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Title:
DEVICE FOR ALIGNING AN ANGLE MEASURING INSTRUMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/035547
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for aligning an angle measuring instrument (1) with respect to two workpiece planes (2, 3) that enclose an angle to be measured, wherein the angle measuring instrument (1) has a rotating mirror (8) for deflecting a laser beam (10) perpendicularly to the axis of rotation (7) of the mirror (8). In order to create advantageous alignment conditions, according to the invention, the angle measuring instrument (1) is assigned an alignment stop (13), which determines an alignment straight line (14), parallel to the the axis of rotation (7) of the mirror (8), for both workpiece planes (2, 3).

Inventors:
FUNCKE-LEHNER, Thomas (Eidenberger Straße 81, 4201 Eidenberg, 4201, AT)
PREISINGER, Gernot (Andromedastraße 92, 4030 Linz, 4030, AT)
Application Number:
AT2017/050021
Publication Date:
March 01, 2018
Filing Date:
August 02, 2017
Export Citation:
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Assignee:
KEBA AG (Gewerbepark Urfahr 14 bis 16, 4041 Linz, 4041, AT)
International Classes:
G01B11/26; B21D5/00; B21D5/02
Domestic Patent References:
WO2015196230A12015-12-30
WO2016187638A12016-12-01
Foreign References:
DE4312565A11994-10-20
Attorney, Agent or Firm:
HÜBSCHER, Helmut et al. (411Spittelwiese 4, 4020 Linz, 4020 Linz, 4020, AT)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Vorrichtung zum Ausrichten eines Winkelmessgeräts (1 ) gegenüber zwei einen zu messenden Winkel einschließenden Werkstückebenen (2, 3), wobei das Winkelmessgerät (1 ) einen rotierenden Spiegel (8) zum Umlenken eines

5 Laserstrahls (10) senkrecht zur Drehachse (7) des Spiegels (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Winkelmessgerät (1 ) ein Richtanschlag (13)

zugeordnet ist, der eine zur Drehachse (7) des Spiegels (8) parallele

Anschlaggerade (14) für beide Werkstückebenen (2, 3) bestimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der

o Richtanschlag (13) ein auf der Innenseite einer Schnittkante (17) zwischen den Werkstückebenen (2, 3) abstützbares Richtlineal bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der

Richtanschlag (13) einen zur Drehachse (7) des Spiegels (8) parallelen

Anschlagzylinder (21 ) bildet. 5 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Richtanschlag (13) zwei Anschlagabschnitte (15) beidseits der durch den drehenden Spiegel (8) bestimmten Ebene des umgelenkten Laserstrahls (10) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,0 dass der Richtanschlag (13) eine vom Winkelmessgerät (1 ) gesonderte Baueinheit mit einer Aufnahme (18) für das Winkelmessgerät (1 ) bildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Richtanschlag (13) am Gehäuse (5) des Winkelmessgeräts (1 ) zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung verstellbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Richtanschlag (13) in seiner Ruhestellung einen Verschluss zum Abdecken der Laseraustrittsöffnung (19) im Gehäuse (5) des Winkelmessgeräts (1 ) bildet.

Description:
Vorrichtung zum Ausrichten eines Winkelmessqeräts

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausrichten eines

Winkelmessgeräts gegenüber zwei einen zu messenden Winkel einschließenden Werkstückebenen, wobei das Winkelmessgerät einen rotierenden Spiegel zum Umlenken eines Laserstrahls senkrecht zur Drehachse des Spiegels aufweist.

Zur berührungslosen Messung des Biegewinkels zwischen den Schenkeln eines in einer Biegemaschine zu biegenden Blechs sind Messvorrichtungen bekannt (JP 2002-59217 A), bei denen der Umstand ausgenützt wird, dass die

Strahlungsintensität eines an einem Schenkel des Blechs reflektierten, in

Abstrahlrichtung empfangenen Laserstrahls am größten ist, wenn der Laserstrahl senkrecht auf den Blechschenkel auftrifft. Zu diesem Zweck ist im Bereich des Oberwerkzeugs der Biegemaschine ein Spiegel vorgesehen, der um eine zur Scheitelachse des Biegewinkels parallele Achse gedreht wird und zu dieser Drehachse unter 45° geneigt ist, sodass ein in Richtung dieser Drehachse auf den Spiegel auftreffender Laserstrahl in einer zur Drehachse senkrechten Ebene auf die Schenkel des zu biegenden Blechs abgelenkt und von den Schenkeln reflektiert wird, und zwar in Abstrahlrichtung, wenn der Laserstrahl senkrecht auf den jeweiligen Schenkel steht. Über die zugehörige Drehstellung des

Antriebmotors für den Spiegel kann dann der jeweilige Winkel zwischen den beiden Schenkeln in einer Signalverarbeitungseinrichtung ermittelt werden. Zum Ausrüsten üblicher Biegemaschinen mit solchen Messvorrichtungen sind diese Biegemaschinen jedoch konstruktiv anzupassen, was ein Nachrüsten von

Biegemaschinen mit Messvorrichtungen dieser Art aufwendig macht. Es wurde daher vorgeschlagen derartige Messvorrichtungen in einem Gehäuse

zusammenzufassen, um ein Handgerät zu schaffen, das keinerlei Umrüstarbeiten an den Biegemaschinen erfordert. Aufgrund des Messprinzips ist es allerdings notwendig, das Winkelmessgerät gegenüber den Werkstückebenen, deren gegenseitiger Winkel gemessen werden soll, so auszurichten, dass die durch den drehenden Spiegel bestimmte Ebene des umgelenkten Laserstrahls senkrecht zu den Werkstückebenen steht, was bei einer bloßen Handhabung des

Winkelmessgeräts mit Schwierigkeiten verbunden ist.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur genauen Ausrichtung von Winkelmessgeräten der beschriebenen Art gegenüber den Werkstückebenen zu schaffen, deren zwischen ihnen eingeschlossener Winkel gemessen werden soll, ohne die einfache Handhabung des Winkelmessgeräts zu gefährden oder den Messvorgang zu behindern.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die

Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass dem Winkelmessgerät ein

Richtanschlag zugeordnet ist, der eine zur Drehachse des Spiegels parallele Anschlaggerade für beide Werkstückebenen bestimmt.

Aufgrund des Umstands, dass der Richtanschlag eine zur Drehachse des Spiegels parallele Anschlaggerade für die beiden Werkstückebenen bestimmt, muss die Drehachse des Spiegels parallel zur geometrischen Schnittlinie zwischen den beiden Werkstückebenen, und damit parallel zu der durch diese Schnittlinie gebildeten Scheitelachse des zwischen den Werkstückebenen eingeschlossenen Winkels verlaufen, womit die Bedingung erfüllt ist, dass die durch den drehenden Spiegel bestimmte Ebene des umgelenkten Laserstrahls senkrecht zu den Werkstückebenen steht. Das Winkelmessgerät ist demnach so zwischen die beiden Werkstückebenen einzubringen, dass der Richtanschlag mithilfe der Anschlaggeraden gegenüber beiden Werkstückebenen abgestützt wird. Dass bei einer solchen Ausrichtung die Drehlage des Winkelmessgeräts gegenüber den beiden Werkstückebenen bezüglich der Drehachse des Spiegels nicht vorgegeben ist, solange keine zusätzliche Abstützung gegenüber einer Werkstückebene vorgesehen wird, spielt keine Rolle, weil es bei der Ausrichtung des Winkelmessgeräts nur auf die zur Scheitelachse des Winkels parallele

Drehachse des Spiegels ankommt, wenn gewährleistet ist, dass der umgelenkte Laserstrahl senkrecht auf beide Werkstückebenen auftreffen kann, was bei einer Handhabung des Winkelmessgeräts ohne Schwierigkeiten sichergestellt werden kann, insbesondere wenn der durch den Richtanschlag bestimmte Abstand der Drehachse des Spiegels von den beiden Werkstückebenen beschränkt wird. Zur Bestimmung einer entsprechenden Anschlaggerade bedarf es lediglich zweier Anschlagpunkte des Richtanschlags.

Der Richtanschlag braucht allerdings nicht für jede Werkstückebene eine gesonderte Anschlaggerade zu bestimmen, wenn sich die beiden

Werkstückebenen in einer Kante schneiden, weil in diesem Fall eine mit dieser Schnittkante zusammenwirkende Anschlaggerade an beiden Werkstückebenen anliegt. Ist diese Schnittkante nicht zugänglich oder nicht vorhanden, so muss der Richtanschlag für jede Werkstückebene eine gesonderte Anschlaggerade bestimmen. Ist die Schnittkante zwischen den beiden Werkstückebenen frei zugänglich, so kann der Richtanschlag vorteilhaft ein in der Schnittkante

abstützbares Richtlineal umfassen.

Weist der Richtanschlag einen zur Drehachse des Spiegels parallelen

Anschlagzylinder auf, der nicht kreisförmig sein muss, so bilden die Erzeugenden dieses Anschlagzylinders die Anschlaggeraden in Abhängigkeit von der Größe des zu messenden Winkels. Die Werkstückebenen verlaufen in diesem Fall tangential zum Anschlagzylinder. Der Anschlagzylinder muss allerdings nicht eine zylindrische Bauform aufweisen, sondern braucht lediglich eine geometrische Zylinderform durch Anschlagpunkte zu bestimmen, die eine Zylinderformvorgeben, wie dies beispielsweise mit zwei in einem gegenseitigem Abstand in Richtung der Drehachse des Spiegels angeordneten Kugeln oder Kugelsegmenten möglich ist.

Damit der Richtanschlag die Werkstückebenen nicht gegenüber dem Laserstrahl abschatten kann, kann er zwei Anschlagabschnitte beidseits der durch den drehenden Spiegel bestimmten Ebene des umgelenkten Laserstrahls aufweisen. Außerdem erleichtert diese Abstützung auf beiden Seiten der Laserstrahlebene die Winkelmessung bei Werkstücken mit einer vergleichsweise kurzen

Erstreckung in Richtung der Scheitelachse des zu messenden Winkels. Ein solches Abschatten kann aber auch durchaus erwünscht sein, um das

Messergebnis beeinträchtigende Reflexionen im Bereich von Biegekanten mit größeren Biegeradien zu unterbinden. Dazu kann der Richtanschlag das

Werkstück im Bereich der Biegekante gegenüber dem Laserstrahl abschatten und den Laserstrahl seitlich ablenken.

Der Richtanschlag selbst kann unterschiedlich ausgebildet sein. So ist es insbesondere zum Nachrüsten von Winkelmessgeräten vorteilhaft, wenn der Richtanschlag eine vom Winkelmessgerät gesonderte Baueinheit mit einer

Aufnahme für das Winkelmessgerät bildet. Es ist dabei bloß sicherzustellen, dass die Aufnahme eine entsprechende Ausrichtung des Winkelmessgeräts gegenüber dem Richtanschlag vorgibt. Ist der Richtanschlag Teil des Winkelmessgeräts, so empfiehlt es sich, den Richtanschlag am Gehäuse des Winkelmessgeräts zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung verstellbar zu lagern, um für die Lagerung und den Transport kleinere Außenabmessungen zu erhalten.

Mit der Verlagerung des Richtanschlags zwischen einer Arbeits- und einer Ruhestellung ergeben sich einfache konstruktive Voraussetzungen, den

Richtanschlag mit einem Verschluss für die Laseraustrittsöffnung im Gehäuse des Winkelmessgeräts zu versehen, der diese Laseraustrittsöffnung schützend abdeckt, wenn der Richtanschlag in seine Ruhestellung verlagert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zum Teil aufgerissenen

Vorderansicht,

Fig. 2 diese Vorrichtung in einer stirnseitigen Ansicht,

Fig. 3 die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 in einer Rückansicht in einem

kleineren Maßstab, Fig. 4 eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Vorderansicht,

Fig. 5 die Vorrichtung nach der Fig. 4 in einer stirnseitigen Ansicht in einem

größeren Maßstab,

Fig. 6 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung einer weiteren

Konstruktionsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 7 eine stirnseitige Ansicht der Vorrichtung gemäß der Fig. 6.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Wie den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, weist das Winkelmessgerät 1 zum Bestimmen des Winkels α zwischen zwei ebenen Werkstückflächen 2, 3, beispielsweise eines mithilfe eines Stempels und einer Matrize gebogenen Blechs 4, ein Gehäuse 5 auf, in dem alle für die Messung und die Messanzeige erforderlichen Mittel zusammengefasst sind. Diese Mittel umfassen in einer rein schematischen Darstellung einen von einem Motor 6 um eine Drehachse 7 antreibbaren Spiegel 8 und einen Lasersender 9 für einen Laserstrahl 10, der in Richtung der Drehachse 7 auf den Spiegel 8 auftrifft, um senkrecht zur Drehachse 7 umgelenkt zu werden. Der umgelenkte Laserstrahl 10 überstreicht die beiden Werkstückflächen 2, 3 bei einer zur Scheitelachse des zu messenden Winkels α parallelen Ausrichtung der Drehachse 7 des Spiegels 8 entlang von zur

Scheitelachse senkrechten, sich in der Scheitelachse schneidenden Geraden, die zwischen sich den Winkel α einschließen. Der auf die Werkstückflächen 2, 3 auftreffende Laserstrahl 10 wird an der jeweiligen Werkstückfläche 2, 3 reflektiert, wobei ausschließlich der in Auftreffrichtung reflektierte Laserstrahl 10, also der senkrecht zur Werkstückebene 2, 3 reflektierte Laserstrahl 10, für die

Winkelbestimmung über eine Empfangseinrichtung 1 1 ausgewertet wird, indem diesem reflektierten Laserstrahl 10 die Drehlage des Spiegels 8 zugeordnet wird. Das Messergebnis wird in einer Anzeige 12 angezeigt. Voraussetzung für einen fehlerfreien Messvorgang ist, dass das Gehäuse 6 des Winkelmessgeräts 1 mit der Drehachse 7 für den Spiegel 8 genau parallel zur Scheitelachse des Winkels α zwischen den beiden Werkstückebenen 2, 3 ausgerichtet werden kann, was bei einer als Handgerät ausgebildeten

Messvorrichtung ohne entsprechende Hilfsmittel schwierig ist. Dem

Winkelmessgerät 1 wird daher ein Richtanschlag 13 zugeordnet, der wenigstens eine zur Drehachse 7 des Spiegels 8 parallele Anschlaggerade 14 für die beiden Werkstückebenen bestimmt. Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 bildet der Richtanschlag 13 zu diesem Zweck ein Richtlineal aus zwei

Anschlagabschnitten 15 beidseits der durch den drehenden Spiegel 8 bestimmten Ebene des umgelenkten Laserstrahls 10, wobei die Anlageränder 16 dieser Anschlagabschnitte 15 die Anschlaggerade 14 bestimmen. Wird demnach das aus den beiden Anschlagabschnitten 15 gebildete Richtlineal zwischen den beiden

Werkstückebenen 2, 3 mit den Anlagerändern 16 auf die Schnittkante 17 zwischen den beiden Werkstückebenen 2, 3 aufgesetzt, so kann das Winkelmessgerät 1 in einfacher weise messgerecht gegenüber den Werkstückebenen 2, 3 ausgerichtet gehalten werden. Der Richtanschlag 13 gemäß den Fig. 1 bis 3 ist als vom Winkelmessgerät 1 gesonderte Baueinheit ausgebildet, die eine winkelförmige Aufnahme 18 zur formschlüssigen Befestigung des Gehäuses 5 aufweist. Die Halterung des

Gehäuses 5 in der Aufnahme 18 kann vorzugsweise mithilfe von

Permanentmagneten erfolgen, was jedoch nicht zwingend ist. Die beiden

Anschlagabschnitte 15 des Richtlineals stehen von der winkelförmigen Aufnahme 18 entsprechend ab, sodass sich die Laseraustrittsöffnung 19 des Gehäuses 5 in einem entsprechenden Abstand von der Schnittkante 17 zwischen den beiden Werkstückebenen 2, 3 befindet, um gute Messbedingungen zu erzielen. Damit auch bei kürzeren Winkelschenkeln der Laserstrahl 10 senkrecht auf beide Werkstückebenen 2, 3 abgestrahlt werden kann, kann der Abstand der Drehachse 7 des Spiegels 8 von der Scheitelachse des zu messenden Winkels α durch den Richtanschlag 13 beschränkt werden. Zu diesem Zweck kann der Abstand der Drehachse 7 des Spiegels 8 von der Anschlaggeraden 10 bis 80 mm,

vorzugsweise 10 bis 40 mm betragen.

Wie das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 zeigt, ist es auch möglich, das Winkelmessgerät 1 selbst mit dem Richtanschlag 13 zu versehen. Zu diesem Zweck werden wiederum zwei Anschlagabschnitte 15 auf dem Gehäuse 5 um Achsen 20 schwenkbar gelagert. Dies bedeutet, dass die Anschlagabschnitte 15 aus einer strichpunktiert angedeuteten Ruhestellung in die in vollen Linien dargestellte Arbeitsstellung ausgeschwenkt werden können. Zum Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 bestimmen die beiden Anschlagabschnitte 15 einen Anschlagzylinder 21 , weil sie eine

Halbkreisform in einer zur Scheitelachse des Winkels α senkrechten Ebene aufweisen. Wie der Fig. 5 entnommen werden kann, ergeben sich durch diesen Anschlagzylinder 21 zwei durch je eine Erzeugende des Anschlagzylinders 21 gebildete Anschlaggerade 14, über die sich der Richtanschlag 13 an den beiden Werkstückebenen 2 und 3 abstützt. Auch in diesem Fall wird beim Aufsetzen des Richtanschlags 13 auf die beiden Werkstückebenen 2, 3 eine genaue

Messausrichtung des Winkelmessgeräts 1 gegenüber den Werkstückebenen 2, 3 sichergestellt. Nach den Fig. 6 und 7 ergibt sich ein in seiner Wirkung der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 entsprechender Richtanschlag 13, der ein durchgehendes Richtlineal bildet, dessen Anlagerand 16 mit der Schnittkante 17 zwischen den Werkstückebenen 2 und 3 zusammenwirkt, wie dies insbesondere der Fig. 7 entnommen werden kann. Der Richtanschlag 13 ist in diesem Fall um Achsen 22 schwenkbar am Gehäuse 5 gelagert, die parallel zu der durch das Richtlineal gebildeten Anschlaggeraden 14 verlaufen.




 
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