CH679947A5

CH679947A5 -

Info

Publication number: CH679947A5
Application number: CH441989A
Authority: CH
Inventors: Christian Holzbrecher; Diethard Sachs; Eckhard Hornschuch
Original assignee: Suhl Feinmesszeugfab Veb
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1992-05-15
Also published as: DE3938204A1; DD278641A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Messkräften an einem Längenmessgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patenanspruches 2. Es ist eine «Vorrichtung zur Erzeugung einer Messkraft für ein Längenmessgerät» aus der DD PS 262 068 bekannt. Ein Messkopf mit Messsystem trägt zwei Anschläge, durch die ein geschlossenes umlaufendes Zugmittel mit einem Anschlag hindurchgeführt ist. Um diesen Anschlag sind zwei Energiespeichersysteme, die gegen die Anschläge am Messkopf und gegen den Anschlag am Zugmittel vorgespannt sind, angeordnet. Das Zugmittel ist von einem Motor mit Getriebe angetrieben.

Nachteil dieser Lösung ist, dass durch Spiel im Getriebe die Messgenauigkeit, insbesondere bei sich ändernder Messrichtung, beeinträchtigt wird.

Weiterhin ist ein «System für den Spielausgleich im Messsystem» aus der EP PS 226 559 bekannt. Ein Schlitten ist mit einer Mutter gekoppelt, welche von einer Gewindespindel angetrieben ist. Die Gewindespindel ist mit einem rotatorischen inkrementa-Ien Messsystem verbunden. In der Mutter ist über eine Reibkopplung eine Stange gelagert, die an ihren Enden Kontakte trägt, die betätigt werden, wenn das Spiel zwischen der Spindel und der Mutter überwunden ist, das heisst, wenn sich die Mutter tatsächlich bewegt und die Stange von einem Kontakt zum anderen bewegt.

Solange die Kontakte nicht umschalten, werden die Impulse vom rotatorischen Geber blockiert. Der Schaltabstand zwischen den Kontakten ist kleiner als der kleinste Teilungsabstand auf dem rotatorischen Geber.

Nachteil dieser Lösung ist ihr komplizierter Aufbau, um den kleinen Schaltabstand mit angemessener Genauigkeit herzustellen. Die Reproduzierbarkeit hängt stark von den Reibungsverhältnissen und dem Zustand der Schaltkontakte ab.

Ausserdem ist noch ein «Verfahren und eine Anordnung zur Kompensation belastungsabhängiger Längenmessfehler» aus der DD PS 257 488 bekannt. Der Wälzschraubtrieb einer Werkzeugmaschine ist durch einen Motor angetrieben. An beiden Enden der Spindel des Wälzschraubtriebes ist ein inkrementaler rotatorischer Geber angeordnet. Der Wälzschraubtrieb wird zum Eichen mit einer konstanten und bekannten Kraft beaufschlagt. Die Spindel gibt dieser Kraft nach, was zu einer Winkeldifferenz zwischen den beiden rotatorischen Gebern führt. Von dieser Vergleichswinkeldifferenz ausgehend werden aus den bei unterschiedlichen Belastungen auftretenden Winkeldifferenzen, Korrekturwerte für die Steuereinrichtung des Antriebsmotors berechnet.

Als Nachteil dieser Lösung ist zu nennen, dass sie nur für so grosse Kräfte geeignet ist, die zu messbaren Verformungen führen.

Geschaffen werden soll ein Verfahren zur Erzeugung von einstellbaren Messkräften und eine

Vorrichtung dafür, die eine gute Reproduzierbarkeit der Messkräfte ermöglicht.

Die Erfindung löst die Aufgabe der Einstellung kleiner Messkräfte mit hoher Genauigkeit trotz Spiel im Getriebe und Reibung am Messschlitten.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einem Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 und bei einer Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Patetnan-spruches 2 genannten Merkmale gelöst.

Bei jeder Bewegungseinleitung durch den Motor einer der ersten Impulse des Messsystems zum Nullsetzen der Differenz der Zählerstände beider Messsysteme eingesetzt ist, wobei das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände nur erfolgt, wenn die Differenz der Zählerstände in einem bestimmten vorwählbaren Bereich liegt und unter Verwendung zweier Scheiben, von denen die erste mit der Getriebewelle ist und die zweite Scheibe mit zwei Anschlägen und zwei Hebeln auf der Getriebewelle drehabr gelagert ist, wobei die beiden Hebel mittels einer Zugfeder gegen die beiden Anschläge auf der zweiten Scheibe und einen Mitnehmer auf der ersten Scheibe gedrückt werden und die zweite Scheibe über zwei aufwickeibare Zugmittel mit den Enden des Messschlittens verbunden ist.

Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt ein Längenmessgerät mit einer erfindungs-gemässen Einrichtung. Im Grundkörper 1 der Län-genmessmaschine ist ein Messschlitten 2 präzise geradegeführt. Vorzugsweise ist der Messschlitten 2 in einer Präzisionswälzführung gelagert. Der Messschlitten 2 trägt den beweglichen Teil des Messsystems 3, beipielsweise ein inkrementaler Massstab.

An den beiden Enden des Messschlittens 2 ist je ein Zugmittel 5, 5' angekoppelt. Die Zugmittel 5 werden von einem Motor 6 mit Getriebe 7 bewegt.

Zwischen den Zugmitteln 5,5' und dem Getriebe 7 ist eine Messkrafterzeugungsvorrichtung 4 angeordnet.

Diese Messkrafterzeugungsvorrichtung 4 enthält eine erste Scheibe 15, die mit der Welle 14 des Getriebes 7 verbunden ist. Die Scheibe 15 trägt einen Mitnehmer 16. Die Messkrafterzeugungsvorrichtung 4 enthält noch eine zweite Scheibe 18, die auf der Welle 14 des Getriebes 7 drehbar gelagert ist.

Auf die Scheibe 18 sind die beiden Zugmittel 5, 5' wechselseitig aufwickelbar. Zwischen dem Zugmittel 5' und dem einen Ende des Messschlittens 2 ist eine Zugfeder 17 eingesetzt, welche die beiden Zugmittel 5, 5' vorspannt. Auf der zweiten Scheibe 18 sind ausserdem zwei einstellbare Anschläge 19,19' angeordnet und zwei Hebel 20, 20' um Mittelpunkt der Scheibe 18 drehbar gelagert. Die beiden Hebel 20, 20' werden von einer Zugfeder 21 gegen den Mitnehmer 16 auf der Scheibe 15 und gegen die beiden Anschläge 19, 19' auf der Scheibe 18 gedrückt. Die Bewegung des Motors 6 wird von einem Motormesssystem 8 erfasst, dessen Signale an einen ersten Zähler 9 einer Verarbeitungseinheit 11 gelangen.

Am Grundkörper 1 sitzt der zweite Teil des Mess-

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In der Verarbeitungseinheit 11 werden die Zählerstände und deren Differenz erfasst.

Ausserdem enthält die Verarbeitungseinheit 11 eine Messobjekterkennungseinrichtung 22. Diese registriert die Anzahl der Impulse beider Messsysteme 3, 8 in bestimmten Zeitintervallen.

Es sind aber auch anders wirkende Messobjekt-erkennungseinrichtungen, wie beispielsweise elektrische, magnetische oder optische, einsetzbar.

Ausgelöst wird das Nullsetzen von jedem Impuls der ersten Impulsgruppe des Messsystems 3. Ausgeführt wird das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände nicht, wenn die Anzahl der Impulse pro Zeitintervall beider Messsysteme grösser Null ist und sich die Anzahl der Impulse pro Zeitintervall am Messsystem 3 auf Null ändert.

Der Motor 6 wird in Bewegung versetzt. Über den ersten Zähler 9 baut sich in der Verarbeitungseinheit 11 durch die vom Motormesssystem 8 kommenden Signale eine Zählerstanddifferenz auf.

Nachdem das Spiel im Getriebe 7 überwunden ist, bewegt sich der Messschlitten 2 und die Impulse der ersten Impulsgruppe vom Messsystem 3 setzt die Zählerstandsdifferenz in der Verarbeitungseinheit 11 gleich Null. Tastet der Messschlitten 2 mit seinem Tastbolzen einen Prüfling 13 an, bleibt der Messschlitten 2 stehen. Das Messsystem 3 liefert keine Signale mehr an den zweiten Zähler 10, so dass sich die Zählerstandsdifferenz weiter aufbaut, weil die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit am Messsystem sich auf Null geändert hat, wodurch die Messobjekterkennungseinrichtung das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände in der Verarbeitungseinheit 11 blockiert. Eine gewünschte Messkraft, beispielsweise von 1 N entspricht einer bestimmten Zählerstandsdifferenz, beispielsweise von 1000 Impulsen.

Der Motor 6 läuft nun so lange weiter, bis diese Zählerstandsdifferenz erreicht ist. Dadurch baut sich über die Messkrafterzeugungsvorrichtung 4 die gewünschte Messkraft am Prüfling 13 auf, indem der Mitnehmer 16 beispielsweise den Hebel 20 mitnimmt. Dabei wird über die Zugfeder 21 der Hebel 20' gegen den Anschlag 19' gedrückt, wodurch die Scheibe 18 und das Zugmittel 5 mit der Messkraft beaufschlagt werden. Die Zugfeder 17 hält dabei die Zugmittel 5,5' straff.

Bewegt man danach den Motor 6 in die umgekehrte Richtung, nimmt die vorhandene Zählerstandsdifferenz wieder ab. Der Mitnehmer 16 bewegt sich zurück, bis beide Hebel 20, 20' wieder am Mitnehmer 16 und an den Anschlägen 19,19' anliegen. Nachdem das Spiel im Getriebe 7 überwunden ist, bewegt sich auch der Messschlitten 2, und jeder Impuls der ersten Impulsgruppe vom Messsystem 3 setzt die Zählerstandsdifferenz auf Null, so dass sofort in der anderen Richtung wieder die gewünschte Messkraft ganz genau aufgebaut werden kann, indem der Mitnehmer 16 den Hebel 20' mitnimmt, wobei die Zugfeder 21 den Hebel 20 gegen den Anschlag 19 drückt, wodurch die Scheibe 18 und das Zugmittel 5' mit der Messkraft beaufschlagt werden. Vorteil der

Erfindung ist, dass Spiel im Getriebe und Reibungsunterschiede keinen Einfluss mehr auf die Grösse der Messkraft haben, so dass Präzisionsmessungen, insbesondere eine hohe Reproduzierbarkeit der Messkraft gesichert ist.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von Messkräften an einem Längenmessgerät mit einem Getriebe, welches Getriebe einerseits mit einem Motor mit einem Motormesssystem verbunden ist und andererseits an einer Messkrafterzeugungsvorrichtung angeschlossen ist, die mit einem Messschlitten verbunden ist, an dem der bewegliche Teil eines Messsystems sitzt, wobei das Messsystem und das Motormesssystem je an einem Zähler einer Verarbeitungseinheit angeschlossen sind und das Messsystem mit einer Anzeigeeinheit in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Bewegungseinleitung durch den Motor (6) jeder Impuls einer ersten Impulsgruppe des Messsystems (3) zum Nullsetzen der Differenz der Zählerstände des Messsystems (3) und des Motormesssystems (8) eingesetzt wird, wobei das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände nur erfolgt, wenn eine Mess-objekterkennungseinrichtung (22) kein Messobjekt erkennt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Getriebe (7) und dem Messschlitten (2) an einer Welle (14) des Getriebes (7) eine erste Scheibe (15) mit einem Mitnehmer (16) angebracht ist und dass eine zweite Scheibe (18) mit zwei einstellbaren Anschlägen (19, 19') und zwei um den Mittelpunkt der zweiten Scheibe (18) drehabren Hebeln (20, 20') auf der Welle (14) des Getriebes (7) drehbar gelagert ist, wobei die beiden Hebel (20, 20') mittels einer ersten Zugfeder (21 ) sowohl gegen die beiden Anschläge (19, 19') auf der zweiten Scheibe (18) als auch gegen den Mitnehmer (16) auf der ersten Scheibe (15) gedrückt werden, und dass auf die zweite Scheibe (18) wechselseitig je ein Zugmittel (5, 5') einerseits aufwickelbar ist, welche andererseits je an einem Ende des Messschlittens (2) befestigt sind, wobei zwischen dem einen Zugmittel (5') und dem Messschlitten (2) eine zweite Zugfeder (17) eingesetzt ist.

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