Verfahren und Vorrichtung zur gleichzeitigen Durchführung mehrerer Messungen mittels aufsetzbarer Taster innerhalb eines begrenzten Gebietes
Die vorl ! iegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Durchführung mehrerer Messungen mittels aufsetzbarer Taster innerhalb eines begrenzten Gebietes, z. B. an mehreren Stellen eines Werk- stückes, wobei jeder Messstelle ein Messwerk zugeordnet ist.
Das besondere Problem bei der gleichzeitigen Messung an verschiedenen eng beieinanderliegenden Messstellen besteht im wesentlichen dann, dass es wohl möglich ist, auf eng begrenztem Gebiet eine grössere Anzahl kleiner Messtaster anzuordnen, dass es aber praktisch ausgeschlossen ist, auch die eigent liehen Messwerke, welche die Tasterbewegung bzw.
Tasterstellung während der Messung auswerten, auf genügend kleinem Raume anzuordnen. Man hat daher bisher im allgemeinen darauf verzichtet, eng beiein- anderliegende Messstellen gleichzeitig abzutasten, sondern man hat jede Stelle nacheinander einzeln geprüft.
Die Vorteile einer gleichzeitige, n Messung an meh- reren eng beieEinanderliegenden Messstellen sind jedoch offensichtlich.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahrern, welches die gleichzeitige Messung an ver schiedenen eng beieinanderliegenden Stellen gestattet und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Messwerke bezüglich der Richtung der Tasterbewegung seitlich der zugeordneten Taster angeordnet t werden und dass die Tasterbewegung über ein Betätigungsorgan an das zugeordnete Messwerk übertragen wird. Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet also, die eigentlichen raumbeanspruchenden Messwerke, wege den einzelnen Messtasten zugeordnet sind, innerhalb Grenzen, welche nur durch die mechanisch mögliche Präzision gegeben sind, beliebig weit von den eigentlichen Messstellen entfernt anzuordnen.
Man kann dabei im allgemeinen so vorgehen, dass die Messwerke ringartig um das Gebiet, in welchem die Messstellen liegen, angeordnet und die Tasterbewegungen aus dem
Gebiet bezüglich des Zentrums desselben radial nach aussen auf die Messwerke überträgt.
Wie e bereits angedeutet, ist die Distanz, über welche die Bewegungen der Messtaster quer zu deren
Bewegungsrichtung auf ein Messwerk übertragen wer den können, durch die mögliche mechanische Präzi sion begrenzt. Die Übertragung kann beispielsweise durch einen eine oder zweiarmigen Hebel vorgenom men werden, wobei aber die Länge der Hebelanne unter Berücksichtigung der Präzision der Hebellage- rung eine gewisse Länge nicht überschreiten dürfen, wenn Messfehler vermieden werden sollten.
Das vorliegende Patent betrifft daher auch eine
Messvorrichtung zur Durchführung des oben erwähn ten Verfahrens mit mindestens zwei Tastern und den selben zugeordneten Messwerken, welche das Erfor dernis genau gelagerter Hebel sowie weitere mit Ubertragungshebeln verbundene Nachteile zu vermeiw den gestattet. Die Messvorrichtung ist t gek, emzeichnet durch eine reibungsfreie Geradführung für die seit lich der Messwerke angeordneten, von den Tastern steuerbaren Betätigungsorgane für die Messwerke.
Die reibungsfreie Geradführung bzw. Aufhängung der
Betätigungsorgane erfolgt vorzugsweise mittels ein seitig eingespannter Blattfedern, welche nicht nur der
Führung der Betätigungsorgane, sondern auch zur
Bestimmung der Lage der Betätigungsorgane sowie zur Erzeugung des erforderlichen Messdruckes dienen können. Es sind somit keine besonderen Anschläge oder Federn erforderlich.
Anhand der Zeichnung, welche ein Ausführungs beispiel der erfindungsgemässen Messvorrichtung dar stellt, ist die Erfindung im folgenden näher beschrie ben.
Fig. 1 ist ein Schnitt durch die Messvorrichtung nach der Linie 1-1 in Fig. 2.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie IITIII in Fig. 1, und
Fig. 4 zeigt ein einzelnes Messaggregat der Messvorrichtung von unten.
Die in den Fig. 1 und ! 2 schematisch dargestellte Messvorrichtung hat eine Grundplatte 1, auf welcher zwei Führungssäulen 2 sowie ein Halter 3 für ein Werkstück 4 befestigt sind. An den Säulen 2 ist eine Platte 5 in Vertikalrichttmg beweglich geführt. Wie besonders Fig. 3 zeigt, ist in die Platte 5 eine weitere zentrale Platte 6 mit Bohrungen 7 zur Aufnahme von stiftartigen Tastern oder Fühlern 8 eingelegt. Die Fühler 8 sind in der Platte 6 leicht verschiebbar gelagert und weisen je einen Kopf 9 mit genau plan bearbeiteter oberer Fläche 10 auf.
Die Köpfe 9 dienen einerseits als Anschläge zum Tragen der Stifte 8 in der in Fig. 3 dargestellten Ruhelage und anderseits zur Übertragung der Aufwärtsbewegungen der Stifte 8 auf ebenfalls genau plan bearbeitete Flächen 11 von Teilen 12 aus Hartmetall oder ähnlichem geeignetem Material.
Der Teil 12 ist in eine Platte 13 eingelassen, welche die in Fig. 4 ersichtliche, im wesentlichen dreieckige Form aufweist und mit einem prismatischen Stab ebenfalls dreieckigen Querschnitts 14 verschraubt ist. Das obere Ende des Stabes 14 ist mit einer dreieckigen Platte 15 verschraubt. Zwischen den Teilen 13 und 14 bzw. 14 und 15 sind Blattfedern 16 bzw. 17 eingelegt und festgeklemmt. Zur Sicherung der richtigen gegenseitigen Lage der Teile 13 bis 17 sind durch den Teil 13 und die Feder 16 in den Stab 14 greifende untere Orientierungsstifte 18 sowie durch den Teil 15 und die Feder 17 in den Stab 14 greif ende obere Grientierungsstifte 19 vorg sehen.
Die Teile 12 bis 19 bilden zusammen ein Über- tragungs- bzw. Betätigungsorgan, welches mittels der Federn 16 und 17 reibungsfrei aufgehängt ist und parallel zu sich selbst in Vertikalrichtung (Fig. 3) verschoben werden kann. Eine solche Verschiebung kann nach Massgabe der Verschiebung des zugeordneten Fühlers 8 stattfinden. Da die Vertikalverschiebung des Betätigungsteils nur um geringe Strecken erfolgen soll, bleiben die Federn 16 und 17 stets in praktisch horizontaler Lage, so dass praktisch eine Parallelverschiebung bzw. Geradführung des Betätigungsteils 13, 14, 15 in vertikaler Richtung erfolgt.
Die untere Blattfeder 16 ist zwischen einer Befestigungsplatte 20 und einem Zwischenteil 21 des unbeweglichen Teils des in Fig. 3 und 4 dargestellten Messaggregats 47 eingeklemmt. Dieser feststehende Teil weist ferner eine Distanzhülse 22, einen Distanzteil 23 und eine obere Platte 24 auf. Die obere Blattfeder 17 ist zwischen den Teilen 23 und 24 festgeklemmt.
In einer Bohrung der Platte 24 ist eine mit einer Längsnut versehene Stellschraube 25 axial verschiebbar, aber durch einen in die Nut greifendlen Stift 26 gegen Drehung gesichert angeordnet. Mit dem oberen Ende der Stellschraube 25 ist eine Stellmutter 27 verschraubt. Am unteren Ende der Stellschraube 25 greift eine Zugfeder 28 an, deren anderes Ende an einem in der Platte 13 verankerten Halter 29 eingehängt ist.
Beidseitig der Distanzhülse 22 sind zwischen derselben und den Teilen 21 bzw. 23 Blattfedern 30 bzw.
31 festgeklemmt, welche ein Messwerk 32 tragen. Die Blattfedern 30 und 31 bilden für die, während der Messung stationären Teile des Messwerks 32 eine Parallelführung ähnlich der durch die Federn 16 und 17 gebildeten Parallelführung für den Betätigungsteil 13, 14, 15, und suchen das Messwerk stets in einer oberen Endlage zu halten. Die Betriebslage des Messwerks wird jedoch bestimmt durch Anschlag seiner oberen Endfläche 33 gegen eine Stellschraube 34, welche durch Reibung gegen ungewollte Drehung gesichert in einer in die Platte 24 eingelassenen Gewindehülse 35 sitzt.
Wie erwähnt, wird die obere Stirnfläche 33 des Messwerks 32 von den Federn 30 und 31 stets in Berührung mit der Stellschraube 34 gehalten, so dass durch Verstellen der Schraube 34 in ihrer Hiilse 35 die genaue vertikale Betriebslage des Messwerks 32 bestimmt werden n kann.
In dem in dieser Weise vertikal einstellbaren, während der Messung jedoch stationären Teil des Messwerks sind zwei Spulen 36 und 37 eingesetzt, welche in bekannter Weise in benachbarte Zweige einer Wechs elstrommessbrücke geschaltet sind. Den Spulen 36 und 37 ist ein gemeinsamer, vertikal verschiebbarer Kern 38 zugeordnet, welcher mittels eines Stiftes 39 in einer konischen Vertiefung der Platte 13 bzw. in einem Loch einer mit dem Teil 15 ve.r- nieteten Blattfeder 40 gelagert ist. Der Kern 38 wird somit stets die Vertikalbewegungen des Betätigungsorgans 13, 14, 15 mitmachen.
Da es für die Messung keine Rolle spielt, ob der Kern 38 genau konzentrisch in den Spulen 36 und 37 liegt oder nicht, eignet sich das dargestellte elektrische Messsystem ganz besonders gut für den vorliegenden Fall, weil für die Messgenauigkeit nur die Vertikalbewegung des Kerns 38, nicht aber eventuelle geringe horizontale Bewegungen ausschlaggebend sind. Selbstverständiich ist es möglich, den Kern 38 mit genügend Spiel in dien Spulen 36 und 37 anzuordnen, so dass auch hier jede Reibung, welche die Messbewegung hindern könnte, ausgeschlossen ist. Die Anschlüsse an die beiden Messspulen 36 und 37 erfolgen in bekannter Weise über ein Kabel 41.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind alle Teile der auf die Platte 5 aufgesetzten Messaggregate 47 so ausgebildet, dass sich ein im wesentlichen dreieckiger Querschnitt des Messaggregates über seine ganze Höhle ergibt. Mit andern Worten sind an den Messaggregaten 47 keine Teile vorgesehen, weiche über die in Fig. 4 dargestellte, praktisch dreieckige Umrissform dies Messaggregates herausragen. Aus Fig. 3 ist ferner ersichtlich, dass die Messbewegung von den Tastern 8 bzw. deren Köpfen 9 auf die äusserste schrnale Ecke in das Gebiet hineinragen muss, in welchem die Messungen vorzunehmen sind.
Es ist somit möglich, eine grössere Anzahl von Messaggregaten 47 in einen kleinen Bereich hineinragen zu lassen, in welchem glieich- zeitig mehrere Messungen vorzunehmen sind. Diese Möglichkeit ist in Fig. 1 schematisch dargestellt, aus welcher ersichtlich ist, dass alle Spitzen von drei Mess aggregaten 47 in einem sehr kleinen zentralen Gebiete liegen, in welchem Fühlierstifte 8 durch die Platte 6 nach unten durchragen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel schliessen die Messaggregate 47 an der Spitze einen Winkel von nicht ganz 30O ein, so dass grundsätzlich zwölf Messaggregate 47 dicht nebeneinander angeordnet werden und gleichzeitig zwölf Messungen in einem sehr beschränkten Gebiet von beispie.isweise 4 mm Durchmesser auswerten könnten.
Wie bereits erwähnt, ist die in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Messvorrichtung mit drei Messaggregaten 47 ausgerüstet. Sie sind in der in Fig. 3 dargestellten Weise fest mit der Platte 5 verschraubt, und jedes der Messaggregate 47 ist einem der Fühler stifte 8 zugeordnet. Die an den Säulen 2 vertikal geführte Platte 5 ist über Stangen 42 und ein Joch 43 mit der Kolbenstange 44 eines hydraulischen oder pneumatischen Betätigungszylinders 45 verbunden.
Der Zylinder 45 ist an einem Träger 46 befestigt, welcher seinerseits an den Säulen 2 verankert ist.
Die dargestellte Messvorrichtung arbeitet wie folgt: Fig. 2 zeigt den Zustand, in welchem die Platte 5 mit den Messaggregaten 47 in die höchstmögliche Stellung angehoben ist, in welcher die Fühler 8 vom Werkstück 4 abgehoben sind. Ist dieses Werkstück soeben gemessen worden, so wird es nun gegen ein neues zu prüfendes Werkstück 4 ausgewechselt, worauf die Platte 5 mittels des Steuerzylinders 45 gesenkt wird. Dabei treffen die Stifte 8 auf die ihnen zugeordneten Messstellen auf und prüfen an denselben die Bearbeitungstiefe. Die Platte 5 wird dabei so weit abgesenkt, dass alle Köpfe 9 der Messstifte 8 bezüglich der Platte 6 leicht angehoben werden und somit an der Fläche 11 und dem Teil 12 auch die Teile 13, 14 und 15 leicht anheben.
Zugleich wird auch der Kern 38 angehoben und errecht eine bestimmte Lage, wann die Platte 5 ihre untere Endstellung, welche beispielsweise durch einen nicht dargestellten fest einstellbaren Anschlag bestimmt ist, erreicht hat. Je nach der Lage, die der Messkern 38 dabei erreicht, werden auch die Induktivitäten der Spulen 36 und 37 bestimmte Werte erreichen, und die Messbrücke, in welche die Spulen 36 und 37 geschaltet sind, wird eine bestimmte Verstimmung erreichen, kann jedoch auch ins Gleichgewicht gelangen.
Jedenfalls kann aus diesem Zustand der Brücke auf die Bearbeitungstiefe an den Messstellen geschlossen und das geprüfte Werkstück als Ausschuss ausgeworfen oder zur Nachbearbeitung gegeben werden, je nachdem ob die Bearbeitung an mindestens einer Messstelle als zu tief oder zu wenig tief befunden wird.
Ein geeigneter Messpunkt kann in der erwähnten Weise durch Verstellen der Schraube 34 bzw. des stationären Teils des Messwerks 32 mit den Spulen 36 und 37 eingestellt werden, wobei die Einstellung beispielsweise so erfolgen kann, dass die Messbrücke während der Messung gerade ins Gleichgewicht gb langt, wenn die Bearbeitung genau das Sollmass erreicht hat und somit eine Verstimmung in der einen oder anderen Richtung aufweist, wenn die Bearbeitung zu tief oder zu wenig tief erfolgt ist.
Zur Erzielung sehr genauer Messungen an kleinen Teilen und fein bearbeiteten Stellen ist es wesentlich, geringe Messdrücke anzuwenden, welche aber natürlich noch einen zuverlässigen Kontakt der Stifte 8 mit den Messstellen ergeben sollen. Die dargestellten Messaggregate sind für diesen Zweck ausserordent lich geeignet, weil abgesehen von den sehr feinen Messstiften 8 überhaupt keine Teile vorgesehen sind, weiche Reibungswiderstände verursachen könnten.
Es werden daher auch dann sichere Bewegungen erzielt, wenn sehr geringe Messdrücke angewandt werden. Es ist nun möglich, den gewünschten Messdruck mittels der Zugfeder 28 genau einzustellen. Durch Drehen der Mutter 27 kann die Schraube 25 axial verstellt und damit der über die Feder 28 und den Halter 29 auf die Platte 13 des Betätigungsorgans übertragene Zug eingestellt werden. Wile bereits erwähnt, wird sich dabei je nach dem durch die Feder 28 übertragenen Zug eine bestimmte Ruhelage des Betätigungsorgans einstellten, bei welcher sich die von der Feder 28 bzw. von den Federn 16 und 17 auf ihn wirkenden Kräfte aufheben.
Der dem Messaggregat 47 zugeordnete Fühler 8 wird nun so eingestellt, dass das Betätigungsorgan des Messwerks gerade um einen geringen Betrag über r diese Ruhe- oder Gleichgewichtslage angehoben wird, so dass in n der effektiven Messlage des Betätigungsorgans nur ein geringer Druck nach unten auf den Stift 8 ausgeübt wird. Es ist in dieser Weise möglich, jeden beliebigen Messdruck von 0 aufwärts einzustellen.
Es wird dabei natürlich in vielen Fällen vorkommen, dass sich die Köpfe 9 der Stifte 8 von den Teilen 12 abheben, wenn die Messaggregate aus der Messstellung angehoben werden, doch ändert dies an der grundsätzli ehen Funktionsweise der Messaggregate nichts, indem sich dann die Betätigungsteile bzw. der Kern 38 nach dem Auftreffen des Messfühlers 8 auf die Messstelle nicht sofort anzuheben beginnen, sondern erst, wenn der Fühler um einen bestimmten Betrag angehoben ist und ! mit seinem Kopf 9 auf die Fläche 11 des Teils 12 auftrifft.
Ist die Messung durchgeführt und sind' die Ergebnisse ausgewertet, so wird die Druckmittelzufuhr zum Zylinder 45 umgesteuert und damit die Platte 5 mit dem Messaggregat wieder angehoben. Das soeben geprüfte Werkstück 4 kann gegen ein neues ausgetauscht werden, welches dann in der beschriebenen Weise abgetastet wird.
Es wurde oben ausführlich darauf hingewiesen, dass alle Messaggregate 47 an der Stelle, an welcher die Messbewegung von den Fühlern 8 auf die Betäti gungsorgane der Messaggregate zu übertragen ist, schmal bzw. spitz ausgeführt sind, und dass alle Teile jedes Dvlessaggregates innerhalb eines prismatischlen Raumes von praktisch dreieckigem Querschnitt lie gen sollen, damit mehrere Messaggregate direkt ringartig aneinandergefügt werden können. Anstelle einer dreieckigen prismatischen Querschnittsform könnte natürlich auch irgendeine sektorartige Form treten.
Wesentlich ist aber im Grund nur die Tatsache, dass die Übertragung der Messbewegung über ein Organ erfolgt, welches mindestens an demjenigen Ende, auf welches die Messbewegung vom Fühler 8 zu übertragen ist, schmal bzw. spitz ausgeführt ist, damit mehrere solche Bewegungsübertragungsorgane in einen kleinen Bereich hineinragen können, in welchem mehrere Fühler zur gleichzeitigen Abtastung mehrerer Messstellen angeordnet sein können.
Es wäre also durchaus möglich, jedes Messaggregal: mit einem beispielsweise zylindrischen Gehäuse zu versehen, in welchem das eigentliche Messwerk angeordnet ist, wie dies ja bei der Ausführung gemäss Fig. 3 und 4 auch der Fall ist, und seitlich dieses Messwerkes irgendein schmales oder spitzes Übertragungsorgan seitlich vorstehen zu lassen, welches neben weiteren gleichartigen Übertragun gs organen in n den beschränk- ten Messbereich hineinragen und die Messbewegung aus diesem Messbereich an das Messwerk übertragen kann. : Das Übertragungsorgan kann dabei vorzugs- weise ein translatorisch verschiebbares, mittels Federn aufgehängtes und parallel geführtes Organ gemäss Fig. 3 und 4 sein, doch wäre auch eine Übertragung mittels Hebel möglich.
Anstelle des dargestellten elektrischen Messwerk, es mit zwei in eine Wechselstrombrücke geschalteten Induktionsspuien 36 und 37 kann selbstverständlich jedes andere geeignete Messwerk angewendet werden.
Es kann beispielsweise ein einfacher Umschaltkontakt vorgesehen werden, welcher so eingestellt ist, dass ein Kontaktschluss im einen oder anderen Sinne eine zu tiefe oder zu wenig tiefe Bearbeitung und ein offener Kontakt richtige Bearbeitungstiefe anzeigt.
Anstelle des Messkerns 38 nach Fig. 3 kann auch der bewegliche Teil eines hydraulischen oder pneumatischen Steuerventils treten, welches den Durchfluss eines entsprechenden Druckmittels steuert, wobei der Druckmitteldurchftuss in an sich bekannter Weise zur Anzeige der Bearbeitungstiefe ausgewertet wird. Es ist schliesslich auch möglich, eine optische Auswertung vorzunehmen, indem durch die Messbewegung ein Strahlengang verändert wird, wobei je nach der Art des Strahlenganges beispielsweise mittels Photozellen auf die Bearbeitungstiefe geschlossen wird.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 kann vorzugsweise so aufgebaut werden, dass die Teile 1, 2, 5, 42, 43 und 46 als feste Hilfseinrichtung stets verbunden bleiben, während die Teile 3, 6, 44 und 45 sowie e die Messaggregate 47 auswechselbar sind. Durch das Auswechseln dieser Teile können verschiedene Anordnungen von Fühlerstiften 8 und von Messaggregaten zur Prüfung bestimmter, immer wieder vorkommender Teile leicht hergerichtet werden. Die Endanschläge zur Bestimmung der Messbewegung können an den ebenfalls auswechselbaren Zylindern 45 bzw.
Kolbenstangen 44 angebracht werden.
Method and device for the simultaneous implementation of several measurements by means of attachable buttons within a limited area
The preliminary! The invention relates to a method for the simultaneous implementation of several measurements by means of attachable buttons within a limited area, e.g. B. at several points on a workpiece, each measuring point being assigned a measuring mechanism.
The special problem with the simultaneous measurement at different closely spaced measuring points is essentially that it is possible to arrange a larger number of small measuring probes in a narrowly limited area, but that it is practically impossible, including the actual borrowed measuring units, which the probe movement or.
Evaluate the probe position during the measurement and arrange it in a sufficiently small space. So far one has generally refrained from scanning closely spaced measuring points at the same time, rather one has tested each point one after the other.
However, the advantages of a simultaneous, n measurement at several closely spaced measuring points are obvious.
The present invention relates to a traverser which allows simultaneous measurement at various closely spaced locations and is characterized in that the measuring units are arranged to the side of the assigned button with respect to the direction of the button movement and that the button movement is transmitted to the assigned measuring unit via an actuator is transmitted. The method according to the invention therefore allows the actual space-consuming measuring mechanisms, which are assigned to the individual measuring keys, to be arranged as far away as desired from the actual measuring points within limits that are only given by the mechanically possible precision.
One can generally proceed in such a way that the measuring mechanisms are arranged in a ring-like manner around the area in which the measuring points are located and the stylus movements from the
Area with respect to the center of the same transfers radially outward to the measuring mechanisms.
As e already indicated, is the distance over which the movements of the measuring probe transversely to their
Direction of movement can be transferred to a measuring mechanism, limited by the possible mechanical precision. The transmission can for example be carried out by a one or two-armed lever, but the length of the lever arm, taking into account the precision of the lever mounting, must not exceed a certain length if measurement errors are to be avoided.
The present patent therefore also relates to a
Measuring device for carrying out the above-mentioned method with at least two buttons and the same associated measuring mechanisms, which allows the requirement of precisely mounted levers and other disadvantages associated with transmission levers to be avoided. The measuring device is characterized by a frictionless straight line guide for the actuating elements for the measuring units which are arranged to the side of the measuring units and which can be controlled by the buttons.
The frictionless straight line guidance or suspension of the
Actuators are preferably done by means of a side clamped leaf springs, which not only the
Leadership of the actuators, but also to
Determination of the position of the actuators and the generation of the required measuring pressure can be used. No special stops or springs are therefore required.
The invention is described in more detail below using the drawing, which shows an embodiment example of the measuring device according to the invention.
FIG. 1 is a section through the measuring device along the line 1-1 in FIG. 2.
Figure 2 is a side view of the device.
Fig. 3 shows a section along the line IITIII in Fig. 1, and
4 shows an individual measuring unit of the measuring device from below.
The in Figs. 1 and! The measuring device shown schematically in FIG. 2 has a base plate 1 on which two guide columns 2 and a holder 3 for a workpiece 4 are attached. A plate 5 is movably guided in the vertical direction on the columns 2. As FIG. 3 particularly shows, another central plate 6 with bores 7 for receiving pin-like buttons or sensors 8 is inserted into the plate 5. The sensors 8 are mounted in the plate 6 so as to be easily displaceable and each have a head 9 with an upper surface 10 that is precisely machined.
The heads 9 serve on the one hand as stops for carrying the pins 8 in the rest position shown in Fig. 3 and on the other hand for transferring the upward movements of the pins 8 to exactly planar surfaces 11 of parts 12 made of hard metal or similar suitable material.
The part 12 is embedded in a plate 13 which has the essentially triangular shape shown in FIG. 4 and is screwed to a prismatic rod, likewise of triangular cross section 14. The upper end of the rod 14 is screwed to a triangular plate 15. Leaf springs 16 and 17 are inserted and clamped between parts 13 and 14 or 14 and 15. To ensure the correct mutual position of the parts 13 to 17 are through the part 13 and the spring 16 in the rod 14 engaging lower orientation pins 18 and through the part 15 and the spring 17 in the rod 14 engaging upper orientation pins 19 see vorg.
The parts 12 to 19 together form a transmission or actuating member which is suspended without friction by means of the springs 16 and 17 and can be displaced parallel to itself in the vertical direction (FIG. 3). Such a shift can take place in accordance with the shift of the associated sensor 8. Since the vertical displacement of the actuating part should only take place by small distances, the springs 16 and 17 always remain in a practically horizontal position, so that practically parallel displacement or straight guidance of the actuating part 13, 14, 15 takes place in the vertical direction.
The lower leaf spring 16 is clamped between a fastening plate 20 and an intermediate part 21 of the immovable part of the measuring unit 47 shown in FIGS. 3 and 4. This stationary part also has a spacer sleeve 22, a spacer part 23 and an upper plate 24. The upper leaf spring 17 is clamped between the parts 23 and 24.
In a bore of the plate 24, a set screw 25 provided with a longitudinal groove is axially displaceable, but secured against rotation by a pin 26 engaging in the groove. An adjusting nut 27 is screwed to the upper end of the adjusting screw 25. A tension spring 28 acts on the lower end of the adjusting screw 25, the other end of which is suspended from a holder 29 anchored in the plate 13.
On both sides of the spacer sleeve 22 are between the same and the parts 21 and 23 leaf springs 30 and
31 clamped, which carry a measuring mechanism 32. The leaf springs 30 and 31 form a parallel guide for the parts of the measuring mechanism 32 that are stationary during the measurement, similar to the parallel guide formed by the springs 16 and 17 for the actuating part 13, 14, 15, and always try to keep the measuring mechanism in an upper end position. The operating position of the measuring mechanism is, however, determined by the stop of its upper end surface 33 against an adjusting screw 34, which is secured against undesired rotation by friction in a threaded sleeve 35 embedded in the plate 24.
As mentioned, the upper end face 33 of the measuring mechanism 32 is always kept in contact with the adjusting screw 34 by the springs 30 and 31, so that the exact vertical operating position of the measuring mechanism 32 can be determined by adjusting the screw 34 in its sleeve 35.
In the part of the measuring mechanism that can be vertically adjusted in this way but is stationary during the measurement, two coils 36 and 37 are used, which are connected in a known manner to adjacent branches of an alternating current measuring bridge. A common, vertically displaceable core 38 is assigned to the coils 36 and 37 and is mounted by means of a pin 39 in a conical recess of the plate 13 or in a hole of a leaf spring 40 riveted to the part 15. The core 38 will thus always participate in the vertical movements of the actuating member 13, 14, 15.
Since it does not matter for the measurement whether the core 38 is exactly concentric in the coils 36 and 37 or not, the electrical measuring system shown is particularly well suited for the present case, because only the vertical movement of the core 38, However, possible small horizontal movements are not decisive. It is of course possible to arrange the core 38 with sufficient play in the coils 36 and 37, so that here, too, any friction which could hinder the measuring movement is excluded. The connections to the two measuring coils 36 and 37 are made in a known manner via a cable 41.
As can be seen from FIG. 4, all parts of the measuring units 47 placed on the plate 5 are designed such that the measuring unit has an essentially triangular cross section over its entire cavity. In other words, no parts are provided on the measuring units 47, which protrude beyond the practically triangular outline shape of this measuring unit shown in FIG. 4. It can also be seen from FIG. 3 that the measuring movement from the probes 8 or their heads 9 must protrude into the outermost, sharp corner of the area in which the measurements are to be made.
It is thus possible to have a larger number of measuring units 47 protrude into a small area in which several measurements are to be carried out at the same time. This possibility is shown schematically in Fig. 1, from which it can be seen that all the tips of three measuring units 47 lie in a very small central area in which feeler pins 8 protrude through the plate 6 downwards.
In the exemplary embodiment shown, the measuring units 47 enclose an angle of not quite 30 ° at the tip, so that basically twelve measuring units 47 are arranged close to one another and at the same time could evaluate twelve measurements in a very limited area of, for example, 4 mm in diameter.
As already mentioned, the measuring device shown schematically in FIGS. 1 and 2 is equipped with three measuring units 47. They are firmly screwed to the plate 5 in the manner shown in FIG. 3, and each of the measuring units 47 is assigned to one of the sensor pins 8. The plate 5, which is guided vertically on the columns 2, is connected to the piston rod 44 of a hydraulic or pneumatic actuating cylinder 45 via rods 42 and a yoke 43.
The cylinder 45 is fastened to a carrier 46, which in turn is anchored to the columns 2.
The illustrated measuring device works as follows: FIG. 2 shows the state in which the plate 5 with the measuring units 47 is raised to the highest possible position in which the sensors 8 are raised from the workpiece 4. If this workpiece has just been measured, it is now exchanged for a new workpiece 4 to be tested, whereupon the plate 5 is lowered by means of the control cylinder 45. The pins 8 hit the measuring points assigned to them and check the machining depth on them. The plate 5 is lowered so far that all the heads 9 of the measuring pins 8 are slightly raised with respect to the plate 6 and thus also the parts 13, 14 and 15 slightly lift on the surface 11 and the part 12.
At the same time, the core 38 is also raised and reaches a certain position when the plate 5 has reached its lower end position, which is determined, for example, by a fixedly adjustable stop, not shown. Depending on the position reached by the measuring core 38, the inductances of the coils 36 and 37 will also reach certain values, and the measuring bridge into which the coils 36 and 37 are connected will achieve a certain detuning, but can also be balanced reach.
In any case, from this state of the bridge, conclusions can be drawn about the machining depth at the measuring points and the tested workpiece can be ejected as scrap or given for reworking, depending on whether the machining at at least one measuring point is found to be too deep or not too deep.
A suitable measuring point can be set in the manner mentioned by adjusting the screw 34 or the stationary part of the measuring mechanism 32 with the coils 36 and 37, whereby the setting can be made, for example, so that the measuring bridge just reaches equilibrium during the measurement, if the machining has exactly reached the target dimension and thus has a detuning in one or the other direction, if the machining is too deep or not deep enough.
In order to achieve very precise measurements on small parts and finely machined areas, it is essential to use low measuring pressures which, of course, should still result in reliable contact between the pins 8 and the measuring points. The illustrated measuring units are extraordinarily suitable for this purpose, because apart from the very fine measuring pins 8, no parts are provided that could cause frictional resistance.
Safe movements are therefore also achieved when very low measuring pressures are used. It is now possible to set the desired measurement pressure precisely by means of the tension spring 28. By turning the nut 27, the screw 25 can be adjusted axially and thus the tension transmitted to the plate 13 of the actuating member via the spring 28 and the holder 29 can be adjusted. Wile already mentioned, depending on the tension transmitted by the spring 28, a certain rest position of the actuating member will be set in which the forces acting on it by the spring 28 or by the springs 16 and 17 cancel each other out.
The sensor 8 assigned to the measuring unit 47 is now set in such a way that the actuating element of the measuring mechanism is just raised by a small amount above this position of rest or equilibrium, so that in the effective measuring position of the actuating element only a slight downward pressure on the pin 8 is exercised. In this way it is possible to set any measurement pressure from 0 upwards.
It will of course happen in many cases that the heads 9 of the pins 8 stand out from the parts 12 when the measuring units are lifted out of the measuring position, but this does not change the way in which the measuring units function in principle, as the actuating parts or The core 38 does not begin to lift immediately after the measuring probe 8 hits the measuring point, but only when the probe has been raised by a certain amount and! strikes the surface 11 of the part 12 with its head 9.
Once the measurement has been carried out and the results have been evaluated, the pressure medium supply to the cylinder 45 is reversed and the plate 5 with the measuring unit is raised again. The workpiece 4 that has just been tested can be exchanged for a new one, which is then scanned in the manner described.
It was pointed out in detail above that all measuring units 47 are designed to be narrow or pointed at the point at which the measuring movement from the sensors 8 is to be transmitted to the actuating organs of the measuring units, and that all parts of each measuring unit are within a prismatic space of a practically triangular cross-section should lie conditions so that several measuring units can be joined together directly like a ring. Instead of a triangular prismatic cross-sectional shape, any sector-like shape could of course also be used.
Basically, however, only the fact that the transmission of the measuring movement takes place via an organ which is narrow or pointed at least at the end to which the measuring movement is to be transmitted from the sensor 8 is essential, so that several such movement transmission organs are combined into one small one Area can protrude in which several sensors can be arranged for simultaneous scanning of several measuring points.
It would therefore be entirely possible to provide each measuring unit with a, for example, cylindrical housing in which the actual measuring mechanism is arranged, as is also the case with the embodiment according to FIGS. 3 and 4, and to the side of this measuring mechanism any narrow or pointed one To let the transmission element protrude laterally, which, in addition to other similar transmission elements, protrude into the limited measuring range and can transmit the measuring movement from this measuring range to the measuring mechanism. : The transmission member can preferably be a translationally displaceable member, suspended by means of springs and guided in parallel according to FIGS. 3 and 4, but transmission by means of a lever would also be possible.
Instead of the electrical measuring mechanism shown, with two induction coils 36 and 37 connected in an AC bridge, any other suitable measuring mechanism can of course be used.
For example, a simple changeover contact can be provided which is set in such a way that a contact closure in one sense or the other indicates processing that is too deep or not enough and that an open contact indicates the correct processing depth.
Instead of the measuring core 38 according to FIG. 3, the movable part of a hydraulic or pneumatic control valve can also be used, which controls the flow of a corresponding pressure medium, the pressure medium flow rate being evaluated in a manner known per se to indicate the machining depth. Finally, it is also possible to carry out an optical evaluation in that a beam path is changed by the measuring movement, with the processing depth being deduced, for example by means of photocells, depending on the type of beam path.
The device according to FIGS. 1 and 2 can preferably be constructed in such a way that parts 1, 2, 5, 42, 43 and 46 always remain connected as a fixed auxiliary device, while parts 3, 6, 44 and 45 and e the measuring units 47 are interchangeable. By exchanging these parts, different arrangements of feeler pins 8 and of measuring units for testing certain, recurring parts can easily be prepared. The end stops for determining the measuring movement can be attached to the exchangeable cylinders 45 resp.
Piston rods 44 are attached.