DD236797A1

DD236797A1 - MEASURING DEVICE FOR AUTOMATIC INTERNAL AND EXTERNAL TRANSMISSION MEASUREMENT

Info

Publication number: DD236797A1
Application number: DD27581585A
Authority: DD
Inventors: Gerald Laemmel; Dieter Loeffler; Klaus Gruner
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-06-18

Abstract

Ziel der Erfindung ist eine hohe Messgenauigkeit im automatischen Betrieb. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung, mit der ein direktes Messen von Innen- und Aussendurchmessern erfolgt und sich dabei die zu messende Bohrungswand und zylindrische Mantelflaeche des Werkstueckes nacheinander und selbsttaetig gegenueber den zugehoerigen Antastelementen ausrichten. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass ein Messschlitten vier Antastelemente und der andere Messschlitten zwei Antastelemente traegt, wobei die vier Antastelemente paarweise symmetrisch, zu einer Fluchtlinie angeordnet sind, die durch die beiden anderen Antastelemente und einer Symmetrieachse des in Messstellung befindlichen Werkstueckes verlaeuft. Fig. 1The aim of the invention is a high measurement accuracy in automatic operation. The object of the invention is to provide a device with which a direct measurement of inside and outside diameters takes place while aligning the measured bore wall and cylindrical Mantelflaeche the workpiece successively and selbsttaetig against the zugehoerigen probing elements. According to the invention, this is achieved in that one measuring carriage carries four probing elements and the other measuring carriages two probing elements, wherein the four probing elements are arranged in pairs symmetrically to a line of flight which passes through the other two probing elements and an axis of symmetry of the workpiece located in the measuring position. Fig. 1

Description

-2- 758 15-2- 758 15

embodiment

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung in Seitenansicht mit eingelegtem Werkstück in1 is a schematic representation of the device according to the invention in side view with inserted workpiece in

Meßstellung und Fig. 2: in Draufsicht die Antastelemente, wobei sich die Antastelemente für die Innendurchmessermessung in Dreipunktanlage an der Bohrungswand befinden.Measuring position and Fig. 2: in plan view, the probing elements, wherein the probing elements for the inner diameter measurement are in three-point system on the bore wall.

Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung besteht aus einer Grundplatte 1, auf der zwei diametral zueinander verschiebbare Meßschlitten 2,3 angeordnet sind. Die Verschiebbarkeit der Meßschlitten 2, 3 gewährleistet eine antreibbare Spindel-Mutter-Einheit 4, die an einem Basisteil 5 befestigt ist und die Meßschlitten 2, 3 miteinander verbindet. Der Meßschlitten 2 trägt paarweise vier Antastelemente 6, 7 und 8, 9 und der andere Meßschlitten 3 trägt fluchtend hintereinanderliegend zwei Antastelemente 10,11. Alle Antastelemente 6 bis 11 sind dabei austauschbar auf den Meßschlitten 2,3 befestigt. Die Antastelemente 6,7 und 8,9 befinden sich symmetrisch zu einer Fluchtlinie 12, die durch die Antastelemente 10,11 und der Symmetrieachse 13derzu messenden Bohrung und Mantelfläche des in Meßstellung befindlichen Werkstückes 14verläuft. Der Meßschlitten 2 weist einen Meßwertaufnehmer 15 mit einem Taststift 16 auf. Der Taststift 16 liegt an einem Anschlag 17 an, der an dem Meßschlitten 3 befestigt ist. Im Wirkungsbereich der Antastelemente 6 bis 11 befindet sich eine Meßplatte 18 zur Aufnahme des Werkstückes 14. Die Meßplatte 18 ist auf einer Trägerplatte 19 mittels Kugeln 20 allseitig linear verschiebbar gelagert und durch eine nichtdargestellte Antriebsvorrichtung höhenverstellbar. Bei allen möglichen Bewegungsrichtungen der Meßplatte 18 behält diese stets eine parallele Lage zu den Meßschlitten 2,3 bei. Zur Gewährleistung der linearen Beweglichkeit der Antastelemente 6 bis 11 weist die Meßplatte 18 Ausnehmungen 21 aufThe measuring device according to the invention consists of a base plate 1, on which two diametrically displaceable measuring slide 2.3 are arranged. The displaceability of the measuring carriages 2, 3 ensures a drivable spindle nut unit 4 which is fixed to a base part 5 and the measuring slide 2, 3 interconnected. The measuring slide 2 carries in pairs four probing elements 6, 7 and 8, 9 and the other measuring slide 3 carries one behind the other lying two probing elements 10,11. All probing elements 6 to 11 are exchangeably mounted on the measuring slide 2.3. The probing elements 6,7 and 8,9 are symmetrical to a line of flight 12, which runs through the probing elements 10,11 and the axis of symmetry 13derzuzu measuring bore and lateral surface of the workpiece 14 located in the measuring position. The measuring slide 2 has a transducer 15 with a stylus 16. The stylus 16 abuts against a stop 17, which is fixed to the measuring slide 3. In the area of action of the probing elements 6 to 11 is a measuring plate 18 for receiving the workpiece 14. The measuring plate 18 is mounted on a support plate 19 by means of balls 20 on all sides linearly displaceable and height adjustable by a drive device, not shown. In all possible directions of movement of the measuring plate 18, this always maintains a parallel position to the Meßschlitten 2.3 at. To ensure the linear mobility of the probing elements 6 to 11, the measuring plate 18 recesses 21

Die Wirkungsweise der in den Zeichnungen dargestellten Meßeinrichtung ist folgende: The operation of the measuring device shown in the drawings is as follows:

Das zu messende Werkstück 14 wird durch einen nichtdargestellten Industrieroboter auf die Meßplatte 18 abgelegt. Dazu befindet sich die Meßplatte 18 oberhalb der Antastelemente 6 bis 11. Durch das nachfolgende Absenken der Meßplatte 18 gelangt das Werkstück 14 in Meßhöhe. Danach erfolgt das Einleiten des Meßvorganges für die Messung des Innendurchmessers. Hierzu wird die Spindel-Mutter-Einheit 4 mit einer solchen Drehrichtung beaufschlagt, damit sich die Meßschlitten 2, 3 nach außen bewegen. Dadurch gelangen die Antastelemente 8,9 und 10 an die Bohrungswand und realisieren hier eine Dreipunktanlage. Die Dreipunktanlage und die gegen die Bohrungswand wirkende Meßkraft der Antastelemente 8, 9 und 10 sowie die allseitige lineare Beweglichkeit der Meßplatte 18 mit dem Werkstück 14, gewährleisten ein selbsttätiges Ausrichten der Bohrung in Meßstellung. Die Meßstellung für die Innendurchmessermessung ist erreicht, wenn sich die Symmetrieachse 13 der Bohrung mit der Fluchtlinie 12 schneidet. Der bei diesem Vorgang zurückgelegte Weg der Antastelemente 8, 9 und 10 wird von dem abgeglichenen Meßwertaufnehmer 15 durch Anlage des Taststiftes 16 an dem Anschlag 17 aufgenommen und in bekannter Weise in Signale umgewandelt und einer Auswerteeinheit zugeführt.The workpiece 14 to be measured is deposited on the measuring plate 18 by an industrial robot (not shown). For this purpose, the measuring plate 18 is above the probing elements 6 to 11. By the subsequent lowering of the measuring plate 18, the workpiece 14 reaches the measuring height. This is followed by the initiation of the measuring process for the measurement of the inner diameter. For this purpose, the spindle-nut unit 4 is acted upon with such a direction of rotation, so that the measuring carriages 2, 3 move outwards. As a result, the probing elements 8,9 and 10 reach the bore wall and realize here a three-point system. The three-point system and acting against the bore wall measuring force of the probing elements 8, 9 and 10 and the all-round linear mobility of the measuring plate 18 with the workpiece 14, ensure an automatic alignment of the bore in the measuring position. The measuring position for the inner diameter measurement is reached when the symmetry axis 13 of the bore intersects with the alignment line 12. The covered in this process path of the probing elements 8, 9 and 10 is received by the balanced transducer 15 by contact of the stylus 16 to the stop 17 and converted into signals in a known manner and fed to an evaluation unit.

Für das nachfolgende Messen des Außendurchmessers erfolgt eine Umkehr der Drehbewegung an der Spindel-Mutter-Einheit 4. Dadurch heben sich die Antastelemente 8,9 und 10 von der Bohrungswand ab und die Antastelemente 6,7 und 11 kommen an der Mantelfläche des Werkstückes 14 zur Anlage. Aufgrund der Dreipunktanlage und der Meßkraft der Antastelemente 6, 7 und 11 sowie der allseitigen linearen Beweglichkeit der Meßplatte 18 mit dem Werkstück 14, richtet sich die zu messende Mantelfläche selbsttätig in Meßstellung aus. Der dabei zurückgelegte Weg der Antastelemente 6,7 und 11 wird von dem abgeglichenen Meßwertaufnehmer 15 erfaßt, in Signale umgewandelt und der Auswerteeinheit zugeführt. Damit ist das Messen des Außendurchmessers abgeschlossen.For the subsequent measurement of the outer diameter, a reversal of the rotational movement takes place at the spindle-nut unit 4. This raises the probing elements 8,9 and 10 from the bore wall and the probing elements 6,7 and 11 come to the outer surface of the workpiece 14 to Investment. Due to the three-point system and the measuring force of the probing elements 6, 7 and 11 and the all-round linear mobility of the measuring plate 18 with the workpiece 14, the lateral surface to be measured automatically aligns itself in the measuring position. The thereby covered path of the probing elements 6,7 and 11 is detected by the balanced transducer 15, converted into signals and fed to the evaluation. This completes the measurement of the outside diameter.

Nach Beendigung des zweiten Meßvorganges werden die Antastelemente 6 bis 11 in Mittelstellung gefahren, um beim Aufwärtsbewegen der Meßplatte 18 eine Beschädigung der Antastelemente 6 bis 11 zu vermeiden. Die Aufwärtsbewegung der Meßplatte 18 ist abgeschlossen, wenn sich diese oberhalb der Antastelemente 6 bis 11 befindet. In dieser Stellung erfolgt abschließend das Wegführen des Werkstückes durch den Industrieroboter und ein neues Werkstück kann der Meßeinrichtung zugeführt werden.After completion of the second measuring operation, the probing elements 6 to 11 are moved to the middle position in order to avoid damaging the probing elements 6 to 11 when the measuring plate 18 moves upwards. The upward movement of the measuring plate 18 is completed when it is above the probing elements 6 to 11. In this position, finally, the removal of the workpiece by the industrial robot and a new workpiece can be supplied to the measuring device.

Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung ist auf Grund ihrer selbstzentrierenden Eigenschaft vorteilhafterweise in einem automatischen Fertigungsprozeß einsetzbar. Positionierungsgenauigkeiten bei der Werkstückübergabe werden selbsttätig ausgeglichen.Due to its self-centering property, the measuring device according to the invention can advantageously be used in an automatic production process. Positioning accuracies during workpiece transfer are compensated automatically.

Claims

-1- 758 15

Invention claim:

Measuring device for automatic inside and outside measurement, consisting of a base plate with two diametrically displaceable Meßschlitten, each Meßschlitten carries at least one probing element, a Meßschlitten is provided with at least one transducer, which is operatively connected to a stop attached to the other Meßschlitten and that a measuring plate is arranged in the area of action of the probing elements, which ensures longitudinal and transverse movements of the workpiece, characterized in that a measuring slide (2) four probing elements (6,7 and 8,9) and the other measuring slide (3) has two probing elements (10 , 11), wherein the four probing elements (6,7 and 8,9) are arranged in pairs symmetrically to a line of flight (12) through the other two probing elements (10,11) and an axis of symmetry (13) of the measuring position located Workpiece (14) extends.

For this 1 page drawings

Field of application of the invention

The field of application of the invention extends to devices for automatically measuring inside and outside diameters of preferably rotationally symmetrical workpieces. The machining of the workpieces takes place on machine tools and the workpiece change by industrial robots. As a special field of application is the use in manufacturing cells into consideration, the measuring devices are each included in the work area of the industrial robot.

Characteristic of the known technical solutions

For automatic measurement of inside diameters, a measuring device has already been proposed, which consists of a base plate on which two diametrically movable measuring slide are mounted. The measuring slides are connected by a cylinder-piston unit and each carry a probing element which can be applied to the bore wall to be measured. The movements of the probing elements are recorded by a transducer and converted into signals. Due to the storage of Meßschlitten on the base plate by means of balls, the two Meßschlitten can perform as a unit longitudinal and transverse movements. This allows an automatic centering of the probing elements with respect to the workpiece bore. However, it has been shown that does not always enter an exact adjustment of the bore diameter due to the two-point installation of the probing elements on the bore wall. This negatively affects the achievement of a high measuring accuracy. On the other hand, only internal diameters can be measured with this device. If outside diameters are also to be measured, an additional measuring device would be necessary.

Furthermore, an apparatus for automatically measuring outside and inside diameters has been proposed. Here, the workpiece is taken up by a floating support plate and pressed by a V-shaped displacement element against a protruding into the workpiece bore investment mandrel. The measurement of the outer diameter is made directly by applying the probing elements to the lateral surface of the workpiece and the determination of the inner diameter is carried out indirectly via the probing elements and the installation mandrel by subtraction. This measuring device allows the measurement of the outer diameter of a simultaneous determination of the inner diameter and thus causes a time savings in the measurement process. A disadvantage, however, is that position deviations of the bore wall with respect to the lateral surface of the workpiece are included in the measurement result and thus distort the determined bore diameter. The causes of this measurement error are based on the indirect determination of the bore diameter. In addition, the decrease in the measured values takes place at measuring points which lie in a line of flight.

Object of the invention

The aim of the invention is to be achieved in automatic operation, a high accuracy of measurement.

Illustration of the invention Wc

The invention is based on the object, a measuring device for automatic inside and outside diameter measurement, consisting of a base plate with two diametrically displaceable Meßschlitten, each Meßschlitten carries at least one probing element, a Meßschlitten is provided with at least one transducer, with one on the other Measuring slide fixed stop is in operative connection and that in the area of action of the probing a measuring plate is arranged, which ensures the longitudinal and transverse movements of the workpiece to create, with a direct measurement of inner and outer diameters takes place while the measured bore wall and cylindrical surface align the workpiece successively and automatically relative to the corresponding probing elements. According to the invention this is achieved in that a Meßschlitten four probing elements and the other Meßschlitten carries two probing elements, wherein the four probing elements are arranged in pairs symmetrically to a line of flight passing through the other two probing elements and an axis of symmetry of the workpiece located in the measuring position.