CH622094A5

CH622094A5 -

Info

Publication number: CH622094A5
Application number: CH1594277A
Authority: CH
Inventors: Bernhard Hauri
Original assignee: Kern & Co Ag
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1981-03-13
Also published as: IT1106750B; DE2852234A1; FR2412816B1; IT7812903A0; US4259010A; FR2412816A1; DE2852234C3; DE2852234B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auswertung von Messbildern mit mindestens einem Tisch zur Halterung eines Messbildes, der zwei einen Winkel von 90° einschliessende Antriebsflächen aufweist, mit Trägermitteln zur im wesentlichen rotationsfreien Verschiebung des Tisches in x- und y-Richtung und einer Antriebseinrichtung mit Messmitteln, die für jede Antriebsfläche ein in Bezug auf die Antriebsfläche gleitfähig angeordnetes Antriebsglied mit einem senkrecht zur Antriebsfläche liegenden Antriebselement nebst Antriebsmotor umfasst, wobei die Antriebselemente je eine Bewegungslinie definieren, die sich in einem festen Punkt schneiden, dessen Projektion auf die Tischebene im Beobachtungspunkt liegt, sowie mit einem Beobachtungssystem mit Messmarke.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Positionierung von Photographien bekannt, welche einen Rahmen zur Halterung der Photographie aufweist. Dieser Rahmen ist auf einer flachen Grundplatte gelagert und weist zwei, einen Winkel von 90° einschliessende Antriebsflächen auf. Diesen Antriebsflächen sind über Rollenlager je eine Zahnstange als Antriebselement zugeordnet, die von je einem Schrittmotor über ein Ritzel angetrieben werden. Diese Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass sie neben linearen Bewegungen eine Drehbewegung des Rahmens zulässt, wobei die Zahnstangen um die Ritzel geschwenkt werden und ihre senkrechte Lage zu den Antriebsflächen stets beibehalten. Im Bereich der Schnittpunkte der beiden Zahnstangenachsen ist eine gerätefeste Beobachtungseinrichtung vorgesehen, an die vorgegebene Stellen der Photographie durch Steuerung der Schrittmotore herangeführt werden.

Da keine Mittel zur Erfassung der Drehbewegungen vorgesehen sind, weist die bekannte Vorrichtung Positionierungsfehler auf, deren Grösse vom Drehwinlcel und vom Durchmesser der Ritzel abhängt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Auswertung von Messbildern zu schaffen, die bei relativ geringem Herstellungsaufwand eine gegenüber Bekanntem verbesserte Genauigkeit und Stabilität aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die sich dadurch auszeichnet, dass das messbildseitige Ende des Beobachtungssystems und die Messmarke in einem kompakten Träger unmittelbar am Beobachtungspunkt fest angeordnet sind und dass sich die Antriebselemente am Träger abstützen. Die Antriebseinrichtung umfasst mit Vorteil mindestens eine Gewindespindel mit einer Rollmutter als Antriebsglied für den Tisch, wobei auf der Spindel ein Antriebsmotor und ein Winkelschrittgeber als Messmittel für die Tischverschiebung angeordnet sind. Die Rollmutter steht mit der zugehörigen Antriebsfläche des Tisches zweckmässig über mindestens eine Rolle im Eingriff und wird bei ihrer axialen Bewegung in ihrer Winkellage durch eine Führungsschiene geführt. Die Führungsschiene kann auch eine Steuerkurve aufweisen, so dass die Rollmutter derart geführt wird, dass Steigungsfehler der Spindel kompensiert werden.

Die Genauigkeit der Tischverschiebung kann dadurch erhöht werden, dass die Werkstoffe von Gewindespindel, Roll-

3 622 094

mutter, Rolle, Tisch und kompaktem Träger derart ausgewählt 33 bzw 34 des Tisches 1 im Eingriff stehen Diese Stirnflächen sind, dass für eine Position des Tisches die thermischen Längen- sincj zweckmässig direkt an das Tischmaterial angeschliffene

änderungen des Tisches zwischen Beobachtungspunkt und An- Präzisionsflächen. Zur Sicherung des Kontaktes zwischen den triebsfläche bzw. der Kombination von Spindel, Rollmutter, Laufrollen 31,32 und den Stirnflächen 33, 34 weisen die Rolle und kompaktem Träger zwischen den entsprechenden , Rollmuttern 25, 26 je eine federnd gelagerte Andruckrolle 35

Bezugspunkten an der Rolle und im Zentrum des Trägers bzw 36 auf Diese Rollen 35> 36 stehen mit nur teilweise

übereinstimmen. dargestellten, mit dem Tisch 1 verbundenen Führungsschienen

Durch die Anordnung der Messmarke in unmittelbarer Nä- 37 38 in federndem Eingriff derart, dass der Tisch 1 stets he des Beobachtungspunktes und im Bezugspunkt für den gegen die Laufrollen 31,32 bzw. gegen die Rollmuttern gezo-Tischantrieb werden unkontrollierte Relativverschiebungen ( () gen wjrd_

zwischen Messmarke, Beobachtungspunkt und Antriebssystem _ „ , _ . , . , , „ , .

weitgehend vermieden Parallel zu den Gewindespmdeln 23,24 sind Fuhrungsrohe

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich- l9.*™-40 welche,.die S?11™"ern 25 W26 Über nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher er- Fuhrungsrollen 41 bzw. 42 m ihrer Winkellage fuhren. Durch läutert Es zeigen steuerkurvenmassige Ausbildung der Fuhrungsrohre 39,40

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemässes Auswer- können Steigungsfehler der Spindeln 23, 24 kompensiert wer-teeerät n' soc*ass Lageanderungen des Tisches 1 Winkelanderungen

Fig'. 2 eine Seitenansicht auf das Gerät gemäss Fig. 1 der Spindeln 23 24 proportional sind.

In Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Tisch zur Aufnahme eines . Fl& 2 ;»nd die der Fl?;1 entsprechenden Bauelemente Messbildes bezeichnet. Unterhalb des Tisches 1 ist ein Träger 2 ,n den g eichen Bezugszeichen bezeichnet. Zum Zwecke einer angeordnet, der mit einem Geräterahmen 3 fest verbunden ist. übersichtlichen Darstellung sind Fuhrungsstange 16, Stutzplatte In Fig. 1 ist der Träger 2 durch einen nur zum Zwecke der ?uncl Gewmdespmde 24 nur teilweise gezeichnet, einige zu Darstellung gezeichneten, tatsächlich aber nicht vorhandenen Fig. 1 beschriebene Elemente sind in Fig. 2 ganz fortgelassen. Ausbruch 4 des Tisches 1 hindurch erkennbar. Der Träger 2 ist „ Dlf Funktionier soweit beschriebenen erfindungsgemassen mit einer Grundplatte 5 am Rahmen 3 befestigt und umfasst Vorrichtung zur Auswertung von Messbildern durfte aus dem zwei Stützplatten 6,7, welche massiv ausgebildet sind und mit " Vorangegangenen klar sein. Die Antriebselemente 23 24 fur der Grundplatte 5 zusammen eine massive Hohlwürfelecke den Tls*h ] definieren Je eine Bewegungshnie die sich m einem bilden. Auf dem Träger 2 ist ein Strahlteilerprisma 8 befestigt, Lesteun Pf?kt ^iden, dessen Projektion auf die Ebene des das einen, von einem auf dem Messbild darüber befindlichen Tluschf11111 Beobachtungspunkt 9 liegt. Notwendige elektn-Beobachtungspunkt 9 her kommenden Beobachtungsstrahlen- sehe Zusatzeinnchtungen bekannter Art zur Speisung der Angang 10 um 90° umlenkt. Der Strahlengang 10 durchdringt also febsmotoren 27 28, zur Auswertung der Positionssignale der vom Beobachtungspunkt 9 her den Tisch 1, der infolgedessen Schnttgeber, zur Beleuchtung usw. sind nicht mit dargestellt aus einem transparenten Material, beispielsweise aus Glas be- ?ie erfindungsgemasse Ausbildung ermöglicht entsprechend steht der vorliegenden Aufgabenstellung unter anderem ^[assnah-

Neben dem Prisma 8 ist eine Messmarke 11 angeordnet, die men Verbesserung der Stabilität und Genauigkeit. Das von einer Lampe 12 beleuchtet und über das Prisma 8 in den messbildseitige Ende des Beobachtungsstrahlenganges 10 im Beobachtungsstrahlengang 10 eingespiegelt wird. Der Beobach- kompakten Träger 2 dient gleichzeitig als Bezugspunkt für die tungspunkt 9 wird von einer an sich bekannten, und daher nicht Lagebestimmung des Tisches 1 mittels der Spindeln 23,24 und mit dargestellten Lampe beleuchtet und mittels des Strahlen- der Schrittgeber 29,30. Weisen die Bauelemente Gewindespinganges 10 über das Teilerprisma 8, zwei Umlenkprismen 13,14 del 23,24, Rollmutter 25, 26, Rolle 31,32, Tisch 1 und und einen Augeneinblick 15 beobachtet. kompakter Träger 2 eine geeignete Werkstoffkombination auf, Zur Einstellung und Messung verschiedener Punkte des dann sind mindestens für eine Position der Rollmutter bzw. des Messbildes ist der Tisch 1 in zwei zueinander senkrechten Tisches stets vorhandene unvermeidbare thermische Längenän-Richtungen x, y im wesentlichen rotationsfrei und messbar derungen der Kombination von Spindel, Rollmutter, Rolle und verschiebbar. Zu diesem Zweck sind als Trägermittel eine in kompaktem Träger zwischen den Bezugspunkten an der Rolle y-Richtung orientierte Führungsstange 16 und Gleitschiene 17 und im Zentrum des Trägers einerseits und des Tisches anderervorgesehen, die unter Verwendung von Verbindungselementen se^s gleich, so dass die Schrittgeber 29,30 trotz Verschiebung einen Zwischenträger bilden und ihrerseits auf einer in x-Rich- der Tischkanten 33,34 durch thermische Längenänderungen tung orientierten Führungsstange 18 mit zugehöriger Gleit- keine Positionsänderung des festen Beobachtungspunktes 9 schiene 19 verschiebbar sind. Der Tisch 1 ist mittels zweier messen.

Lagereinheiten 20, 21 auf der Stange 16 gegen Verschiebung in ' Zweckmässige Variationen des Beschriebenens sind mög-

x-Richtung und in der Höhe, sowie gegen Verdrehungen gesi- lieh. So lässt sich beispielsweise die Kreuzschlittenführung durch chert. Zur Führung auf der Gleitschiene 17 ist nur ein Kugella- drei auf der Tischunterseite befestigte Rollen ersetzen, welche ger 22 ausreichend. In ähnlicher, aber nicht näher dargestellter auf einer ebenen Grundplatte Verschiebungen in beliebiger und beschriebener Art ist der aus den Bauelementen 16,17 5, Richtung ermöglichen. In diesem Fall wird man zur Führung des gebildete Zwischenträger auf Stange 18 und Schiene 19 geführt. ' Tisches 1, insbesondere zur Sicherung gegen Verdrehungen

Zur Verschiebung des Tisches 1 in x- und y-Richtung sind beispielsweise auf den Führungsrohren 39,40 je einen gleitba-

Gewindespindeln 23 bzw. 24 vorhanden, welche als Antriebs- ren Läufer vorsehen, welcher die Stirnflächen 33,34 des Tisches glied je eine Rollmutter 25 bzw. 26 tragen. Die Spindeln 23,24 über zwei Gleitrollen in ihrer Winkellage fixiert und über eine sind durch Abstützung an den Wänden 7 bzw. 6 des Trägers 2 in M fedemd gelagerte Rolle mit dem Läufer in Kontakt hält. In ihrer Lage achsial fixiert. Sie werden angetrieben durch Moto- einem analytischen Stereoauswertegerät werden zwei Tische der ren 27 bzw. 28, und zur Messung ihrer Winkellage tragen sie beschriebenen Art mit den zugehörigen Mess-, Antriebs- und

Drehgeber (Encoder) 29 bzw. 30. Die Rollmuttern 25,26 sind Beobachtungselementen übereinander angeordnet und die Ein-

mit je einer Laufrolle 31 bzw. 32 versehen, die mit Stirnflächen blicke 15 in einem geeigneten Binokular vereinigt.

C

2 Blatt Zeichnungen

Claims

622 094 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Auswertung von Messbildern mit mindestens einem Tisch zur Halterung eines Messbildes, der zwei einen Winkel von 90° einschliessende Antriebsflächen aufweist, mit Trägermitteln zur im wesentlichen rotationsfreien Verschie- 5 bung des Tisches in x- und y-Richtung und einer Antriebseinrichtung mit Messmitteln, die für jede Antriebsfläche ein in Bezug auf die Antriebsfläche gleitfähig angeordnetes Antriebsglied mit einem senkrecht zur Antriebsfläche liegenden Antriebselement nebst Antriebsmotor umf asst, wobei die Antriebs- 10 elemente je eine Bewegungslinie definieren, die sich in einem festen Punkt schneiden, dessen Projektion auf die Tischebene im Beobachtungspunkt liegt, sowie mit einem Beobachtungssystem mit Messmarke, dadurch gekennzeichnet, dass das mess-bildseitige Ende (8) des Beobachtungssystems und die Mess- 15 marke (11) in einem kompakten Träger (2) unmittelbar am Beobachtungspunkt (9) fest angeordnet sind und dass sich die Antriebselemente (23,24) am Träger (2) abstützen.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung mindestens eine Gewin- 20 despindel (23,24) als Antriebselement mit einer Rollmutter

(25,26) als Antriebsglied umfasst.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Gewindespindel (23,24) ein Antriebsmotor (27,28) und ein Winkelschrittgeber (29,30) als Messmittel 25 angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollmutter (25,26) über mindestens eine Rolle (31,32) mit der zugehörigen Antriebsfläche (33,34) im Eingriff steht. 30

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, gekennzeichnet durch eine Führungsschiene (39,40), welche die Rollmutter (25,26) bei ihrer axialen Bewegung in ihrer Winkellage führt.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffe von Gewindespindel (23,24), 35 Rollmutter (25,26), Rolle (31,32), Tisch (1) und kompaktem Träger (2) derart ausgewählt sind, dass für eine Position des Tisches die thermischen Längenänderungen des Tisches zwischen Beobachtungspunkt (9) und Antriebsfläche (33,34) bzw. der Kombination von Spindel (23,24), Rollmutter (25,26), 40 Rolle (31,32) und kompaktem Träger (2) zwischen den entsprechenden Bezugspunkten an der Rolle (31,32) und im Zentrum des Trägers (2) übereinstimmen.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekenn- 45 zeichnet, dass die Führungsschiene (39,40) eine Steuerkurve aufweist, welche die Rollmutter (25,26) derart führt, dass Steigungsfehler der Spindel (23,24) kompensiert werden.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollmutter (25,26) zwei Rollen (31,32,35, 50 36) aufweist, deren eine (31,32) starr gelagert ist und mit der betreffenden Antriebsfläche (33,34) im Eingriff steht, und von denen die andere (35,36) elastisch gelagert ist, mit einer am Tisch (1) befestigten Schiene (37,38) im Eingriff steht und den Tisch federnd gegen die erste Rolle (31,32) drückt. 55

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung (12) für die Messmarke (11) und einen optischen Strahlenteiler (8), der das Bild der Messmarke (11) in den Beobachtungsstrahlengang (10) einspiegelt. 60

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (12) für die Messmarke (11) einen Lichtleiter umfasst.

11. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsflächen des Tisches (1) als direkt an das Tischmaterial angeschliffene Stirnflächen (33,34) ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kompakte Träger (2) eine massive Hohlwürfelecke umfasst.

13. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermittel für den Tisch (1) mindestens drei auf seiner Unterseite befestigte gleitfähige Stützelemente vorgesehen sind, welche auf einer ebenen Grundplatte aufliegen und Verschiebungen in beliebiger Richtung ermöglichen.

14. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Tische mit den zugehörigen Mess-, Antriebs- und Beobachtungselementen, welche zu einem analytischen Stereoauswertegerät kombiniert sind.