DD213497A1

DD213497A1 - Messverfahren und einrichtung zur formpruefung, vorzugsweise fuer geradheits- und ebenheitsabweichung

Info

Publication number: DD213497A1
Application number: DD24731483A
Authority: DD
Inventors: Wolfram Haeussler; Bernhard Oertel; Andreas Nun
Original assignee: Tech Hochschule; Bernhard Oertel; Andreas Nun
Priority date: 1983-01-18
Filing date: 1983-01-18
Publication date: 1984-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der Formabweichung, vorzugsweise der Geradheits- und Ebenheitsabweichung, bei sich aendernder Messbasis, wodurch eine Inprozess-Messung moeglich wird. Gleichzeitig koennen mit den gewonnenen Messinformationen die Veraenderungen der Messbasis bestimmt werden, wodurch eine Ueberwachung der Werkzeugmaschine ermoeglicht wird. Die Formabweichung wird bestimmt, indem der Pruefling auf die Messbasis gelegt wird, die Prueflingsoberflaeche mittels eines Messkammes angetastet und danach um den Abstand a der Messgroessenaufnehmer im Messkamm so oft verschoben wird, bis die Prueflingsoberflaeche vollstaendig abgetastet ist. Bei jeder Verschiebung gelangen die Messwerte zu einer Auswerteeinrichtung, in der nach Beendigung der Messung die Oberflaechenform und die Formabweichung zur Auswertung kommen sowie die Werte der Veraenderung der Messbasis zur Maschinenueberwachung abrufbar sind.

Description

Meßverfahren und Einrichtung zur Formprüfung, vorzugsweise für Geradheits- und Ebenheitsabweichung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formprüfung und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Anwendung für die Inproze.ß-Messung und die Labormessung möglich ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Messung der Geradheits- und Ebenheitsabweichung sind eine Vielzahl von Meßverfahren bekannt· Beispiele hierfür sind die Verfahren mit Formprüfgerät, mit Längenmeßgerät und Geradführung, mit Koordinatenmeßgerät, mit Länge nme.ßgerät und Prüf lineal, mit Endma.ßen und Prüflineal, mit'Längenmeßgerät und Prüfplatte, mit Komparatorlineal, .15 mit Mikroskop und Me.ßdraht, mit Me.ßfernrohr und Zielmarke, mit fotoelektrischer Meßeinrichtung und Laser, mit optischem Lineal, mit hydrostatischen Höhenmessern, mit Autokollima tionsfernrohr und Spiegel sowie mit Laserinterferometer·

Allen genannten Verfahren ist gemeinsam, daß sie nur mit großen Einschränkungen, unter Fertigungsbedingungen bei bewegtem Werkstück anwendbar sind· Besondere Schwierigkeiten für die Anwendung im Fertigungsprozeß entstehen dadurch, daß der bewegte Prüfling in der Maschine keine ausreichend konstante Meßbasis besitzt. Dieser Nachteil wird mit Hilfe des in DEOS 2617707 beschriebenen Verfahrens beseitigt· Mit Hilfe eines Systems von mehreren Meßgrößenaufnehmern werden die anfallenden Meßinformationen durch

die Fouriertransformierte des kombinierten Meßsignals zur Bestimmung der Profilform des Prüflings benutzt. Dabei müssen jedoch die verschiedenen Me.ßgrö.ßenaufnehmer exakt demselben Weg folgen« Weiterhin sind unterschied liehe Empfindlichkeiten der einzelnen Meßgrößenaufnehmer erforderlich, die in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen· Diese Hachteile schränken die praktischen Ein*· Satzmöglichkeiten stark ein.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die Bestimmung der Formabweichung, vorzugsweise der Geradheits- und Ebenheitsabweichung, zu verbessern, wodurch es möglich wird, trotz auftretender Relativbewegungen zwischen Prüfling und dem System der Maßgrößenaufnehmer, die beispielsweise durch Abweichungen der Werkzeugmaschinenführung verursacht werden können, die Formabweichung und die Form des Prüflings zu bestimmen und gleichzeitig Informationen über die genannte Relativbewegung zu bekommen, die beispielsvjeise Rückschlüsse auf die Führungsfehler der Werkzeugmaschine gestatten·

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung von Formabweichungen, vorzugsweise der Geradheits*und Ebenheitsabweichungen, zu entwickeln und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, indem die Form des Prüflings durch eine fluchtende Anordnung von Meßgrößenaufnehmern bestimmt wird, wobei die Rauheit der betrachteten Prüflinge eliminiert wird. Die Formbestimmung erfolgt durch direkte Längenmessungen mittels Meßgrößenaufnehmern. Es sind dabei Relativbewegungen zwischen dem Meßkamm bzw, der Meßbrücke und der Meßbasis in den einzelnen Meßstellungen möglich. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Verwendung von zwei festen Auflagen und mindestens zwei bzw. ohne feste Auflagen und mindestens vier Meßgrößenaufnehmern, die

eine Antastung der Oberfläche unter Eliminierung der Rauheit, z. B. durch entsprechende Antastelemente ermöglichen, dadurch gelöst, da.ß ein Prüfling auf die durch systematische und zufällige Fehler veränderliche Basis gelegt wird und die zu prüfende Oberfläche des Werkstückes mit den Meßgrö.ßenaufnehmern kontinuierlich oder diskontinuierlich abgefahren wird. Die Aufnahme der Meßwerte geschieht immer dann, wenn der Prüfling gerade um den Abstand a der Meßgröße na uf nehmer verschoben wurde. Nach Beendigung der Messung des Prüflings werden die gewonnenen Meßinformationen über eine Auswerteeinheit ausgewertet und die Form der Oberfläche bestimmt. Die Auswertung kann bei geringen Feinzeigeranzahlen auch manuell erfolgen, erfordert dann jedoch einen erheblich größeren Zeitaufwand. Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht:

1# Aus einem Meßkamm, in dem vier oder mehr Meßgrößenaufnehmer hintereinander angeordnet sind. Der Meßkamm kann so voreingestellt sein, daß alle Meßgrößenaufnehmer auf eine Gerade mittels eines normals eingestellt sind. Bei Yerzieht auf die Voreinstellung muß der Betrag des Abweichens von einer theoretischen Geraden für die einzelnen Meßgrößenaufnehmer bekannt sein. Die Eliminierung der Rauheit ist unbedingt erforderlich.

2, Aus einer Meßbrücke, die aus zwei festen Auflagen,

einer seitlichen Abstützung sowie aus mindestens zwei Meßgrößenaufnehmern besteht, die in einem konstanten Abstand a angeordnet sind. Die Meßgrößenaufnehmer können auf eine Gerade voreingestellt werden, die durch die beiden festen Auflagen geht. Beim Verzicht auf die Voreinstellung muß der Betrag des Abweichens von dieser Geraden für die einzelnen Meßgrößenaufnehmer bekannt sein.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: Eine schematische Darstellung der Meßeinrichtung mit ftfeßkamm als Ansicht von links

Fig» 2: Eine schematiache Darstellung der Meß einrichtung mit zwei festen Auflagen als Ansicht von oben

Fig* 3* Sine schematische Darstellung der Meßeinrichtung mit zwei festen Auflagen als Ansicht von links

Sin au messender Prüfling 2 wird zwecks' Antastung auf die Basis 3-» die z«B» in Form eines verschiebbaren Tisches ausgebildet ist, gelegt. Der Meßkamm 7 ^mit den Meßgrößenaufnehmern lufird in lifeß stellung gebracht, d»h« die Anzeigen der Msßgrößenauf nehmer 1 befinden sich im Anzeigebereich· Durch Relativbewegungen arischen Msßkaoun und Prüfling 2 in x-Richtung 4, die z.B* durch eine Bewegung der Basis 3 auf deren Führung 11 entstehen,

15'werden die einzelnen fifeßstellungen erreicht· Die gewonnenen Bfeßinforinationen gelangen in eine Auswerteeinheit 5 ¹^d nach deren Verarbeitung erfolgt über die Anzeige— einheit 6 die Anzeige des Oberflächenkennwertes und der Profilform»

Anstelle des ersten und letzten Maßgrößenaufnehmers können feste Auflagen 9 und ein Stützelement 10 angeordnet sein (Fig, 2 und 3), Bei der Aufnahme der Meßwerte ist eine Relativbewegung zwischen üfeßkamm bzw. Meßbrücke und der Basis zulässig* Hierin besteht der besondere Vorteil des Verfahrens, denn es kann dadurch für die Inprozeß-Messung angewendet werden. Darüber hinaus kann bei der Anordnung nach Fig« 1 der Kippwinkel zwischen ifeßbasis und Meßkamm ermittelt werden, sowie die Verschiebung in z— Richtung, wodurch eine gleichzeitige Bestimmung der Basislage in jeder ivfeßstellung möglich ist» Ss können somit mit den gewonnenen Ivfeßinformationen Prüfling 2 und Basis 3 gleichseitig überwacht werden* Mit steigender .Meßgrößen— aufnehmerzahl sinkt die HfeßUnsicherheit des Verfahrens»

Claims

Erfindungsanspr liebe

1. Meßverfahren zur Formprüfung, vorzugsweise für Geradheitsund Ebenheitsabweichung, unter Anwendung von drei fluchtend hintereinander in einem Meßkamm angeordneten Me.ßgrößenaufnehmerη und anschließender Ausgabe von Oberflächenkenngrößen, gekennzeichnet dadurch, daß ein Prüfling (2) auf eine konstante oder veränderliche Basis (3) gelegt wird, mit den mindestens vier vorzugsweise voreingestellten Meßgrößenaufnehmern (1) konstanter Empfindlichkeit und im konstanten Abstand a voneinander eine Messung erfolgt, danach eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Relativbewegung (4) in x-Richtung um den konstanten Abstand a zwischen Basis (3) bzw. Prüfling (2) und Meßkamm (7) mit anschließender erneuter Erfassung der Meßwerte ausgeführt wird, sodann die gewonnenen Meßwerte in der Auswerteeinheit (5) vorzugsweise unter Anwendung der Methode der kleinsten Quadrate verarbeitet werden und die Anzeige der Profilform bzw» die Ausgabe des Oberflächenkennwertes und der Relativbewegung zwischen Meßkamm (7) und der Basis (3), die z, 3. durch die Bewegung der Basis (3) auf ihrer Führung (11) um jeweils a verursacht sein kann, mit Hilfe einer Anzeigeeinheit (6) erfolgt.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Messung des Prüflings in mehreren Meßschnitten in . ' x- und y-Richtung sowie über die Diagonalen, erfolgt.

3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei vernachlässigbarer Relativbewegung zwischen Meßkamm (7) und Basis (3) die Basis (3) gemessen wird, danach ein Prüfling (2)' auf die Meßbasis (3) gelegt wird, die Messung des Prüflings (2) erfolgt und die gewonnenen Meßinformationen in der Auswerteeinheit (5) zur Bestimmung der Lageabweichung benutzt werden.

4. Einrichtung zur Formprüfung, vorzugsweise für Geradheits- und Ebenheitsabweichung, unter Anwendung von drei fluchtend hintereinander in einem Meßkamm (7) angeordneten.

,- „ nn JfI O Π * Π *7 Π fi 0 3

Meßgrößenaufnehmern (1), gekennzeichnet dadurch, daß die mindestens vier Meßgrößenaufnehmer (1) mit speziellen, vorzugsweise filternden Antastelementen (8) versehen sind,

5. Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, da.ß anstelle des ersten und letzten Meßgrößenaufnehmers (1) zwei feste Auflagen und ein seitliches Stützelement (10) verwendet werden, welche die gleichen Antastelemente (8) tragen wie die übrigen Me.ßgrö.ßenaufnehmer (1) und den Meß» kamm (7) auf der Oberfläche des Prüflings (2) abstützen·

6. Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, da.ß die Lage des nominalen Mittelpunktes des Meßkammes (7) unabhängig von der der Meßgrößenaufnehmer (1) 13t.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen