DD259027A1 - Messkopf fuer eine automatische messuhrpruefmaschine - Google Patents

Abstract

Geschaffen wird ein Messkopf fuer eine automatische Messuhrpruefmaschine zur Ermittlung der Fehlerkurve von Messuhren nach TGL 7682/02 und DIN 878/879, sowie zur Ueberpruefung von Messuhren beim Anwender. Ziel ist es, neben konstanten Messkopfparametern, eine automatische Messuhrzufuehrung zu ermoeglichen. Geloest wird die Aufgabe, eine so hohe Anspruchempfindlichkeit zu erreichen, dass die Ausloesung eines Impulses durch den Messuhrzeiger auch in einem groesseren Abstand von den Sensoren gesichert ist. Als Sensoren werden Reflexoptokoppler MB 125 angewendet die auf einen Durchmesser angeordnet sind, der annaehernd mit dem Durchmesser der Skala der Messuhr (1) uebereinstimmt. Jeder Sensor (4) ist ueber ein Differenzierglied (6), einen Verstaerker (7) an einem Schwellwertschalter (8) angeschlossen, dessen Ausgaenge verknuepft ueber ein Monoflop (9) an einen Rechner (10) angeschlossen sind. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Der Meßkopf eignet sich besonders für automatische Meßuhrprüfmaschinen zur Ermittlung der Fehlerkurve von Meßuhrennach TGL 7682/02 beim Hersteller von Meßuhren und Fühlhebelmeßgeräten sowie zur Überprüfung von Meßuhren beim Anwender.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der DE-OS 3242984 ist ein Prüfgerät für Meßuhren bekannt geworden. Es ermöglicht die Überprüfung von Meßuhren in völlig zusammengebautem Zustand, insbesondere beim Anwender von Meßuhren. Dieses Gerät arbeitet mit einem komplizierten Meßkopf, der aus einer spielfrei gelagerten Trommel besteht, mit der das Ende eines zweiadrigen Lichtleitkabels mit konstanten Geschwindigkeit über dem Zifferblatt der Meßuhr gedreht wird. Die Trommel ist mit einem rotatorischen inkrementalen Geber gekoppelt.

Mit der außenlliegenden Ader des Lichtleitkabels ist eine Laserlichtquelle verbunden und die innenliegende Ader empfängt das vom Zifferblatt reflektierte Licht und leitet es zu einem Rechner.

Ausgehend von einer beliebigen Zeigerstellung als Nullpunkt wird der Meßuhr mit einem Schrittmotor ein definierter Weg eingegeben, der auch im Rechner gespeichert wird.

Beide Zeigerstellungen werden vom Lichtleitkabel des Meßkopfes erfaßt und indem Moment, indem der Zeiger den Lichtstrahl unterbricht, wird der Meßwert des rotatorischen inkrementalen Gebersam Meßkopf auf den Rechner gegeben und mit dem dort gespeicherten Sollwert vom Schrittmotor verglichen. Um hohe Genauigkeiten einzuhalten, müssen in diesem Prüfgerät die Achse des Meßkopfes Und die Zeigerachse genau fluchten und das Zifferblatt muß hinreichend genau senkrecht zur Zeigerachse angeordnet sein.

Die Beschreibung dieses Gerätes enthält als Vorteile die Erhöhung der Meßgeschwindigkeit und die Vergrößerung der Auflösung durch eine größere Zahl von Meßpunkten.

Beides ist aber aus der Sicht der eigentlichen Anwendung — Prüfung von mechanischen Meßuhren — nicht anzustreben bzw. nicht notwendig.

Eine Erhöhung der Meßgeschwindigkeit führt, bedingt durchdie damit verbundene hohe Dynamik, zu einer Verfälschung der Fehlerfunktion der Meßuhr.

Praktische Untersuchungen bei Meßuhrenherstellern belegen diese Feststellung.

Theoretische Untersuchungen haben außerdem gezeigt, daß eine Erhöhung der Auflösung im Vergleich zu bisher üblichen Verfahren (TGL, DIN) nur einen unwesentlichen Informationsgewinn bringt.

Weiterhin ist aus der DD PS 233172 ein Meßkopf, insbesondere für eine Prüfmaschine für Meßuhren und Fühlhebelmeßgeräte und Verfahren zu seiner Justierung, bekannt.

Dieser Meßkopf kann achsversatzfrei am Meßwerk einer Meßuhr angebracht werden. Er enthält 10 Sensoren, die über ein Winkelnormal auf äquidistante Abstände eingestellt werden. Die Sensoren arbeiten nach dem Durchlichtverfahren und sind deshalb auf einem Durchmesser angebracht, der größer ist als der Durchmesser der Meßuhr.

Aus diesem Grund muß ein spezieller Meßzeiger aufgesetzt werden. Nachteile dieser Lösung sind, daß das Aufsetzen und Abnehmen des Meßzeigers ein zusätzlicher Arbeitsgang ist, der Meßzeiger eine größere Masse hat als die eingesetzten Meßuhrzeiger, wodurch die Fehlerkurve der Meßuhr verändert wird, die Meßuhr nicht im zusammengebauten Zustand geprüft werden kann und nicht automatisch zuführbar ist.

Aus der DD PS 212147 ist eine „Fotoempfängerschaltung hoher Aussteuerbarkeit und Linearität" bekannt.

Ein fotoelektrisches Bauelement ist mit einem invertierenden Verstärker verbunden, von dessen Ausgang eine erste Rückführung sowie ein Integrator Und eine sich anschließende zweite Rückführung jeweils an den invertierenden Eingang des Verstärkers geführt sind.

Nachteil dieser Schaltung ist, daß sie bei Gleichlichtanteilen die in der Größenordnung der Nutzsignale liegen keine ausreichende Ansprechempfindlichkeit mehr hat.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Meßkopfes zur Überprüfung montierter Meßuhren", dessen Parameter konstant bleibt, einen geringen Materialaufwand erfordert und eine automatische Zuführung der Meßuhren ermöglicht.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Meßkopfes, dessen Ansprechempfindlichkeit so hoch ist, daß die Auslösung eines Impulses durch den Meßuhrenzeiger auch in größerem Abstand von den Sensoren gesichert ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Sensoren Reflexoptokoppler MB 125 angewendet werden, die auf einem Durchmesser angeordnet sind, der annähernd mit dem Durchmesser der Skala der Meßuhr übereinstimmt, jeder Sensor über ein Differenzierglied an einen Verstärker mit hohem Verstärkungsfaktor angeschlossen ist; der Ausgang jedes Verstärkers mit einem Schwellwertschalter verknüpft ist, deren Ausgänge zusammengeschaltet sind und über ein an sich bekanntes Monoflop mit einem Rechner in Verbindung stehen. '

Ausführungsbeispiel

Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Eine zu prüfende Meßuhr 1 wird in einem Gestell 2 einer Meßuhrprüfmaschine, entsprechend TGL 7682/02 und DIN 878/879 in senkrechter Lage, eingespannt.

Der Meßkopf wird mit seinem Grundkörper 3 achsversatzfrei am äußerem Umfang der montierten Meßuhr 1 angebracht.

Auf einem Durchmesser, der dem Durchmesser der Skala der Meßuhr 1 entspricht, sind im Grundkörper 3 vorzugsweise zehn Sensoren 4 in gleichen Abständen eingebaut. Als Sensoren 4 werden Reflexoptokoppler MB 125 angewendet. Diese Reflexopokoppler bestehen aus einer Lichtquelle und einem Empfänger, die beide direkt übereinander angeordnet sind.

In ihrem Durchmesser entsprechen Lichtquellen und Empfänger der Breite des Zeigers 5 an dem Ende, welches die Skala der Meßuhr 1 überstreicht.

Jeder Sensor 4 ist an ein Differenzierglied 6 angeschlossen, dessen Ausgang jeweils an einen Verstärker 7 mit einen hohen Verstärkungsfaktor, von vorzugsweise 1 000, gekoppelt ist.

Jedem der zehn Verstärker 7 ist ein Schwellwertschalter 8 nachgeordnet. Die Ausgänge der Schwellwertschalter 8 werden verknüpft und einem Monoflop 9 zugeführt.

Am Ausgang des Monoflops 9 ist ein Rechner 10 angeschlossen.

Der Meßkopf muß als Winkelnormal dienen. Das kann man auf zwei verschiedenen Wegen erreichen.

Zunächst kann man den Rechner dazu benutzen, indem man die tatsächlichen gegenseitigen Abständen der fest eingesetzten Sensoren mit einem herkömmlichen Winkelnormal an Stelle der Meßuhr ermittelt, diese im Rechner abspeichert und dann beim Messen entsprechend berücksichtigt.

Will man ohne Korrekturrechnung beim Messen arbeiten, müssen die Sensoren 4 justierbar im Grundkörper 3 eingebaut werden und mit einem herkömmlichen Winkelnormal an Stelle einer Meßuhr auf äquidistante Abstände einjustiert werden, d.h. jeder Sensor muß immer nach einer bestimmten Anzahl von Signalen des Winkelnormals einen Impuls liefern.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende:

Nach dem Anbringen des Meßkopfes an der Meßuhr 1 stellt sich an jedem Sensor 4, entsprechend dem Reflexionsgrad des Untergrundes, Glas und Zifferblatt, eine bestimmte Spannung ein. Diese Spannungen liegen auch an den Differenziergliedern an. In ihrer einfachsten Form können sie aus einem Kondensator bestehen. Durch die Differenzierglieder 6 gelangen nur Wechselgrößen, so daß in diesem Zustand an den Verstärkern 7 keine Signalspannungen anliegen.

Erst wenn durch eine Bewegung des Zeigers 5 der Meßuhr 1 eine Änderung der reflektierten Lichtmenge erfolgt, kann diese Signaländerung von den Sensoren 4 über die Differenzierglieder 6 an die Verstärker 7 gelangen. Eine Verstärkung von etwa 1 000 sichert, daß auch bei kleinsten Veränderungen der reflektierten Lichtmenge die Verstärker 7 ausreichend große Signale an die Schwellwertschalter 8 liefern.

Jeder Schwellwertschalter 8 erzeugt aus dem ihm zugeführten Verstärkersignal ein binäres Signal, dessen Impulslänge durch den Monoflop 9 bestimmbar ist. Die vom Monoflop 9 geformten Signale werden einem Rechner 10 zur Auswertung zugeleitet.

Im Rechner 10 wird in bekannter Weise ein Vergleich der ermittelten Ist-Werte und der vorhandenen Soll-Werte durchgeführt und eine Fehlerberechnung und Meßwertausgabe vorgenommen.

Die speziellen Vorteile dieser Lösung sind:

Mit dem Meßkopf lassen sich zusammengebaute Meßuhren prüfen und eine automatische Zuführung ist möglich.

Der Meßkopf sichert eine sehr hohe Ansprechempfindlichkeit, weil selbst an jeden Sensor unterschiedliche Gleichlichtanteile keinen Einfluß auf die Meßergebnisse haben.

Es ist kein Meßzeiger erforderlich, wodurch zwei Arbeitsgänge entfallen und keine Veränderung der Meßdynamik erfolgt.

Der Meßkopf eignet sich sowohl für quasistatische Messungen nach TGL 7682/02 und DIN 878/879 als auch für schnelle Überprüfungen der Meßuhren beim Anwender.

Claims (1)

1. Meßkopf für eine automatische Meßuhrprüfmaschine, bestehend aus einem Grundkörper, der nahezu achsversatzfrei mit einer Meßuhr verbunden ist und zehn Sensoren enthält, die mit einer Schaltungsanordnung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren (4) Reflexoptokoppler MB 125 angewendet werden, die auf einem Durchmesser angeordnet sind, der annähernd mit dem Durchmesser der Skala derMeßuhr(1) übereinstimmt, jeder Sensor (4) über ein Differenzierglied (6) an einen Verstärker (7) mit hohem Verstärkungsfaktor angeschlossen ist, der Ausgang jedes Verstärkers (7) mit einem Schwellwertschalter (8) verknüpft ist, deren Ausgänge zusammengeschaltet sind und über ein an sich bekanntes Monoflop (9) mit einem Rechner (10) in Verbindung stehen.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung