Kontaktlose Werkzeugmessung

Inspiriert durch einen Foreneintrag in Peters CNC Ecke habe ich mich dem Thema kontaktloser Werkzeugvermessung angenommen.

Im Vergleich zur Messung über einen Microtaster kann die Spindel beim optischen Messen weiter auf voller Geschwindigkeit drehen.Damit lässt sich auch der Rundlauf eines Werkzeuges prüfen.

Nachteil ist die empfindlichkeit der Optik. Vor der Messung muss das Werkzeug sauber sein, weswegen ich noch eine Druckluftdüse zur Reinigung einplanen werde. Ansonsten verfälscht sich das Messergebnis durch eine Anhaftung.

Laser Gabellichtschranke

Für unsere Zweck reicht eine Gabellichtschranke. Kommerzielle Systeme erreichen Genauigkeiten von 0,2µ (0,0002mm!), so genau arbeitet jedoch der Rest unserer Maschine nicht…

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Als Sensor haben wir uns für eine Laser Gabellichtschranke entschieden. Der Laser ist im Vergleich zur deutlich günstigeren Infrarot Variante weniger anfällig gegen Störlicht (bis 10.000 Lux). In Sachen Präzision und Schaltgeschwindigkeit sind die beiden Optionen ähnlich.

  • Wiederholgenauigkeit etwa 10µ
  • 80mm Gabelweite
  • Einstellbare Empfindlichkeit
  • Schaltgeschwindigkeit 3.000 Hz

Regulär kosten solche Bauteile gerne mal 3-500 Euro. In der Bucht bieten diverse Industrieverwerter jedoch regelmäßig günstige Teile aus einem Rückbau an – für unter 100 Euro gab’s eine BGL 80A-003-S49 des Deutschen Herstellers Balluff.

 

Einbindung in Mach3

Ist genau wie bei einem mechanischem Taster. Zur Sicherheit ist die Lichtschranke als NC Kontakt ausgelegt – reißt das Kabel ab oder lockert sich der Stecker, stoppt die Maschine.

Unter Config > Ports & Pins wird „Probe Switch“ ausgewählt und der entsprechende Port eingestellt. Mit „Active Low“ ändert man das Verhalten des Schalters – bei einem NC Kontakt setzt man die Option auf inaktiv.

Im nächste Schritt muss noch ein maschinenspezifisches Macro für die Messroutine erstellt werden. Der Ablauf sieht dann (kurz) wie folgt aus:

  • Anheben der Z Achse auf Maximum
  • Verfahren an die Messposition
  • Absenken von Z bis der Sensor positiv ist, dann stopp
  • Anheben von Z bis der Sensor wieder negativ ist, dann stopp
  • Langsames absenken von Z bis der Sensor positiv ist, dann stopp
  • Anheben der Z Achse

 

Update 20.01.2015

Zur Montage des Sensors auf dem Maschinenbett gibt es mittlerweile einen ersten Entwurf.

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