DD255583A1

DD255583A1 - METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATED TESTING OF THE DISPLAY DEVIATION OF BALANCING SCREWS

Info

Publication number: DD255583A1
Application number: DD29556286A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Szyminski; Joachim Franke; Juergen Schmidt; Bernd Doberan; Dirk-Peter Kluge
Original assignee: Thaelmann Schwermaschbau Veb
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1988-04-06

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatisierten Pruefung der Anzeigeabweichung von Buegelmessschrauben, insbesondere zur Ermittlung periodischer Sollwertabweichungen als Grundlage fuer die Genauigkeitseinstufung. Die Erfindung ist zur Reduzierung des Arbeitszeitaufwandes bei der Pruefung der Anzeigeabweichung von Buegelmessschrauben im betrieblichen Messwesen anwendbar. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens und einer Einrichtung, um in einem geschlossenen Verfahrenszyklus, vorzugsweise von Messbereichsanfangs- oder -endwert beginnend, fuer vorbestimmte Sollwertpositionen die Istwerte zu erfassen und zu verarbeiten. Die Koordinierung aller notwendigen Positionier-, Arretier-, Einstell- und Messvorgaenge erfolgt durch eine Steuer- und Recheneinheit.The invention relates to a method and a device for the automated testing of the display deviation of caliper micrometers, in particular for determining periodic setpoint deviations as the basis for the accuracy rating. The invention is applicable for the reduction of the work time expenditure in the examination of the indication deviation of bevel micrometers in operational metrology. The object of the invention is to develop a method and a device for detecting and processing the actual values for predetermined setpoint positions in a closed cycle, preferably beginning or end of the measuring range. The coordination of all necessary positioning, locking, setting and Messvorgaenge done by a control and processing unit.

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung ist im betrieblichen Meßwesen zur Prüfung von Bügelmeßschrauben und deren qualitativer Bewertung anwendbar.The invention is applicable in operational metrology for testing Bügelmeßschrauben and their qualitative assessment.

Characteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, daß Meßschrauben durch Endmaßkombinationen auf Einhaltung der vorgeschriebenen Toleranzen geprüft •werden. Dabei werden die Endmaße so kombiniert, daß an jeweils vorgegebenen Stellen des Meßbereiches die Anzeigeabweichung vom Sollwert ermittelt und nach einer speziellen Rechenvorschrift vom Prüfdurchführenden ausgewertet wird. Diese Vorzugsweise verlangt vom Prüfdurchführenden eine sachgemäße und qualifizierte Arbeit sowie sehr hohe Zeitaufwendungen für die Prüfdurchführung und-auswertung.It is known that micrometers are tested by completing the final dimensions for compliance with the prescribed tolerances. In this case, the final dimensions are combined in such a way that the display deviation from the nominal value is determined at respectively predetermined points of the measuring range and evaluated by the test person according to a special calculation rule. This preferably requires the test person to perform a proper and qualified work as well as very high time expenditure for the test execution and evaluation.

Weiterhin ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von Meßschrauben, insbesondere zur Bestimmung der Anzeigeabweichung vom Sollwert auf der Basis einer Demontage der Meßspindel aus der Meßschraube, nach DD-WP 82402 bekannt. Dabei wird die demontierte Meßspindel in eine SpezialVorrichtung eingelegt und axial mit ihrer Meßfläche über einen induktiven Geber gegen eine Normalspindel gedrückt. Beide Spindeln sind mit untereinander gekoppelten, gegenläufigen Antrieben, die eine gleiche Drehgeschwindigkeit aufweisen, verbunden. Bei Durchführung des Meßvorganges werden die Steigungsdifferenzen des Meßspindelgewindes gegenüber dem Normalspindelgewinde über einen induktiven Geber von einem Meßschreiber aufgenommen. Anschließend erfolgt entsprechend den Vorschriften eine manuelle Auswertung. Dieses Verfahren besitzt jedoch den entscheidenden Nachteil, daß Drehungleichheiten bzw. -Schwankungen der Antriebselemente zur zusätzlichen Verfälschung der Meßergebnisse führen. Außerdem entstehen zusätzliche Zeitaufwendungen durch die Demontage der Bügelmeßschraube. Nicht demontierbare Meßschrauben sind nach diesem Verfahren nicht prüfbar.Furthermore, a method and an apparatus for testing of micrometers, in particular for determining the display deviation from the target value on the basis of disassembly of the measuring spindle from the micrometer, according to DD-WP 82402 known. The dismounted measuring spindle is inserted into a special device and pressed axially with its measuring surface via an inductive sensor against a standard spindle. Both spindles are connected to each other with coupled, counter-rotating drives, which have an identical rotational speed. When performing the measuring process, the pitch differences of the Meßspindelgewindes compared to the normal spindle thread via an inductive transducer are recorded by a Meßschreiber. Subsequently, according to the regulations, a manual evaluation is carried out. However, this method has the decisive disadvantage that rotational inequalities or fluctuations of the drive elements lead to additional falsification of the measurement results. In addition, additional time incurred by dismantling the micrometer. Non-removable micrometers can not be tested by this method.

Eine weitere Möglichkeit der Meßschraubenprüfung geht aus der Firmenschrift 24-292 a-1 des VEB Carl Zeiss JENA hervor. Unter Verwendung spezieller Zusatzeinrichtungen für die Aufnahme einer Bügelmeßschraube kann eine manuelle Prüfdurchführung mittels Universallängenmessers erfolgen. Nachteilig ist dabei, daß die Prüfdurchführung und -auswertung manuell erfolgt, und daß der Meßbereich auf 600mm begrenzt ist.Another way of Meßschraubenprüfung is clear from the company publication 24-292 a-1 of the VEB Carl Zeiss JENA. Using special ancillary equipment for receiving a micrometer, manual testing can be performed by means of a universal length gauge. The disadvantage here is that the test procedure and evaluation takes place manually, and that the measuring range is limited to 600mm.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den hohen Arbeitszeitaufwand bei der Prüfung von Bügelmeßschrauben und deren qualitativer Bewertung zu senken.The aim of the invention is to reduce the high workload in the examination of Bügelmeßschrauben and their qualitative rating.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatisierten Prüfung der Anzeigeabweichung von Bügelmeßschrauben, insbesondere zur Ermittlung periodischer Sollwertabweichungen innerhalb des gesamten Meßbereiches zu schaffen.The invention has for its object to provide a method and apparatus for automated testing of the display deviation of Bügelmeßschrauben, in particular for determining periodic setpoint deviations within the entire measuring range.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anzeigeabweichung vom Sollwert nach entsprechender Lagefixierung, Arretierung und Ankopplung der zu prüfenden Meßschraube an eine Sollwerteinstelleinrichtung, unter Verwendung an sich bekannter hochauflösender Weg-und/oderWinkelmeßsysteme, vorzugsweise Vom Meßbereichsanfangsoder -endwert beginnend, aufeinanderfolgend, in einem geschlossenen, sich wiederholenden Verfahrenszyklus, bestehend aus den Teilschritten: — Sollwerteinstellung — Istwerterfassung und -verarbeitung — vorzugsweise für 11 vorbestimmte Sollwertpositionen, die nach der Reihenentwicklung i = i + 2,5 mm ermittelt werden, bestimmt wird. Ein weiteres erfinderisches Merkmal ist es, daß an den Stellen der höchsten und der tiefsten Punkte der Kurve der Anzeigeabweichungen in Stufen von vorzugsweise 13,1 mm innerhalb eines Teilmeßbereiches von vorzugsweise 0,5 mm vor und nach dem höchsten bzw. tiefsten Punkt, die Anzeigeabweichung zur Beurteilung des Bereiches vor und nach diesen Extremwerten erneut ermittelt wird.According to the invention, this object is achieved in that the display deviation of the desired value after appropriate positional fixing, locking and coupling of the test to a setpoint, using known per se high-resolution displacement and / or Winkelmeßsysteme, preferably from the Meßbereichsanfangsoder -endwert, successively, in a closed, repetitive process cycle, consisting of the sub-steps: - Setpoint adjustment - actual value detection and processing - preferably for 11 predetermined setpoint positions, which are determined after the series development i = i + 2.5 mm is determined. A further inventive feature is that at the points of highest and lowest points of the curve of the display deviations in steps of preferably 13.1 mm within a Teilmeßbereiches of preferably 0.5 mm before and after the highest and lowest point, the display deviation to reassess the range before and after these extremes.

Zur Erfindung gehört auch, daß ein Wegmeßsystem fluchtend oder parallel zur durch Amboß und Spindel der Bügelmeßschraube gebildeten Achse mit zwei festen, schaltenden oder messenden Tastern, die sich auf in der Meßebene von Führungselementen geführten Meßwagen befinden, von denen der für den Amboß während des Meßvorganges arretiert und derfürdie Meßspindel horizontal in der Meßebene verschiebbar ist, auf einer Grundplatte angeordnet ist. Weiterhin ist ein wesentliches erfinderisches Merkmal darin gegeben, daß, ebenfalls auf einer Grundplatte, eine Positioniereinrichtung, bestehend aus einem verstellbaren Abstützelement zur Lagefixierung des Meßbügels und schneidenförmigen Prismen, die sich in unmittelbarer Nähe der Taster zur Aufnahme von Amboß und Spindel befinden sowie eine Sollwerteinstelleinrichtung, die mittels bekannter Spannvorrichtungen mit der Meßtrommel der Bügelmeßschraube verbunden ist und aus einem Gleichstrommotor, der mit einem rotatorischen Geber gekoppelt ist, besteht, angeordnet sind. Letztlich gehört zur Erfindung, daß alle Einrichtungen zum Positionieren, Arretieren, Einstellen und Messen mit einer an sich bekannten Steuer-und Recheneinheit gekoppelt sind.The invention also includes that a position measuring system aligned or parallel to the axis formed by anvil and spindle of the micrometer with two fixed, switching or measuring probes located on guided in the measurement plane of guide elements measuring carriage, of which for the anvil during the measuring process locked and which is horizontally displaceable in the measuring plane for the measuring spindle, is arranged on a base plate. Furthermore, an essential inventive feature is given in that, also on a base plate, a positioning device consisting of an adjustable support member for fixing the Meßbügels and blade-shaped prisms, which are located in the immediate vicinity of the probe for receiving anvil and spindle and a setpoint adjustment, which is connected by means of known clamping devices with the measuring drum of the micrometer and consists of a DC motor, which is coupled to a rotary encoder consists, are arranged. Ultimately, part of the invention that all means for positioning, locking, adjusting and measuring are coupled to a known control and processing unit.

embodiment

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und soll im nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt inThe invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following embodiment. The drawing shows in

Fig. 1: die Prüfeinrichtung mit arretierter BügelmeßschraubeFig. 1: the test device with locked Bügelmeßschraube

Fig. 2: eine Schnittdarstellung entlang der Meße'bene der Prüfeinrichtung2 shows a sectional view along the measuring plane of the testing device

Fig. 3: Meßtrommel und -spindel der Bügelmeßschraube mit angekoppelter Sollwerteinstelleinrichtung.Fig. 3: Measuring drum and spindle of the micrometer with coupled setpoint adjustment.

Eine nach TGL 15046 vorbereitete Bügelmeßschraube des Nennmaßbereiches 100— 125 mm wird auf den Meßbereichsendwert 125mm eingestellt und die Spindel 1 geklemmt. Als Primärinformationen werden dem Rechner eingegeben:A micrometer gauge prepared to TGL 15046 of the nominal size range 100-125 mm is set to the 125mm full scale value and the spindle 1 clamped. As primary information you enter the calculator:

• Meßbereichsendwert: 125mm• Measuring range end value: 125mm

• Zustellbereich pro Meßtrommelumdrehung: 1 mm• Feed range per measuring drum revolution: 1 mm

• Progrämmwahl für die Sollwertreihe: nach TGL 15046/04—Prüfung der Anzeige D—.• Programmer selection for the setpoint series: according to TGL 15046/04 test of display D-.

Nachdem die Rechnersteuerung, die notwendigen Primärinformationen verarbeitet und die Positionierung des der Lagefixierung des Bügels 4 dienenden Abstützelementes 7, welches unterschiedliche Nennmaßbereiche und Ausführungsformen der Bügelmeßschrauben berücksichtigt sowie der beiden in der Meßebene beweglich angeordneten Meßwagen 10,11 vorgenommen hat, wird die auf den Meßbereichsendwert 125 mm eingestellte Bügelmeßschraube in die Prüfeinrichtung eingelegt. Dabei werden die zylindrischen Mantelflächen von Meßspindel 1 und Amboß 2 von schneidenförmigen Prismen 5,6 aufgenommen. Diese befinden sich in unmittelbarer Nähe der Meßwertaufnehmer 8,9 auf den beweglichen Meßwagen 10,11, die als Aktivelemente eines inkrementalen Auflichtlängenmeßsystems fungieren. Das Prisma 5 dient lediglich zur Vorfixierung der Meßspindel 1. Nach der mechanischen Ankopplung der Sollwerteinstelleinrichtung 12 an die Meßtrommel 3 wird die Meßschraube kraftschlüssig in der Prüfposition arretiert. Der bewegliche Meßwagen 11 mit dem darauf befindlichen Taster wird mit einer definierten Andrückkraft gegen die Amboßmeßfläche gedruckt und arretiert. Entsprechend der Programmauswahl werden, vom Meßbereichsendwert beginnend, die einzelnen Sollwerte der Meßreihe durch die Sollwerteinstelleinrichtung 12 eingestellt. Da der Meßbereichsendwert von 125mm zuvor eingestellt wurde, tastet der Meßwertaufnehmer 8 die Spindelmeßfläche an und gibt den ermittelten Istwert an die Recheneinheit, wo dieser zunächst gespeichert und dann weiterverarbeitet wird. Nach der Istwertermittlung des ersten eingestellten Sollwertes wird die Klemmung der Meßspindel 1 gelöst und die automatische Sollwerteinstellung 12, die aus einem Gleichstrommotor 13, der mit einem hochauflösenden inkrementalen rotatorischen Geber 14 gekoppelt ist, verstellt die Meßspindel 1 auf den nächstfolgenden Sollwert 122,80 mm, wobei der Meßwagen 10 mitbewegt wird, und der Meßvorgang wiederholt sich. Die Koordinierung aller für die Prüfung der Bügelmeßschraube notwendigen Bewegungs-und Meßvorgänge wird durch die Steuer-und Recheneinheit realisiert. Nachdem alle Sollwerte eingestellt und die Istwerte aufgenommen worden sind, erfolgt eine rechentechnische Auswertung und Ausgabe der Ergebnisse in numerischer und graphischer Form. Zusätzlich wird an den Stellen der höchsten und der tiefsten Punkte die Kurve der Anzeigeabweichung in Stufen von 0,1 mm innerhalb einer Meßspanne von je 0,5 mm vorAfter the computer control has processed the necessary primary information and the positioning of the fixing position of the bracket 4 serving support element 7, which takes into account different Nennmaßbereiche and embodiments of Bügelmeßschrauben and the two in the measurement plane movably arranged Meßwagen 10,11 has made, the on the Meßbereichsendwert 125th mm set in the test device. The cylindrical lateral surfaces of measuring spindle 1 and anvil 2 are received by cutting prisms 5,6. These are located in the immediate vicinity of the transducer 8.9 on the movable measuring carriage 10,11, which act as active elements of an incremental Auflichtlängenmeßsystems. The prism 5 is used only for prefixing the measuring spindle 1. After the mechanical coupling of the setpoint adjustment 12 to the measuring drum 3, the micrometer is locked non-positively in the test position. The movable measuring carriage 11 with the button located thereon is printed and locked with a defined pressing force against the Anboßmeßfläche. According to the program selection, starting from the end of the measuring range, the individual desired values of the series of measurements are set by the desired value setting device 12. Since the Meßbereichsendwert of 125mm has been previously set, the transducer 8 samples the Spindelmeßfläche and gives the determined actual value to the arithmetic unit, where this is first stored and then further processed. After the actual value determination of the first set target value, the clamping of the measuring spindle 1 is released and the automatic setpoint adjustment 12, which consists of a DC motor 13 which is coupled to a high-resolution incremental rotary encoder 14, adjusts the measuring spindle 1 to the next nominal value 122.80 mm, wherein the measuring carriage 10 is moved, and the measuring process is repeated. The coordination of all necessary for the examination of the micrometer measuring movement and measuring operations is realized by the control and processing unit. After all setpoints have been set and the actual values recorded, a computational evaluation and output of the results is performed in numerical and graphical form. In addition, at the points of the highest and the lowest points, the curve of the indication deviation in increments of 0.1 mm within a span of 0.5 mm each

und nach dem höchsten bzw. tiefsten Punkt die Anzeigeabweichung automatisch ermittelt. Nach Beendigung des Meßzyklus wird die Sollwerteinstelleinrichtung 12 von der Meßtrommel 3 abgekoppelt und in ihre Ausgangslage verschoben. Die Bügelmeßschraube wird aus der Arretierung gelöst und aus der Prüfeinrichtung entnommen, und die im Rechner gespeicherten Istwerte werden an die externe Meßmittelkartei weitergegeben.and automatically determines the display deviation after the highest or lowest point. After completion of the measurement cycle, the setpoint adjustment device 12 is disconnected from the measuring drum 3 and moved to its original position. The micrometer is released from the lock and removed from the tester, and the actual values stored in the computer are passed to the external Meßmittelkartei.

Claims

1. A method for automated testing of the display deviation of Bügelmeßschrauben whose Nennmaßbereich is greater than 25mm, in particular for determining periodic deviations from the target value within the entire measuring range, characterized in that the display deviation from the target value for the corresponding positional fixation, locking and coupling of the micrometer to be tested on a Söllwerteinstelleinrichtung using per se known high-resolution displacement and / or angle measuring, preferably from the beginning or end of measuring range starting, successively, in a closed, repetitive process cycle, consisting of the sub-steps: - Setpoint - actual value detection and processing - preferably for 11 predetermined Setpoint positions, which are determined after the series development i = i + 2.5 mm or i = i - 2.5 mm, is determined.

2. The method according to claim!, Characterized in that at the points of the highest and the lowest points of the curve of the display deviation in steps of preferably 0.1 mm within a Teilmeßbereiches preferably 0.5 mm before and after the highest and lowest point, the Display deviation is determined.

3. A device for automated testing of the display deviation of Bügelmeßschrauben, characterized in that a position measuring system, aligned or parallel to the axis formed by anvil and Spindeis the Bügelmeßschraube with two fixed, switching or measuring probes, based on guided in the measurement plane of guide elements measuring carriage (10; 11), of which the one for the anvil (2) is locked during the measuring process and which is displaceable horizontally for the measuring spindle (1) in the measuring plane, a positioning device consisting

from an adjustable support element (7) for fixing the position of the Meßbügels (4) and cutting prisms (5; 6), which are in the immediate vicinity of the probe (8; 9) for receiving anvil (2) and spindle (1) and a Setpoint setting device (12), which is connected by means of known clamping devices with the measuring drum (3) of the micrometer and a stepper motor or a DC motor (13) which is coupled to a rotary encoder (14), are arranged on a base plate.

4. Device according to claim 3, characterized in that all means for positioning, locking, adjusting and measuring are coupled to a known control and processing unit.