DE10001050A1

DE10001050A1 - Measurement device for smooth pin or tapered thread has evaluation unit connected to measurement equipment to determine characteristic quantities of cone or screw thread of test item

Info

Publication number: DE10001050A1
Application number: DE2000101050
Authority: DE
Inventors: Dieter Gebert
Original assignee: Helios Mestechnik & Co KG GmbH
Current assignee: HELIOS MESSTECHNIK GMBH & CO. KG, 74676 NIEDERNHAL
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2001-07-19

Abstract

An evaluation unit is connected to measurement equipment (9,10) to determine the characteristic quantities of the cone or screw thread of a test item (2) according to measurement values recorded by the measurement equipment. The first measurement device registers the X coordinate of a measurement sleeve. The second measurement equipment registers the Y coordinate of a measurement table (1). The third measurement equipment detects the displacement of a spring band (6) in Y direction. A chucking device (3) sets the test item with a smooth internal cone or outer cone or a tapered internal thread or outer screw thread on the measurement table shiftable in Y direction. The measurement sleeve is made shiftable in X direction. A probe component (7) for touching the test item is installed to a probe (5) fastened to the measurement sleeve provided with a probe holder (11) on which the spring band and the probe component are mounted. The spring band shifts from neutral position to Y direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen von glatten Innen- und Außenkegeln und/oder kegeligen Innen- und Außengewinden nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The present invention relates to a device for measuring smooth interior and external cones and / or conical internal and external threads according to the preamble of claim 1.

Derartige Meßvorrichtungen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. So ist in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 87 11 490 U1 zum Beispiel eine Einrichtung zur Messung von Innengewinden und Innenverzahnungen nach der Zweikugelmeßmethode beschrieben. Bei dieser Einrichtung wird das Meßobjekt auf einem Meßtisch befestigt und mittels einer Meßpinole vermessen. Die Meßpinole weist einen doppelt gekröpften Meßbügel auf, der an zwei gekröpften Armen je eine Meßkugel besitzt, wobei die Meßkugeln einen definierten Abstand voneinander aufweisen und in Meßrichtung jeweils entgegengesetzt zueinander an den Armen befestigt sind. Bei der Messung des Prüflings wird der Gewindegang des Innengewindes nacheinander mit jeder Meßkugel der Meßpinole angetastet, und aus den Meßwerten werden die Kenngrößen des Innengewindes ermittelt.Such measuring devices are already known from the prior art. So is in the German utility model DE 87 11 490 U1 for example a device for Measurement of internal threads and internal gears using the two-ball measurement method described. With this device, the test object is attached to a measuring table and measure using a measuring quill. The measuring quill has a double crank Measuring bracket, which has a measuring ball on two cranked arms, the Measuring balls have a defined distance from each other and in the measuring direction are each attached to the arms opposite to each other. When measuring the The test thread becomes the thread of the internal thread one after the other with each measuring ball the measuring quill and the parameters of the Internal thread determined.

Ferner offenbart beispielsweise die DE 44 10 195 C1 eine 3D-Meßmaschine zum Vermessen von kegeligen Innen- und Außengewinden. Die in dieser Druckschrift gezeigte Meßmaschine weist im wesentlichen einen in der X-Y-Ebene angeordneten Sinustisch und einen in der Z-Richtung verschiebbaren Meßtaster auf. Nach der Kalibrierung der Meßvorrichtung mittels eines Kalibrierrings wird ein Meßobjekt bzw. Prüfling auf den Sinustisch gelegt, und der Sinustisch derart um die Y-Achse gekippt, daß eine erste Flankendurchmesserlinie des Prüflings senkrecht zur X-Y-Ebene ausgerichtet ist. Mittels des Meßtasters wird dann wenigstens ein Gewindegang angetastet und der Meßwert einer Auswerteeinrichtung zugeführt. Anschließend wird der Sinustisch so verstellt, daß eine zweite, zur ersten Flankendurchmesserlinie diametral gegenüber liegende Flankendurchmesserlinie senkrecht zur X-Y-Ebene eingestellt ist. In dieser Einstellung wird nun ebenfalls eine Antastung des zu prüfenden Gewindes in mindestens einem Gewindegang vorgenommen und der Meßwert der Auswerteeinrichtung zugeführt. Anhand der so ermittelten Meßwerte werden durch die Auswerteeinrichtung die zu bestimmenden Größen des kegeligen Gewindes des Prüflings mit Hilfe einer entsprechenden Software errechnet. Furthermore, for example, DE 44 10 195 C1 discloses a 3D measuring machine for Measurement of tapered internal and external threads. The in this publication The measuring machine shown essentially has one arranged in the X-Y plane Sinus table and a measuring probe that can be moved in the Z direction. After Calibration of the measuring device by means of a calibration ring is a measurement object or The test object is placed on the sine table and the sine table is tilted about the Y axis in such a way that a first flank diameter line of the test piece perpendicular to the X-Y plane is aligned. The probe is then used to turn at least one thread probed and the measured value is fed to an evaluation device. Then will the sine table is adjusted so that a second, to the first flank diameter line diametrically opposite flank diameter line perpendicular to the X-Y plane is set. In this setting, the probe to be tested is also touched Thread made in at least one thread and the measured value of Evaluation device supplied. Using the measured values determined in this way, the Evaluation device the sizes of the tapered thread to be determined DUT is calculated using the appropriate software.

Bei den oben genannten Meßvorrichtungen ist insbesondere die aufwendige Aufspannung des Prüflings auf einem Meßtisch in unterschiedlichen Ausrichtungen zur Vermessung verschiedener Kenngrößen der kegeligen Gewinde als nachteilig anzusehen. Zudem muß im Fall der DE 44 10 195 C1 der Sinustisch um die Y-Achse kippbar sein, was einen konstruktiven Mehraufwand erfordert.The above-mentioned measuring devices are particularly complex Clamping the test specimen on a measuring table in different orientations Measurement of various parameters of the tapered thread as disadvantageous to watch. In addition, in the case of DE 44 10 195 C1, the sine table must be around the Y axis be tiltable, which requires additional design effort.

Um die oben genannten Meßvorrichtungen weiter zu verbessern, sind des weiteren aus der DE 198 08 825 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vermessen von Kegelgewinden bekannt, bei der bzw. dem der Prüfling auf einem in den Koordinaten X, Y, Z verstellbaren Tisch positioniert und mittels eines Tasters, der in Z- und in X- Richtung verstellbar und in der X-Koordinate auslenkbar ist, angetastet wird. Bei dieser Einkoordinatenmeßeinrichtung muß vor Beginn der eigentlichen Messung ein den Taster haltender Federbügel tariert werden, wobei hierzu zwei Koinzidenzmarken und ein Feinzeiger an dem Federbügel angebracht sind. Neben dem zusätzlichen Tariervorgang ist auch die naturgemäß kompliziertere und ungenauere Bestimmung der Auslenkung des Tasters in X-Richtung und der genauen Position des Tastelements bei dieser Vorrichtung als nachteilig anzusehen.In order to further improve the above-mentioned measuring devices, furthermore are out DE 198 08 825 A1 discloses an apparatus and a method for measuring Cone threads known, in which the test specimen on one in the coordinates X, Y, Z adjustable table positioned and by means of a button that in Z- and in X- The direction can be adjusted and the X coordinate can be deflected. At this A coordinate measuring device must be pressed before the actual measurement begins holding spring clip are tared, using two coincidence marks and one Precision pointers are attached to the spring clip. In addition to the additional taring process is also the naturally more complicated and less precise determination of the deflection of the button in the X direction and the exact position of the button in this Device to be regarded as disadvantageous.

Außerdem sind aus der DE 195 22 276 C1 ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen kegeliger Außengewinde bekannt, wobei hier zur Ausführung des Verfahrens ein Einkoordinatenmeßgerät vorgesehen ist, bei dem der Prüfling mit dem zu vermessenden Gewinde auf einem in drei Koordinatenachsen verstellbaren Schlitten aufgenommen und durch einen an der Meßpinole des Einkoordinatenmeßgeräts angeordneten Fühlhebeltaster angetastet wird. Nachteiligerweise sind in diesem Fall das beschriebene Verfahren und die Einrichtung nicht zur Vermessung von Innengewinden geeignet.In addition, DE 195 22 276 C1 describes a method and a device for Measuring tapered external threads is known, here for performing the method a one-coordinate measuring device is provided, in which the test specimen with the measuring thread on a slide adjustable in three coordinate axes recorded and by one on the measuring quill of the one-coordinate measuring device arranged feeler switch is touched. In this case, they are disadvantageous described method and the device not for measuring internal threads suitable.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vermessen von glatten Innen- und Außenkegeln und/oder kegeligen Innen- und Außengewinden vorzusehen, die die oben genannten Meßvorrichtungen weiterbildet und insbesondere die Vermessung der Gewinde bzw. Kegel in nur einer Aufspannung des Prüflings in der Meßvorrichtung bei gleichzeitig einfachem Aufbau der Meßvorrichtung und großer Meßgenauigkeit ermöglicht.Based on this prior art, the object of the present invention based, a device for measuring smooth inner and outer cones and / or to provide tapered internal and external threads that meet the above Develops measuring devices and in particular the measurement of the thread or Cone in only one clamping of the test specimen in the measuring device at the same time simple structure of the measuring device and great measuring accuracy.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Vermessen von glatten Innen- und Außenkegeln und/oder kegeligen Innen- und Außengewinden mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. According to the present invention, this object is achieved by a device for Measuring smooth inner and outer cones and / or conical inner and External threads solved with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung weist ein zweiteiliges Meßsystem in Y- Richtung, bestehend aus dem in Y-Richtung verschiebbaren Meßtisch und dem in Y- Richtung bezüglich des Tastkopfhalters verschiebbaren Federbügel mit dem daran fest angebrachten Tastelement. Das Verfahren des Meßtisches in Y-Richtung stellt sozusagen die Grobeinstellung dar, während die Verschiebung des Federbügels der Feineinstellung dient, wodurch die Meßgenauigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Meßvorrichtungen erhöht wird. Zur Bestimmung der Y-Koordinate des durch das Tastelement angefahrenen Meßpunktes müssen die beiden Meßwerte der Y- Verschiebungen nur aufaddiert werden. Im Gegensatz zu früheren Meßvorrichtungen ist bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung auch nur eine Aufspannung des Prüflings auf dem Meßtisch, der außerdem nicht verkippbar ausgebildet sein muß, für die komplette Vermessung des glatten Kegels oder Kegelgewindes erforderlich.The measuring device according to the invention has a two-part measuring system in Y Direction, consisting of the measuring table which can be moved in the Y direction and the measuring table in the Y Direction with respect to the probe holder movable spring bracket with the attached attached probe. The movement of the measuring table in the Y direction the rough adjustment, so to speak, while the displacement of the spring clip Fine adjustment is used, which makes the measurement accuracy compared to conventional Measuring devices is increased. To determine the Y coordinate of the by The two measuring values of the Y- Shifts can only be added up. In contrast to previous measuring devices in the measuring device according to the invention, only one clamping of the test specimen on the measuring table, which also does not have to be designed to be tiltable, for the complete measurement of the smooth taper or taper thread required.

Vorzugsweise weist der Federbügel einen in Y-Richtung wirkenden Federmechanismus auf, wobei die Neutralstellung des Tastelements bezüglich des Tastkopfhalters durch die Ruhestellung des Federmechanismus bestimmt ist. Mittels eines solchen Feder mechanismus läßt sich die Verschiebung des Federbügels besonders genau bestimmen.The spring clip preferably has a spring mechanism acting in the Y direction on, the neutral position of the probe element with respect to the probe holder by Rest position of the spring mechanism is determined. By means of such a spring mechanism, the displacement of the spring clip can be determined particularly precisely.

Zur Einstellung des Umkehrpunktes des zu vermessenden glatten Kegels oder Kegelgewindes in Z-Richtung muß entweder der Prüfling derart durch die Aufspannvorrichtung auf dem Meßtisch gehalten sein, daß dieser Umkehrpunkt auf der Meßachse des Tastelements liegt, oder eine der bewegbaren Komponenten der Meßvorrichtung, d. h. zum Beispiel der Meßtisch oder die Meßpinole, zusätzlich in Z- Richtung verschiebbar sein.To set the reversal point of the smooth cone to be measured or Conical thread in the Z direction must either pass through the specimen Clamping device to be held on the measuring table that this turning point on the Measuring axis of the probe element, or one of the movable components of the Measuring device, d. H. for example the measuring table or the measuring quill, additionally in Z- Be displaceable in the direction.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Further advantageous refinements and developments of the present invention are the subject of further subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:The invention is described below using a preferred exemplary embodiment Described in more detail with reference to the accompanying drawings. In it show:

Fig. 1 eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zur Vermessung eines kegeligen Innengewindes; Figure 1 is a plan view of a measuring device according to the invention for measuring a tapered internal thread.

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Meßvorrichtung von Fig. 1 mit einer alternativen Aufspannvorrichtung; FIG. 2 shows an enlarged illustration of the measuring device from FIG. 1 with an alternative clamping device;

Fig. 3 eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zur Vermessung eines kegeligen Außengewindes; Fig. 3 is a plan view of a measuring device according to the invention for measuring a tapered external thread;

Fig. 4 eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zur Vermessung eines Innenkegels; und Fig. 4 is a plan view of a measuring device according to the invention for the measurement of an inner cone; and

Fig. 5 eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zur Vermessung eines Außenkegels. Fig. 5 is a plan view of a measuring device according to the invention for measuring an outer cone.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 wird nun ein bevorzugtes Ausführungs beispiel der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung näher beschrieben, wobei sich die in den verschiedenen Figuren gezeigten Beispiele nur durch die Art der Aufspannung des Prüflings und in der Art des zu vermessenden Prüflings selbst unterscheiden. So werden mit der Meßvorrichtung in Fig. 1 und 2 ein kegeliges Innengewinde eines Prüflings, in Fig. 3 ein kegeliges Außengewinde eines Prüflings, in Fig. 4 ein Innenkegel eines Prüflings und in Fig. 5 ein Außenkegel eines Prüflings vermessen. In den Zeichnungen werden durchgehend die gleichen Bezugsziffern für gleiche Bauteile der Meßvorrichtung verwendet.With reference to FIGS. 1 to 5, a preferred embodiment of the measuring device according to the invention will now be described in more detail, the examples shown in the various figures differing only in the type of clamping of the test specimen and in the type of test specimen to be measured itself. Thus, the measuring device in FIGS . 1 and 2 measures a tapered internal thread of a test specimen, in FIG. 3 a conical external thread of a test specimen, in FIG. 4 an inner cone of a test specimen and in FIG. 5 an external cone of a test specimen. Throughout the drawings, the same reference numerals are used for the same components of the measuring device.

Anhand der Fig. 1 und 2 wird zunächst das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip anhand der Vermessung eines Prüflings mit einem kegeligen Innengewinde näher beschrieben, wobei Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Meßvorrichtung von Fig. 1 mit einer alternativen Aufspannvorrichtung für den Prüfling zeigt.Referring to Figs. 1 and 2 of the of the invention underlying principle will be described with reference to the measurement of a test piece with a tapered internal thread, Fig. 2 shows an enlarged detail of the measuring device of FIG. 1 with an alternative jig for the test piece.

Bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung handelt es sich um eine Einkoordinaten meßeinrichtung. Die Meßvorrichtung weist im wesentlichen einen Meßtisch 1, eine Aufspannvorrichtung 3 zur Befestigung eines zu vermessenden Prüflings 2 auf dem Meßtisch 1 und eine Meßpinole 4 mit einem daran fest angebrachten Tastkopf 5 auf.The measuring device according to the invention is a single-coordinate measuring device. The measuring device essentially has a measuring table 1 , a clamping device 3 for fastening a test specimen 2 to be measured on the measuring table 1 and a measuring quill 4 with a probe head 5 firmly attached to it.

Die Vermessung des Prüflings 2 bzw. des kegeligen Innengewindes des Prüflings erfolgt in der X-Y-Ebene der Vorrichtung (siehe Koordinatenkreuz in Fig. 1) und in nur einer Aufspannung des Prüflings. Hierzu ist der Meßtisch 1 mittels geeigneter Vorrichtungen in Y-Richtung verschiebbar (Pfeil y_a in Fig. 2), und die Meßpinole 4 mit dem daran angebrachten Tastkopf 5 ist in X-Richtung (Pfeil x in Fig. 2) verschiebbar. Der Prüfling 2 wird derart auf dem Meßtisch 1 aufgespannt, daß die Symmetrieachse m des Innengewindes des Prüflings 2 parallel zur Koordinatenachse Y der Meßvorrichtung ausgerichtet ist.The test specimen 2 or the tapered internal thread of the test specimen is measured in the XY plane of the device (see coordinate cross in FIG. 1) and in only one clamping of the test specimen. For this purpose, the measuring table 1 can be displaced in the Y direction by means of suitable devices (arrow y _a in FIG. 2), and the measuring quill 4 with the probe 5 attached to it can be displaced in the X direction (arrow x in FIG. 2). The test specimen 2 is clamped on the measuring table 1 in such a way that the axis of symmetry m of the internal thread of the test specimen 2 is aligned parallel to the coordinate axis Y of the measuring device.

Der an der Meßpinole 4 angebrachte Tastkopf 5 weist einen Tastkopfhalter 11 auf, an dem ein Federbügel 6 und ein Tastelement 7 angebracht sind, wobei das Tastelement 7 fest an dem Federbügel 6 befestigt ist. Das Tastelement 7 ist vorzugsweise ein dem Innengewinde des Prüflings 2 entsprechender T-Kugeltaster oder dergleichen, wie er in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die Achse zwischen den beiden Kugeltastern des T- Kugeltasters ist parallel zur X-Koordinatenachse der Meßvorrichtung ausgerichtet. The probe 5 attached to the measuring sleeve 4 has a probe holder 11 , to which a spring clip 6 and a probe element 7 are attached, the probe element 7 being fixedly attached to the spring clip 6 . The probe element 7 is preferably a T-ball probe or the like corresponding to the internal thread of the test object 2 , as is shown in FIGS . 1 and 2. The axis between the two ball probes of the T ball probe is aligned parallel to the X coordinate axis of the measuring device.

Der Federbügel 6 enthält einen in Y-Richtung (Pfeil y_b in Fig. 2) wirkenden Federmechanismus (nicht gezeigt). Dieser Federmechanismus besteht beispielsweise aus einem Federparallelogramm oder eine Geradführung, wie einer Kugelführung oder dergleichen, mit sehr kleiner Kraft. Der Federmechanismus hält das Tastelement 7 in einer Neutralstellung bezüglich des Tastkopfhalters 11. Durch den Federmechanismus des Federbügels 6 wird beim Antasten des Prüflings 2 ein Durchbiegen des Tastelements 7 nahezu vermieden und die Genauigkeit der Messung gegenüber herkömmlichen Systemen erhöht.The spring clip 6 contains a spring mechanism (not shown) acting in the Y direction (arrow y _b in FIG. 2). This spring mechanism consists, for example, of a spring parallelogram or a straight guide, such as a ball guide or the like, with very little force. The spring mechanism holds the probe element 7 in a neutral position with respect to the probe holder 11 . Due to the spring mechanism of the spring clip 6 , bending of the probe element 7 is almost avoided when probing the test specimen 2 and the accuracy of the measurement is increased compared to conventional systems.

Weiter weist die Meßvorrichtung eine erste Meßeinrichtung 8 zur Erfassung der X- Koordinate der Meßpinole 4, eine zweite Meßeinrichtung 9 zur Erfassung der Y- Koordinate des Meßtisches 1 und damit automatisch auch des Prüflings 2, und eine dritte Meßeinrichtung 10 zur Erfassung der Verschiebung des Federbügels 6 in Y- Richtung relativ zu dem fest an der Meßpinole 4 angebrachten Tastkopfhalter 11 auf. Die Meßeinrichtungen 8, 9, 10 sind über geeignete Verbindungen 12, 13 (Kabel verbindungen oder drahtlose Verbindungen) mit einer (nicht gezeigten) Auswerteeinheit verbunden. Die dritte Meßeinrichtung 10 enthält eine Vorrichtung zur Erfassung der Federkraft des Federmechanismus des ausgelenkten Federbügels 6, welche ein direktes Maß für die Verschiebung des Federbügels 6 in Y-Richtung ist. Die erste und die zweite Meßeinrichtung 8, 9 sind übliche Meßeinrichtungen für derartige Meß vorrichtungen, und der Fachmann wird daher problemlos geeignete Meßeinrichtungen 8, 9 auswählen.Furthermore, the measuring device has a first measuring device 8 for detecting the X coordinate of the measuring sleeve 4 , a second measuring device 9 for detecting the Y coordinate of the measuring table 1 and thus also automatically the test object 2 , and a third measuring device 10 for detecting the displacement of the spring clip 6 in the Y direction relative to the probe holder 11 fixedly attached to the measuring quill 4 . The measuring devices 8 , 9 , 10 are connected to an evaluation unit (not shown) via suitable connections 12 , 13 (cable connections or wireless connections). The third measuring device 10 contains a device for detecting the spring force of the spring mechanism of the deflected spring clip 6 , which is a direct measure of the displacement of the spring clip 6 in the Y direction. The first and the second measuring device 8 , 9 are conventional measuring devices for such measuring devices, and the person skilled in the art will therefore easily select suitable measuring devices 8 , 9 .

In der Auswerteeinheit werden die ihr von den drei Meßeinrichtungen zugeführten Meßsignale D/A-umgesetzt, verstärkt und ausgewertet. Die Auswerteeinheit enthält hierzu eine geeignete Auswertesoftware, um aus den übermittelten Meßsignalen die Kenngrößen des Innengewindes, wie beispielsweise den Durchmesser, den Kegelwinkel und die Ganghöhe des Gewindes, zu bestimmen. Die ermittelten Kenngrößen des kegeligen Innengewindes werden an einer Anzeigeanheit angezeigt.The three measuring devices feed it to the evaluation unit Measuring signals D / A converted, amplified and evaluated. The evaluation unit contains For this purpose, suitable evaluation software to calculate the Characteristics of the internal thread, such as the diameter, the taper angle and the pitch of the thread. The determined parameters of the tapered internal thread are displayed on a display unit.

Ferner ist die Auswerteeinheit vorzugsweise mit einer Eingabevorrichtung verbunden, über die der Benutzer die Art des zu vermessenden Prüflings, also zum Beispiel kegeliges Innengewinde oder glatter Außenkegel, der Auswerteeinheit eingeben kann, in der dann entsprechend der Eingabe die passende Auswerte-Software ausgewählt wird. Außerdem kann die Auswerteeinheit eine oder mehrere Schnittstellen aufweisen, mittels derer sie mit weiteren Anzeigeeinheiten, Druckereinheiten, Auswerteeinheiten, Speichereinheiten oder anderen Peripheriegeräten verbunden werden kann.Furthermore, the evaluation unit is preferably connected to an input device, which the user uses to determine the type of test object to be measured, for example tapered internal thread or smooth external cone that can enter the evaluation unit, in which the appropriate evaluation software is then selected according to the input becomes. In addition, the evaluation unit can have one or more interfaces, by means of which they can be connected to other display units, printer units, evaluation units, Storage units or other peripheral devices can be connected.

Die Vermessung eines Prüflings erfolgt nun folgendermaßen. The measurement of a test object is now carried out as follows.

Vor Beginn der Messung muß die Meßvorrichtung, wie alle anderen herkömmlichen Meßvorrichtungen auch, kalibriert werden. Die Kalibrierung erfolgt in üblicher Weise mittels geeigneter geeichter Einstellnormale. Außerdem wird die Kalibrierung durch die Software der Auswerteeinheit unterstützt.Before starting the measurement, the measuring device, like all other conventional ones Measuring devices can also be calibrated. Calibration is carried out in the usual way by means of suitable calibrated setting standards. The calibration is also performed by the Software of the evaluation unit supported.

Nach erfolgter Kalibrierung gibt der Benutzer über die Eingabevorrichtung der Auswerteeinheit die Art des zu vermessenden Prüflings, d. h. im Fall der Fig. 1 und 2 ein Prüfling mit kegeligem Innengewinde, ein. Die Auswerteeinheit wählt daraufhin entsprechend der Eingabe des Benutzers das in der Auswerteeinheit zuvor gespeicherte, zugehörige Softwareprogramm aus. Als ersten Schritt wird dann dem Benutzer über die Anzeigeeinheit angezeigt, welche Art von Tastelement 7 er für die gewünschte Messung einsetzen soll; im vorliegenden Fall also beispielsweise ein Tastelement in Form eines T-Kugeltasters.After calibration has been carried out, the user inputs the type of test piece to be measured via the input device of the evaluation unit, ie a test piece with a tapered internal thread in the case of FIGS. 1 and 2. The evaluation unit then selects the associated software program previously stored in the evaluation unit in accordance with the input from the user. As a first step, the user is then shown via the display unit which type of probe element 7 he should use for the desired measurement; in the present case, for example, a probe element in the form of a T-ball probe.

Anschließend wird der Prüfling 2 mittels der Aufspannvorrichtung 3 auf dem Meßtisch 1 befestigt. Die Aufspannung des Prüflings 2 erfolgt dabei derart, daß die Symmetrieachse m des kegeligen Innengewindes parallel zur Koordinatenachse Y der Meßvorrichtung ausgerichtet ist. Die grobe Antastung des Prüflings 2 durch das Tastelement 7 erfolgt nun durch eine Verschiebung des Meßtisches 1 in Y-Richtung und eine Verschiebung der Meßpinole 4 und damit des Tastelements 7 in X-Richtung. In einem weiteren Schritt wird der Meßtisch 1 in Z-Richtung verschoben, bis das Tastelement 7 auf der Höhe des Umkehrpunktes des Innengewindes in Z-Richtung liegt. Nun wird der Prüfling 2 durch Verschieben des Meßtisches 1 in Y-Richtung und der Meßpinole 4 an einer ersten Meßposition angetastet. In dieser Meßposition erfaßt die erste Meßeinrichtung 8 einen ersten Meßwert x1 der Meßpinole 4, die zweite Meß einrichtung 9 einen ersten Meßwert y_a1 des Meßtisches 1 und die dritte Meßeinrichtung 10 einen ersten Meßwert y_b1 der Verschiebung des Federbügels 6. Sämtliche Meßwerte x1, y_a1, y_b1 werden der Auswerteeinheit zugeführt. Die Auswerteeinheit bildet insbesondere einen ersten Meßwert y1 aus der Summe der beiden Meßwerte y_a1 und y_b1. Auf die gleiche Weise werden weitere Wertepaare x2, y2; x3, y3; . . . an weiteren Gewindegängen auf der gleichen Durchmesserseite des Innengewindes und auf der diametral gegenüberliegenden Durchmesserseite des Innengewindes gewonnen. Aus den Wertepaaren xi, yi können dann von der Auswerteeinheit die Kenngrößen des Innengewindes mit Hilfe der zuvor ausgewählten Auswerte-Software bestimmt werden.Then the test object 2 is fastened on the measuring table 1 by means of the clamping device 3 . The specimen 2 is clamped in such a way that the axis of symmetry m of the tapered internal thread is aligned parallel to the coordinate axis Y of the measuring device. The rough probing of the test object 2 by the probe element 7 is now carried out by moving the measuring table 1 in the Y direction and displacing the measuring sleeve 4 and thus the probe element 7 in the X direction. In a further step, the measuring table 1 is moved in the Z direction until the probe element 7 lies at the level of the point of reversal of the internal thread in the Z direction. Now the test object 2 is probed by moving the measuring table 1 in the Y direction and the measuring sleeve 4 at a first measuring position. In this measuring position, the first measuring device 8 detects a first measured value x1 of the measuring sleeve 4 , the second measuring device 9 a first measured value y _a 1 of the measuring table 1 and the third measuring device 10 a first measured value y _b 1 of the displacement of the spring clip 6 . All measured values x1, y _a 1, y _b 1 are fed to the evaluation unit. The evaluation unit forms in particular a first measured value y1 from the sum of the two measured values y _a 1 and y _b 1. In the same way, further pairs of values x2, y2; x3, y3; , , , won on other threads on the same diameter side of the internal thread and on the diametrically opposite diameter side of the internal thread. From the value pairs xi, yi, the characteristic values of the internal thread can then be determined by the evaluation unit using the previously selected evaluation software.

Statt der automatischen Bestimmung der Kenngrößen des Prüflings kann in einer einfacheren Ausgestaltung der Meßvorrichtung die Auswerteeinheit derart ausgebildet sein, daß sie nur die ermittelten Meßwerte xi, y_ai, y_bi, yi anzeigt. In diesem Fall erfolgt die abschließende Auswertung der Messung manuell oder mit Hilfe anderer Auswerteeinheiten durch den Benutzer.Instead of automatically determining the parameters of the test object, in a simpler embodiment of the measuring device, the evaluation unit can be designed such that it only shows the measured values xi, y _a i, y _b i, yi that have been determined. In this case, the final evaluation of the measurement is carried out manually or with the help of other evaluation units by the user.

Anstelle der Verschiebung des Meßtisches 1 in Z-Richtung zur Einstellung des Tastelements 7 auf den Umkehrpunkt des Innengewindes in Z-Richtung können in gleicher Weise auch andere Komponenten der Meßvorrichtung in Z-Richtung verschiebbar sein. Insbesondere kann anstelle des Meßtisches 1 die Meßpinole 4 in Z- Richtung verschiebbar ausgebildet sein. Ferner ist es auch denkbar, daß das Tastelement 7 selbst oder der Tastkopfhalter 11 des Tastkopfes 5 zusätzlich in Z-Richtung auslenk bar oder verschiebbar ausgebildet sind. Eine Erfassung der Koordinate des Meßpunktes am Prüfling in Z-Richtung ist für die Bestimmung der Kenngrößen im allgemeinen nicht erforderlich, kann aber selbstverständlich ebenfalls durch eine geeignete Meßeinrichtung erfaßt werden.Instead of moving the measuring table 1 in the Z direction to adjust the feeler element 7 to the reversal point of the internal thread in the Z direction, other components of the measuring device can also be displaced in the Z direction in the same way. In particular, instead of the measuring table 1, the measuring quill 4 can be designed to be displaceable in the Z direction. Furthermore, it is also conceivable that the sensing element 7 itself or the probe holder 11 of the probe 5 are additionally designed to be deflectable or displaceable in the Z direction. A detection of the coordinate of the measuring point on the test object in the Z direction is generally not necessary for the determination of the parameters, but can of course also be detected by a suitable measuring device.

Sowohl der Meßtisch 1 als auch die Meßpinole 4 können manuelle mittels geeigneter Verstellvorrichtung verschoben werden. Um ein möglichst exaktes Antasten des Prüflings 2 und eine hohe Wiederholbarkeit des Meßergebnisses zu gewährleisten werden hierfür aber vorzugsweise motorische Antriebe eingesetzt.Both the measuring table 1 and the measuring sleeve 4 can be moved manually by means of a suitable adjusting device. In order to ensure the most accurate probing of the test specimen 2 and a high repeatability of the measurement result, motor drives are preferably used for this.

Mit der Meßvorrichtung können sowohl kegelige Innen- als auch Außengewinde, sowie glatte Innen- und Außenkegel, wie beispielsweise Lehren, vermessen werden. Die einzelnen Varianten sind in den Fig. 1, 3, 4 bzw. 5 gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau der Meßvorrichtung ist in allen Fällen der gleiche, und auch der Ablauf der Messung des Prüflings unterscheidet sich grundsätzlich nicht.Both conical internal and external threads, as well as smooth internal and external cones, such as gauges, can be measured with the measuring device. The individual variants are shown in FIGS. 1, 3, 4 and 5. The basic structure of the measuring device is the same in all cases, and the procedure for measuring the test specimen does not differ fundamentally.

Im Falle der in den Fig. 3 und 5 gezeigten Außenmessung, d. h. der Vermessung eines kegeligen Außengewindes (Fig. 3) bzw. eines glatten Außenkegels (Fig. 5), besteht allerdings ein wesentlicher Unterschied in der Aufspannvorrichtung 3' des Prüflings 2. Da der Prüfling 2 naturgemäß nicht an seiner Außenseite eingespannt werden kann, wird er beispielsweise auf einen Dorn 14 gesetzt und dieser in der Aufspannvorrichtung 3' in üblicher Weise gehalten.In the case of the external measurement shown in FIGS . 3 and 5, ie the measurement of a tapered external thread ( FIG. 3) or a smooth external cone ( FIG. 5), there is a significant difference in the clamping device 3 'of the test object 2 . Since the test specimen 2 cannot, of course, be clamped on its outside, it is placed, for example, on a mandrel 14 and this is held in the clamping device 3 'in the usual way.

Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Vermessung von glatten Kegeln, d. h. von glatten Innenkegeln (Fig. 4) bzw. glatten Außenkegeln (Fig. 5), besteht das Tastelement 7 vorzugsweise aus einem T-Taster oder aus einem einfachen Kugeltaster. Der Ablauf der Messung entspricht derjenigen der kegeligen Gewinde, lediglich die in der Auswerteeinheit verwendete Auswertesoftware ist unterschiedlich. Als Kenngrößen sind Durchmesser und Kegelwinkel der glatten Kegel bestimmbar.In the measurement of smooth cones, ie smooth inner cones ( FIG. 4) or smooth outer cones ( FIG. 5) shown in FIGS . 4 and 5, the sensing element 7 preferably consists of a T button or a simple ball button. The course of the measurement corresponds to that of the tapered thread, only the evaluation software used in the evaluation unit is different. The diameter and taper angle of the smooth taper can be determined as parameters.

Claims

1. Device for measuring smooth cones and / or taper threads, with a measuring table ( 1 ) which can be displaced in the Y direction;
a clamping device ( 3 ) for clamping a test specimen ( 2 ) with a smooth internal or external cone or a conical internal or external thread on the measuring table ( 1 );
a measuring quill ( 4 ) displaceable in the X direction;
a probe ( 5 ) attached to the measuring sleeve ( 4 ) with a probe holder ( 11 ) on which a spring clip ( 6 ) and a probe element ( 7 ) for probing the test object ( 2 ) are attached, the probe element ( 7 ) being firmly attached attached to the spring clip and the spring clip ( 6 ) is displaceable in the Y direction from a neutral position;
a first measuring device ( 8 ) for detecting the X coordinate of the measuring quill ( 4 );
a second measuring device ( 9 ) for detecting the Y coordinate of the measuring table ( 1 );
a third measuring device ( 10 ) for detecting the displacement of the spring clip ( 6 ) in the Y direction; and
an evaluation unit connected to the measuring devices ( 8 , 9 , 10 ) for determining parameters of the cone or thread of the test object ( 2 ) from the measured values recorded by the measuring devices ( 8 , 9 , 10 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the sensing element ( 7 ) has a T-ball button.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the spring clip ( 6 ) has a spring mechanism acting in the Y direction, the neutral position of the probe element ( 7 ) with respect to the probe holder ( 11 ) is determined by the rest position of the spring mechanism.

4. The device according to claim 3, characterized in that the third measuring device ( 10 ) has a device for detecting the spring force of the spring mechanism.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the spring mechanism of the spring clip ( 6 ) is a spring parallelogram.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring table ( 1 ) is additionally displaceable in the Z direction in order to adjust the probe element ( 7 ) to the reversal point of the cone or thread of the test specimen ( 2 ).

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring quill ( 4 ) is additionally displaceable in the Z direction in order to adjust the touch element ( 7 ) to the reversal point of the cone or thread of the test specimen ( 2 ).

8. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the probe element ( 7 ) or the probe holder ( 11 ) of the probe ( 5 ) are additionally deflectable or displaceable in the Z direction to the probe element ( 7 ) to the point of reversal the cone or thread of the test object ( 2 ).