DD278641A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING MEASUREMENTS IN A LENGTH MEASUREMENT DEVICE - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING MEASUREMENTS IN A LENGTH MEASUREMENT DEVICE Download PDF

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DD278641A1
DD278641A1 DD32381288A DD32381288A DD278641A1 DD 278641 A1 DD278641 A1 DD 278641A1 DD 32381288 A DD32381288 A DD 32381288A DD 32381288 A DD32381288 A DD 32381288A DD 278641 A1 DD278641 A1 DD 278641A1
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Christian Holzbrecher
Diethard Sachs
Eckhard Hornschuch
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Suhl Feinmesszeugfab Veb
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G01B3/002Details
    • G01B3/008Arrangements for controlling the measuring force

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Geschaffen wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Messkraeften an Laengenmessgeraeten mit einem Messsystem und einem Motormesssystem. An einem Laengenmessgeraet soll die Reproduzierbarkeit der Messkrafterzeugung verbessert werden. Dabei steht die Aufgabe der Einstellung kleiner Messkraefte mit hoher Genauigkeit trotz Spiel im Getriebe und Reibung am Messschlitten. Das wird dadurch erreicht, dass bei jeder Bewegungseinleitung durch den Motor (6) eine Messkrafterzeugungsvorrichtung (4) betaetigt wird und jeder Impuls der ersten Impulsgruppe des Messsystems (3) zum Nullsetzen der Differenz der Zaehlerstaende beider Messsysteme (3, 8) eingesetzt ist, wobei das Nullsetzen von einer Messobjekterkennungseinrichtung (22) gesteuert ist.What is provided is a method and a device for generating measuring forces on length measuring devices with a measuring system and a motor measuring system. On a length measuring device, the reproducibility of measuring force generation is to be improved. The task is to set small measuring forces with high accuracy despite play in the gearbox and friction on the measuring slide. This is achieved in that at each movement initiation by the motor (6) a measuring force generating device (4) is actuated and each pulse of the first pulse group of the measuring system (3) is used to zero the difference of Zaehlerstaende both measuring systems (3, 8) the zeroing is controlled by a measurement object recognition device (22).

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist geeignet für Längenmeßgeräte mit einem Meßsystem, welches von einem Motor mit einem Motormeßsystem zur Meßkrafterzeugung angetrieben wird.The invention is suitable for length measuring devices with a measuring system, which is driven by a motor with a motor measuring system for Meßkrafterzeugung.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist eine „Vorrichtung zur Erzeugung einer Meßkraft für ein Längonmeßgerät" aus der DD PS 262068 bekannt. Ein Meßkopf mit Meßsystem trägt zwei Anschläge durch die ein geschlossenes umlaufendes Zugmittel mit einem Anschlag hindurchgeführt ist.There is known a "device for generating a measuring force for a Längonmeßgerät" from DD PS 262068. A measuring head with measuring system carries two stops through which a closed circulating traction means is guided with a stop.

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.To this attack are two energy storage systems, which are biased against the stops on the measuring head and against the stop on the traction means arranged. The traction means is driven by a motor with gear.

Nachteil dieser Lösung ist, daß durch Spiel im Getriebe die Meßgenauigkeit, insbesondere bei sich ändernder Meßrichtung, beeinträchtigt wird.Disadvantage of this solution is that by playing in the transmission, the accuracy of measurement, especially in changing measuring direction is impaired.

Weiterhin ist ein „System für rien Spielausgleich im Meßsystem" aus der EP PS 226559 bekannt. Ein Schlitten ist mit einer Mutter gekoppelt, welche von einer Gewindespindel angetrieben ist. Die Gewindespindel ist mit einem rotatorischen inkrementalen 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.Furthermore, a "System for Role Play Compensation in the Measuring System" is known from EP PS 226559. A slide is coupled to a nut which is driven by a threaded spindle, the threaded spindle is connected to a rotary incremental measuring system a rod which carries at its ends contacts which are actuated when the play between the spindle and the nut has been overcome, that is when the nut actually moves and moves the rod from one contact to another.

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.As long as the contacts do not switch, the pulses are blocked by the rotary encoder. The switching distance between the contacts is smaller than the smallest pitch on the rotary encoder.

Nachteil dieser Lösung ist ihr komplizierter Aufbau, um den kleinen Schaltabstand mit angemessener Genauigkeit herzustellen.Disadvantage of this solution is its complicated structure to produce the small switching distance with reasonable accuracy.

Die Reproduzierbarkeit hängt stark von den Reibungsverhältnissen und dem Zustand der Schaltkontakte ab.The reproducibility depends strongly on the friction conditions and the state of the switching contacts.

Außerdem ist noch ein „Verfahren und ein·} Anordnung zur Kompensation belastungsabhängiger Längenmeßfehler" aus der DD PS 257488 bekannt. Der Wälzschraubtrieb einer Werkzeugmaschine ist duich einen Motor angetrieben. An beiden Enden der Spindel des Wälzschraubtriebes ist ein inkremantaler 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 auftrete: den Winkeldifferenzen, Korrekturwerte für die Steuereinrichtung des Antriebsmotors berechnet.In addition, a "method and an arrangement for compensating load-dependent length measuring errors" is known from DD PS 257488. The rolling screw drive of a machine tool is driven by a motor, and an incremental rotary encoder is arranged at both ends of the spindle of the rolling screw drive The spindle gives in to this force, which leads to an angular difference between the two rotatory encoders.According to this comparison angle difference, the angle differences, correction values for the control device of the drive motor are calculated from those occurring at different loads ,

Als Nachteil dieser Lösung ist zu nennen, daß sie nur für so große Kräfte geeignet ist, die zu meßbaren Verformungen führen.A disadvantage of this solution is to mention that it is only suitable for such large forces that lead to measurable deformations.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel ist es, die Nachteile der bekannten Lösungen zu vermeiden und die Reproduzierbarkeit der Meßkrafterzeugung zu verbessern.The aim is to avoid the disadvantages of the known solutions and to improve the reproducibility of Meßkrafterzeugung.

Weson der ErfindungWeson of the invention

Die Erfindung löst die Aufgabe der Einstellung kleiner Meßkräfte mit hoher Genauigkeit trotz Spiel im Getriebe und Reibung am Meßschlitten.The invention solves the problem of setting small measuring forces with high accuracy despite play in the transmission and friction on Meßschlitten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bsi jeder Bewegungseinleitung durch den Motor einer der ersten Impulse de'j Meßsystems zum Nullsetzen der Differenz der Zählerstände beider Maßsysteme eingesetzt ist, wobei das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände in einen bestimmten voi wählbaren Bereich lisgt und unter Verwendung zweier Scheiben von denen die erste mit der Getriebswelle ist und die zweite Scheibe mit zwei Anschlägen und zwei Hebeln auf der Getriebewelle drehbar gelagert ist, wobei die beiden Hebel mittels einer Zugfeder gegen die beiden Anschläge auf der zweiten Scheibe und einen Mitnehmer auf der ersten Scheibe gedruckt ν irden und die zweite Scheibe über zwei aufwickelbare Zugmittel mit den Enden des Meßschlittens verbunden ist.This object is achieved in that bsi each movement initiated by the motor of one of the first pulses de'j measuring system for zeroing the difference of the meter readings of both systems of measurement is used, the zero setting of the difference of the meter readings in a certain voi selectable area lisgt and using two Discs of which is the first with the transmission shaft and the second disc with two stops and two levers on the transmission shaft is rotatably mounted, wherein the two levers by means of a tension spring against the two stops on the second disc and a driver on the first disc printed ν Erden and the second disc is connected via two windable traction means with the ends of the measuring slide.

Ausführungsbeispielembodiment

Anhand einer Ze."hnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die folgenden Erläuterungen stützen sich auf die Anwendung der Erfindung an einer kleinen Längenmeßmaschine in deren Grundkörper 1 ein Meßschlitten 2 präzise geradegeführt ist.The following explanations are based on the application of the invention to a small length measuring machine in the base body 1 of which a measuring slide 2 is precisely guided.

Vorzugsweise ist de; Meßschlitten 2 in einer Präzisionswälzführung gelagert. Der Meßschlitten 2 trägt den beweglichen Teil des Meßeystems 3, beispielsweise ein inkrementaler Maßstab.Preferably, de; Measuring slide 2 stored in a Präzisionswälzführung. The measuring slide 2 carries the movable part of the measuring system 3, for example an incremental scale.

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.At the two ends of the measuring slide 2 is ever a traction means 5,5 'coupled. The traction means 5 are moved by a motor 6 with gear 7.

Zwischen den Zugmitteln 5,5' und dem Getriebe 7 ist eine Meßkrafterzeugungsvorrichtung 4 angeordnet.Between the traction means 5,5 'and the gear 7 a Meßkrafterzeugungsvorrichtung 4 is arranged.

Diese Meßkrafterzeugungsvorrirhtung 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.This Meßkrafterzeugungsvorrirhtung 4 includes a first disc 15 which is connected to the shaft 14 of the transmission 7. The disk 15 carries a driver 16. The Meßkrafterzeugungsvorrichtung 4 also includes a second disc 18 which is rotatably mounted on the shaft 14 of the transmission 7.

Auf die Scheibe 18 sind die beiden Zugmittel 5,5' wechselseitig aufwickelbar. Zwischen dem Zugmittel 5' und dem einem 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 gedruckt.On the disc 18, the two traction means 5,5 'are mutually aufwickelbar. Between the traction means 5 'and the one end of the measuring carriage 2, a tension spring 17 is inserted, which biases the two traction means 5,5'. On the second disc 18 also two adjustable stops 19,19'angeordnet and two levers 20,20'um center of the disc 18 rotatably mounted. The two levers 20,20 'are printed by a tension spring 21 against the driver 16 on the disc 15 and against the two stops 19,19' on the disc 18.

Die Bewegung des Motors 6 wird von einem Motormeßsystem 8 erfaßt, dessen Signale an einen ersten Zähler 9 einer Verarbeitungseinheit 11 gelangen.The movement of the motor 6 is detected by a motor measuring system 8 whose signals reach a first counter 9 of a processing unit 11.

Am Grundkörper 1 sitzt der zweite Teil des Meßsystems 3 fest, dessen Signale sowohl einer Anzeigeeinheit 12 als auch einem zweiten Zähler 10 der Verarbeitungseinheit 11 zugeführt lvorden.On the base body 1, the second part of the measuring system 3 is stuck, the signals of both a display unit 12 and a second counter 10 of the processing unit 11 is supplied vorden l.

In der Verarbeitungseinheit 11 werden die Zählerstände und deren Differenz erfaßt.In the processing unit 11, the counter readings and their difference are detected.

Außerdem enthält die Verarbeitungseinheit 11 eine Meßobjekterkennungseinrichtung 22. Diese registriert die Anzahl der Impulse beider Meßsysteme 3,8 in bestimmten Zeitintervallen.In addition, the processing unit 11 includes a Messobjekterkennungseinrichtung 22. This registers the number of pulses of both measuring systems 3.8 at certain time intervals.

Es sind aber auch anders wirkende Meßobjekterkennungseinrichtungen, wie beispielsweise elektrische, magnetische oder optische, einsetzbar.But there are also other acting Meßobjekterkennungseinrichtungen, such as electrical, magnetic or optical, can be used.

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.The zero setting of each pulse of the first pulse group of the measuring system 3 is triggered. Zeroing of the difference of the counter readings is not executed if the number of pulses per time interval of both measuring systems is greater than zero and the number of pulses per time interval on the measuring system 3 changes to zero ,

Der Motor 6 wird in Bewegung versetzt.The motor 6 is set in motion.

Über den ersten Zähler 9 baut sich in der Verarbeitungseinheit 11 durch die vom Motormeßsystem 8 kommenden Signale ein Zählerstandsdifferenz auf.Via the first counter 9, a counter reading difference builds up in the processing unit 11 through the signals coming from the motor measuring system 8.

Nachdem das Spiel im Getriebe 7 überwunden ist, bewegt sich der Meßschlitten 2 undd die Impulse der ersten Impulsgruppe vom Meßsystem 3 setzt die Zählerstandsdifferenz in der Verarbeitungseinheit 11 gleich Null.After the clearance in the transmission 7 has been overcome, the measuring carriage 2 moves and the pulses of the first pulse group from the measuring system 3 sets the counter reading difference in the processing unit 11 equal to zero.

Tastet der Meßschlitten 2 mit seinem Tastbolzen einen Prüfling 13 an, bleibt der Meßschlitten 2 stehen.If the measuring slide 2 touches a test object 13 with its feeler pin, the measuring slide 2 stops.

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 100 ρ entspricht einer bestimmten Zählerstandsdifferenz, beispielsweise von 1000 Impulsen.The measuring system 3 no longer supplies signals to the second counter 10, so that the meter reading difference continues to build up because the number of pulses per unit time on the measuring system has changed to zero, whereby the Messobjekterkennungseinrichtung blocks zeroing the difference of the meter readings in the processing unit 11 , A desired measuring force, for example of 100 ρ, corresponds to a specific meter reading difference, for example of 1000 pulses.

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' gadrückt, wodurch die Scheibe 18 und und das Zugmittel 5 mit der Meßkraft beaufschlagt werden. Die Zugfeder 17 hält dabei die Zugmittel 5,5' straff.The engine 6 continues to run until this counter reading difference is reached. As a result, the desired measuring force builds up on the test object 13 via the measuring-force generating device 4, in that the driver 16 entrains the lever 20, for example. It is gadrückt on the tension spring 21 ', the lever 20' against the stop 19 ', whereby the disc 18 and the traction means 5 are acted upon by the measuring force. The tension spring 17 keeps the traction means 5,5 'taut.

Bewegt man danach den Motor 6 in die umgekehrte Richtun Jt nimmt die vorhandene Zählerstandsdifferenz wieder ab.If you then move the motor 6 in the reverse Richtt Jt takes the existing meter reading difference again.

Der Mitnehmer 16 bewegt sich zurück, bis beide Hebel 20,20'wieder am Mitnehmer 16 und an den Anschlägen 19,19'anliegen.The driver 16 moves back until both levers 20,20'an back on the driver 16 and the attacks 19,19'anliegen.

Nachdem das Spiel im Getriebe 7 überwunden ist, bewegt sich auch der Me!?schlitten 2 und jeder Impuls der ersten Impulsgruppe vom Meßsystem 3 setzt die Zählorstai idsdifferenz 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.After the game has been overcome in the transmission 7, the measuring device 2 also moves and each pulse of the first pulse group from the measuring system 3 sets the counting ratio to zero, so that the desired measuring force can be built up very accurately in the other direction again by the driver 16, the lever 20 'entrains, wherein the tension spring 21 presses the lever 20 against the stop 19, whereby the disc 18 and the traction means 5' are acted upon by the measuring force.

Vorteil der Erfindung ist, daß Spiel im Getriebe und Reibungsunterschiede keinen Einfluß mehr auf die Größe der Meßkraft habon, so daß Präzisionsmessungen, insbesondere eine hohe Reproduzierbarkeit der Meßkraft gesichert ist.Advantage of the invention is that game in the transmission and friction differences have no influence on the size of the measuring force habon, so that precision measurements, in particular a high reproducibility of the measuring force is secured.

Claims (2)

1. Verfahren zur Erzeugung von Meßkräften an einem Längenmeßgerät mit einem Meßsystem und einem Motormeßsystem, unter Verwendung eines Getriebes, welches einerseits mit einem Motor mit dem Motormeßsystem verbunden ist und andererseits an einer Meßkrafterzeugungseinrichtung angeschlossen ist, die mit einem Meßschlitten verbunden ist, an dem der bewegliche Teil des 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 der ersten Impulsgruppe des Meßsystems (3) zum Nullsetzen der Differenz der Zählerstände beider Meßsysteme (3; 8) eingesetzt ist, wobei das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände nur erfolgt, solange eine Meßobjekterkennungseinrichtung (22) kein Meßobjekt erkennt.Anspruch [en] A method for generating measuring forces on a length measuring device comprising a measuring system and a motor measuring system, using a gear which is connected on the one hand with a motor to the motor measuring system and on the other hand connected to a Meßkrafterzeugungseinrichtung, which is connected to a Meßschlitten, where the sitting movable part of the measuring system, wherein the measuring system and the Motormeßsystem are each connected to a counter of a processing unit and the measuring system is connected to a display unit, characterized in that at each movement initiated by the motor (6) each pulse of the first pulse group of the measuring system (3) for zeroing the difference of the counter readings of both measuring systems (3; 8) is used, wherein the zeroing of the difference of the counter readings only takes place as long as a Messobjekterkennungseinrichtung (22) detects no DUT. 2. Vorrichtung zur Erzeugung von Meßkräften in einem Längenmeßgerät mit einem Getriebe, welches einerseits mit einem Motor mit einem Motormeßsystem und andererseits mit einem Meßschlitten mit einem Meßsystem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Getriebe (7) und dem Meßschlitten (2) an einer Welle (14) des Getriebes (7) eine erste Scheibe (15) riit 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) drehbaren Hebeln (20, 20'), auf der Welle (14) des Get; iebes (7) drehbar gelagert ist, wobei die beiden Hebel (20,20') mittels einer Zugfeder (21) sowohl gegen die beiden Anschläge (19,19') auf der zweiten Scheibe (18) als auch gegen den Mitnehmer (16) auf der ersten Scheibe (18) wechselseitig je ein Zugmittel (5, 5') aufwickelbar ist, welche andererseits je an einem Ende des Meßschlittens (2) befestigt sind, wobei zwischen dem einen Zugmittel (5') und dem Meßschlitten (2) eine Zugfeder (17) eingesetzt ist.2. A device for generating Meßkräfte in a length measuring device with a transmission, which is connected on the one hand with a motor with a Motormeßsystem and on the other hand with a Meßschlitten with a measuring system, characterized in that between the transmission (7) and the Meßschlitten (2) a shaft (14) of the transmission (7) a first disc (15) r is mounted with a driver (16) and that a second disc (18) with two adjustable stops (19,19 ') and two around the center of the second Disc (18) rotatable levers (20, 20 '), on the shaft (14) of the Get; iebes (7) is rotatably mounted, wherein the two levers (20,20 ') by means of a tension spring (21) both against the two stops (19,19') on the second disc (18) and against the driver (16) on the first disc (18) mutually depending on a traction means (5, 5 ') can be wound, on the other hand each attached to one end of the measuring carriage (2), wherein between the one traction means (5') and the measuring slide (2) a Tension spring (17) is inserted.
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