Verfahren und Vorrichtung zur Toleranzprüfung und Sortierung von Gegenständen Das schweizerische Patent Nr. 305751 be trifft ein Verfahren zum Prüfen und Sortie ren von Gegenständen, insbesondere von Werkstücken, in bezug auf mehrere Toleranz klassen einer geometrischen Abmessung so wie eine Vorrichtung zur Ausübung des Ver fahrens.
Nach diesem Verfahren werden beim Prü fen mit dem Prüfling gleichzeitig die von der Abmessung abhängigen Lagen zweier von einander unabhängiger Messorgane derart be einflusst, dass in einer vorbestimmten Lage des einen Messorgans der durch das andere Messorgan festgestellte Toleranzbereich sicht bar gMacht wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun mehr ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche ermöglichen, Gegenstände, insbeson dere Werkstücke, mit einer relativ zu einer Mlesstisehfläche geneigten Begrenzungsfläehe auf Toleranzen ztu prüfen und zu sortieren.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeich net sieh dabei dadurch aus, dass der Prüfling längs der Messtischfläche kontinuierlich ver schoben wird, wobei einerseits der jeweils er reichte, in aufeinanderfolgende Toleranz abschnitte unterteilte Abstand von einer An fangslage ermittelt wird sowie anderseits die geneigte Fläche abgetastet und dabei die Höhe einzelner ihrer Punkte über der Mess tischfläche gemessen wird, welche gemessene Höhe laufend mit einem vorbestimmten Soll wert verglichen wird, bis Lebereinstimmung erreicht ist, in welchem Zeitpunkt eine in Klassen eingeteilte Sortiereinrichtung auf Sortierung entsprechend dem vom bewegten Prüfling zur gleichen Zeit erreichten Tole ranzabschnitt eingestellt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus Mitteln zum kontinuierlichen Vorschub des Prüflings längs einer Messtischfläche unter einem wenigstens angenähert senkrecht zur Vorschubrichtung beweglich montierten Abtastorgan hindurch, aus vom Abtastorgan gesteuerten Indikatormitteln, aus bei Errei chung einer Sollwertmarke gesteuerten Signa- lisierLtngsmitteln zur Lieferung eines Soll- wertsigna.ls,
aus einem seitens der Vorschub mittel gesteuerten Messorgan und damit ver bundenen Signalisierungsmitteln zur Abgabe je eines Sortiersignals bei einer Verstellung des 3Iessorgans um einen vorbestimmten Be trag, aus einer am Ende der Messtischfläche angeordneten Sortiereinrichtung, mit einer Vielzahl einzeln empfangsbereit zu machen der Sortierkanäle,
aus bei Abgabe der Sortier- signale betätigten Wählmitteln iur Auswahl eines Sortierkanals und aus bei Erreichung des Sollwertes betätigten Mitteln zur Her stellung der Empfangsbereitschaft des ausge wählten Sortierkanals, zeichnet sich dadurch aus, .dass die Vorschubmittel zum Transport des Prüflings in einer Lage mit relativ zur Messtischfläche geneigter Kontur bestimmt sind und dass das Abtastorgan mit einem auf der geneigten Kontur aufliegenden Taststift versehen ist, der mit den Indikatormitteln gekoppelt ist.
Die Erfindung ist nachstehend in einigen beispielsweisen Ausführungen an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Hierbei ist: Fig. 1 und 2 je eine schematische Darstel lung zur Erläuterung zweier beispielsweiser Verfahren und Fig. 3 eine schematische Wiedergabe einer beispielsweisen Ausführung der Vorrichtung. Das erste Verfahren nach Fig. 1 ist für rotationssymmetrische Kegelrollen 1 mit der Kegelachse 2 bestimmt. Wie bei derartigen Kegelrollen üblich, soll die Toleranzprüfung in bezug auf eine geometrische Abmessung an den konischen Partien vorgenommen wer den, beispielsweise in bezug auf den Durch messer mit dem Sollwert a in der Ebene 3-3 senkrecht zur Kegelachse 2.
Die Toleranzprüfung bezüglich des Soll wertes a erfolgt durch zwei voneinander un abhängige Messorgane, nachstehend als Soll- wertmessorgan und Toleranzmessorgan be zeichnet. Das erstgenannte Messorgan ist in der Ebene 3-3 angeordnet und dient zur Festlegung des Sollwertes a. Dieses Sollwert- messorgan hat die Aufgabe, am jeweiligen Prüfling die Position des Sollwertes a längs der Kegelachse 2 aufzufinden. Bei der Kegel rolle 1 ist die Position des Sollwertes a bei spielsweise im Abstand b1 von der Stirnseite 4, während dieser Abstand bei der Kegelrolle 5 den Wert b2 aufweist.
Dieser Unterschied zwischen dem Sollabstand b1 und dem jewei ligen Abstand b2 des Sollwertes a am Prüf ling wird vom Toleranzmessorgan ermittelt. Für den beispielsweisen Fall einer Durch messerlehre als Sollwertmessorgan wird also vom Toleranzmessorgan die Eindringtiefe des durch Antriebsmittel vorgeschobenen Prüf lings in die Durchmesserlehre bestimmt. Da bei kann natürlich an Stelle der vordern Stirnfläche 4 ebensogut die rückseitige Stirn fläche 6 zur Abstandsbestimmung gegenüber der Ebene 3-3, die hier mit der Position des Sollwertes am Prüfling identisch ist, verwen det werden, oder auch jeder andere charakte- ristische, an allen Prüflingen zu reproduzie rende Punkt, etwa eine Bohrung, eine Rippe, Marke oder dergleichen.
Das vorliegende Verfahren bedingt also, dass das Toleranzmessorgan in eindeutiger Weise von der Lage des Prüflings relativ zu einem Anfangswert, z. B. zum Sollwertmess- organ, abhängig ist. Zweckmässigerweise wird dabei durch das Toleranzmessorgan die Ab weichung der Position des Sollwertes am Prüfling gegenüber der Sollposition ermittelt, also bei dem Beispiel nach Fig. 1 die Abwei chung d b = b1 - b2, die positiv oder negativ sein kann.
In einer bevorzugten Ausführung des Ver fahrens erfolgt die Ermittlung der Abwei chung d b der Eindringtiefe durch ein Tole- ranzmessorgan mit einem Kontaktarm 7 (Fug. 1<B>)</B>, der über ein Tastorgan 8 von der Lage des Prüflings senkrecht zur Ebene 3-3 des Sollwertmessorgans abhängig ist. Dieser Kontaktarm 7 gleitet über eine Vielzahl von einander isolierter Kontaktstücke I bis VII, die hier hintereinander in Richtung der Ke gelachse angeordnet. sind.
Der Abstand und die Breite der Kontaktstücke sind derart ge wählt, dass jedes Kontaktstüek einer der vor gegebenen Toleranzklassen entspricht, in welche die Abweichung d b eingeteilt ist. Falls erwünscht, können dabei auch verschieden breite oder mehrere parallel geschaltete Kon taktstücke zur Bildung von Toleranzklassen verschiedenen d b-Bereiehes vorgesehen sein. Jedes Kontaktstück I bis VII gehört. einem Kontaktstromkreis an, und es sind geeignete Massnahmen getroffen, dass nur jener einzige Kontaktstromkreis erregt wird, dessen Kon- ta.ktstüek den Kontaktarm 7 gerade dann be rührt, wenn der Sollwert. am Prüfling er reicht ist.
In Fig. 1 ist. dies beispielsweise bei der Kegelrolle 1 das Kontaktstüek III und bei der Kegelrolle 5 das Kontaktstüek V. Der betreffende erregte Kontaktstromkreis kann dann in bekannter Weise eine Anzeige der er mittelten Toleranzklasse bewirken und eine Sortiereinrichtung derart, betätigen, da.ss der Prüfling der ermittelten Toleranzgruppe automatisch zugeteilt wird. Die Fig. 2 veranschaulicht ein Verfahren für die Toleranzprüfung eines Prüflings 10 mit einer einseitig gewölbten Kontur 11, an der beispielsweise die geometrisehe Abmes sung 12 überprüft werden soll.
Zu diesem Zweck wird der Prüfling 10 auf dem Mess- tiselh 13 mittels des Sehiebers 14 in Pfeil- riehtung 15 bewegt und dabei in der Ebene 76-16 durch ein Sollwertmessorgan mit dem längsbewegliehen Taststift 17 die zu über prüfende Kontur 11 des Prüflings 10 abge tastet. Der Zeiger 18 des Taststiftes 17 spielt über einer Skala, an der eine Sollwertmarke 19 vorgesehen ist.
Beim Erreichen dieser Marke 19 löst der Zeiger 18 ein Sollwert signal aus, das also die momentane Lage des Prüflings 10 relativ zur Ebene 16-16 des Sollwertmessorgans beim Erreichen des Soll wertes angibt und somit die Position des Sollwertes am Prüfling festzustellen ermög- lieht. Das Sollwertsignal seitens der Sollwert marke 19 kann mechanischer, optischer, elektrischer oder anderer Art sein und wird, wie durch die Verbindung 20 angedeutet, dem Toleranzmessorgan mit dem Kontaktarm 21 zugeführt. Dieses Toleranzmessorgan hängt eindeutig von der Lage des Prüflings 10 während der Vorschubbewegung in Pfeilrich tung 15 ab und ist beispielsweise mit dem Sehieber 14 meehanisch gekuppelt.
Während der Vorschubbewegung des Prüflings 10 rela tiv zur Ebene 16-16 des Sollwertmessorgans gleitet der Kontaktarm 21, ähnlich wie bereits an Hand von Fig. 1 beschrieben, über eine kollektorartig ausgebildete 22, die entsprechend den vorgegebenen Toleranzklassen angeordnet ist. Beim Auf treten des Sollwertsignals an der Verbindung 20 befindet sieh der Kontaktarm 2l auf einem einzigen Kontaktstück der Reihe 22 und führt das Sollwertsignal diesem Kontaktstromkreis zu, der die so ermittelte Toleranzklasse des jeweiligen Prüflings zur Anzeige bringt und eine geeignete Sortiereinrichtung betätigt.
Eine beispielsweise Ausführung einer Vor riehtung zur Durchführung des Verfahrens, wie es an Hand von Fig. 2 erläutert ist, ist in Fig. 3 schematisch für eine vollautoma- tische Toleranzprüfung und Toleranzklassen sortierung von Kegelrollen dargestellt. Die Vorrichtung besitzt einen Messtisch 25 mit einer Führungsrinne von Dreieckquerschnitt. Die Prüflinge 26 werden mit ihrer Kegel spitze voraus über eine Fördereinriehtung 27 der Reihe nach zugeführt, gelangen in einen Ausschnitt 28 eines breiten Flachschiebers 29 und werden von diesem in Pfeilrichtung 30 längs des Messtisches 25 verschoben.
Hier bei passiert jeder Prüfling 26 das Sollwert- messorgan, das hier aus dem vertikal bewegli chen Taststift 31 besteht, der über ein Ge lenk am Hebel 32 befestigt ist und bei seinen Vertikalbewegungen den Hebel 32 um den räumlich festen Drehzapfen 33 schwenkt. Das freie Ende des Hebels 32 trägt ein Kontakt stück 34, dessen Vertikalbewegung vom Tast- stift 31 abhängt und um das jeweilige Hebel verhältnis vergrössert ist. Dem Kontaktstück 34 steht ein mittels der Stellschraube 35 höhenverstellbares Gegenkontaktstück 36 ge genüber, das mit einem Signalgerät 37 ver bunden ist.
Ausser diesem Sollwertmessorgan ist ein Toleranzmessorgan vorhanden, das aus der am Schieber 29 befestigten Kontaktrolle 38 über der Kontaktstückbank 39 besteht. Die Kontaktrolle 38 ist mit dem Signalgerät 37 verbunden, so dass in der oben an Hand von Fig. 2 beschriebenen Weise ein von den Kontaktstücken 34, 36 im Signalgerät 37 aus gelöster Sollwertimpuls in einen der Kon taktstromkreise I bis VII der Kontaktstück- bank 39 gelangt.
Sämtliche Kontaktstrom kreise führen zu einem hier beispielsweise für sieben Toleranzklassen I bis VII einge richteten Sortiergerät 40, dessen Sortier- kanäle I bis VII mit je einer Umlenkplatte 41a bis 41g ausgestattet sind. Diese Umlenk- platten sind jeweils um eine Drehachse 42a bis 42g in den Sortierkanal 43 hineinschwenk- bar, wie in Fig. 3 an der Umschwenkplatte 41g dargestellt ist.
Hierdurch wird ein das Prüfgerät am Ende des llesstisches 25 ver- lassender Prüfling 26 aus dem Sortierkanal 43 jener Toleranzklasse zugeordnet, deren Umlenkplatte 41 gerade umgelegt ist. Die Betätigung der Umlenkplatten 41a bis 41g erfolgt durch je einen der Kontaktstromkreise I bis VII.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 erfolgt also die Toleranzprüfung ebenfalls durch die Feststellung der Position b des Sollwertes a am Prüfling unter gleichzeitiger Aufteilung dieser Position b in verschiedene Toleranz klassen, und zwar entsprechend der Abwei- ehung d b von der Sollposition b des Soll wertes a an der Normalkegelrolle.