren oder vergleichbare Einrichtung zur Sicherstellung von Reproduzierbarkeit, Genauigkeit und Qualität der erzielten Messergebnisse und des gemessenen Verschleißes.The invention further includes software (executable on an external computing device such as a PC or notebook) that can be used to test, measure (i.e., quantify), store, manage, and document the characteristics, nature, and extent of any found wear. As an exemplary representation, freely displaceable and shapable dimension lines are contained in FIG. 2 for this, with which the type and extent of wear can be determined quantitatively. The picture is an open space wear with a wear mark width, which could be determined to 0.085mm. In particular, the software is able to characterize the wear of tools in terms of radius, distance and angle. In addition, the software in conjunction with the image-capturing unit (106) is capable of performing calibration operations such as brightness, white balance, exposure parameters or geometrical dimensions and dimensions by manual, semi-automatic or automated operation. In individual embodiments, this may require further measuring and auxiliary devices, such as gauge gauges or comparable devices for ensuring reproducibility, accuracy and quality of the measurement results obtained and the measured wear.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEmbodiment

[0016] Auf einer Standplatte aus rostfreiem Stahl (101) ist über einen manuell schaltbaren Magnetfuß (102) ein verstell- und fixierbarer Halter (103, 104) angebracht. Über ein Standardgewinde (105) ist eine Digitalkamera mit hoher Bildauflösung (106), mit Speichereinheit (109), mit Schnittstellen zur Datenübertragung (107,108), mit Fernauslöser (109) und mit schwenkbarem Display (122) angebracht. Über einen Adapter (112) ist an der Digitalkamera (106) ein Objektiv (113) angebracht, das über einen Sollbruchstelle (114) eine geschützte Abbildungsop-tik (110) mit einer zusätzlich angebrachten Beleuchtungseinheit (117, 119, 120, 121) trägt. Es ist eine zweite Sollbruchstelle (116) vorhanden, wobei (116) konstruktiv in (115) als besonders schwaches Gewinde integriert ist.On a base plate made of stainless steel (101) via a manually switchable magnetic base (102) an adjustable and fixable holder (103, 104) is mounted. A standard thread (105) has a high resolution digital camera (106), memory unit (109), data transfer interfaces (107, 108), remote release (109), and pivotable display (122). An objective (113) is mounted on the digital camera (106) via an adapter (112), which carries a protected imaging optic (110) with an additionally mounted illumination unit (117, 119, 120, 121) via a predetermined breaking point (114) , There is a second predetermined breaking point (116), whereby (116) is structurally integrated into (115) as a particularly weak thread.

[0017] Die Anordnung weist eine hohe Standfestigkeit auch bei schräger Aufstellung oder bei Einbau in begrenzten Bauraum auf. Tritt nun beispielsweise in einer Bearbeitungsmaschine eine unerwünschte oder unvorhergesehene mechanische Belastung auf die bzw. in der Anordnung auf, tritt ein Bruch vorrangig an einer der Sollbruchstellen (114) oder (116) auf. Weder die teure Digitalkamera noch die Abbildungsoptik oder das Objektiv werden beschädigt. Der beschädigte Abstandhalter (115) kann durch einfaches Abschrauben und Anschrauben eines handelsüblichen Ersatzteiles ohne weitere Hilfsmittel ausgewechselt werden. Da die Digitalkamera mit einer Autofokuseinrichtung ausgestattet ist, sind keine weiteren Justierungs- oder Einstellarbeiten beispielsweise an der Abbildungsoptik (110, 115, 118, optional 116) erforderlich. Die Gesamtanordnung ist mit voller Funktionsfähigkeit unmittelbar wieder einsatzbereit.The arrangement has a high stability even at an angle placement or installation in limited space. If, for example, an undesired or unforeseen mechanical load is applied to or in the arrangement in a processing machine, a break occurs primarily at one of the predetermined breaking points (114) or (116). Neither the expensive digital camera nor the imaging optics or the lens are damaged. The damaged spacer (115) can be replaced by simply unscrewing and screwing a commercial spare part without further aids. Since the digital camera is equipped with an autofocus device, no further adjustment or adjustment, for example, on the imaging optics (110, 115, 118, optional 116) are required. The entire arrangement is ready for immediate use with full functionality.

[0018] Ebenso kann (115) beispielsweise aus einem weichen oder flexiblen Material bestehen, so dass (115) einige Male wieder verwendet werden kann. Bevorzugt ist mindestens eines der Bauteile (113), (114), (115), (116), (118), (110) mit einem handelsüblichen Filtergewinde mit einem Durchmesser zwischen 28 mm und 82 mm ausgestattet. Besonders bevorzugt wird mindestens ein Filtergewinde mit einem Durchmesser von 43 mm, 49 mm, 52 mm, 55 mm, 58 mm oder 62 mm verwendet.Likewise, (115) may for example consist of a soft or flexible material, so that (115) can be reused several times. Preferably, at least one of the components (113), (114), (115), (116), (118), (110) is equipped with a commercially available filter thread with a diameter between 28 mm and 82 mm. At least one filter thread with a diameter of 43 mm, 49 mm, 52 mm, 55 mm, 58 mm or 62 mm is particularly preferably used.

[0019] Beschreibung und Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind nicht beschränkend, d.h. ähnliche Ausführungsformen, Varianten und Weiterbildungen sind in der vorliegenden Erfindung enthalten. 5/8Description and embodiment of the present invention are not limiting, i. Similar embodiments, variants and developments are included in the present invention. 5.8

Claims

Austrian Patent Office AT506 745B1 2011-04-15 Patentansprüche 1. Arrangement for measuring, characterizing, storing and documenting the wear on tools, comprising at least one unit for taking pictures and an imaging optic, characterized in that the arrangement has at least one predetermined breaking point (114, 116) contains.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that at least one predetermined breaking point (114, 116) between a unit for receiving images (106) and / or a lens (113), and / or a spacer (115) or spacers (115 ), and / or imaging optics (110).

3. Arrangement according to at least one of claims 1 to 2, characterized in that the predetermined breaking point (114, 116) is present within a component, preferably by constructive measures for targeted weakening of the dimensions or dimensions and thus the breaking strength of a component.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 2, characterized in that the predetermined breaking point (114, 116) is present between adjacent components, preferably configured by threads of all kinds, rotary joints, connectors, crimp, snap-in connections, connections through Clicks or snaps, bonds by adhesion or adhesion, hook and loop fasteners and connections with spring elements, as well as variants and combinations thereof.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the configuration of the predetermined breaking point (114, 116) at least two different materials with different mechanical properties and strength or load capacities are used.

6. Use of the arrangement according to one of the preceding claims for measuring and characterizing the wear of tools for milling, turning, drilling, sawing, preferably for milling tools, milling tools with inserts, solid carbide tools, HSS - milling tools, thread milling cutters, turning tools, inserts for roughing, finishing or threading, drilling tools, HSS drills, solid carbide drills, deep hole drills or taps.

7. Use of the arrangement according to one of the preceding claims within processing machines.

8. Use of the arrangement according to one of the preceding claims on tools for machining metallic materials of all kinds, (preferably steels, aluminum, titanium, brass, bronze, copper, beryllium, alloys containing various chemical elements including non-metallic chemical elements such as phosphorus or carbon), glasses and vitreous materials, ceramics, other non-metallic materials (preferably graphite), naturally occurring materials (preferably stone, wood, shells, bones), plastics (optionally containing fillers of metallic and non-metallic materials, additives, aggregates and Additives), composites, carbon fibers or glass fiber containing materials, and mixtures and combinations thereof.

9. Use of the arrangement according to one of the preceding claims in a method comprising at least the process step of image acquisition for measuring or characterizing the wear of tools. For this 2 sheets drawings 6/8