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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. ERFINDUNGSFELD
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Instrument zum Messen der Rauheit, der Wellung und des Profils der Oberfläche eines Werkstücks durch das Bewegen eines Detektors, der an seinem entfernen Ende einen Fühler und einen Schlitten aufweist, entlang einer Messoberfläche.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit umfasst einen Detektor, der an seinem entfernten Ende einen Fühler aufweist, sowie eine Antriebseinheit, um den Detektor entlang einer Messoberfläche zu bewegen, wobei der Fühler in Kontakt mit der Messoberfläche gebracht ist, um eine Verschiebung des Fühlers in der Form von Messdaten zu erfassen.
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Der Fühler ist schwenkbar am Detektorkörper angebracht, und ein Schlitten ist an dem Detektorkörper befestigt und umgibt das entferntes Ende des Fühlers. Der Schlitten ist mittels einer Schraube am Detektorkörper befestigt, so dass der Schlitten von dem Detektorkörper entfernt werden kann.
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Während der Messung mit dem Schlitten wird der Schlitten am Detektorkörper befestigt, um die Messung durchzuführen. Eine derartige Messung mit Schlitten wird verwendet, um die Wellungskomponente außer Acht zu lassen und nur Daten für die Rauheitskomponente zu erfassen, wenn die Messoberfläche sowohl eine Wellung als auch eine Rauheit aufweist. Während der Messung wird der Detektor bewegt, wobei sowohl der Fühler wie der Schlitten in Kontakt mit der Messoberfläche sind.
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Während der Messung mit Schlitten muss der Schlitten konstant in Kontakt mit der Messoberfläche sein. Dementsprechend werden der Detektor und die Antriebseinheit auf herkömmliche Weise durch eine Blattfeder verbunden, so dass der Schlitten durch die Blattfeder zu der Messoberfläche gedrückt wird (offengelegte japanische Patentanmeldung
JP H11-190 621 A ).
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Die Messung ohne Schlitten, bei welcher der Schlitten von dem Detektorkörper entfernt ist, wird verwendet, um den Querschnitt und die Geradheit des Werkstücks zu messen, indem alle konkav-konvexen Daten der Messoberfläche einschließlich der Wellung usw. festgestellt werden. Während der Messung ohne Schlitten wird der Detektor bewegt, wobei nur der Fühler in Kontakt mit der Messoberfläche ist.
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Bei der herkömmlichen Anordnung wird die Messung mit Schlitten durchgeführt, indem ein Schlitten mittels einer Schraube an dem Detektorkörper befestigt wird, und wird die Messung ohne Schlitten durchgeführt, indem der Schlitten vom Detektorkörper entfernt wird.
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Bei dem Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit muss der Schlitten durch einen Schlitten eines anderen Typs ausgetauscht werden.
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In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Druckkraft des Schlittens zu der Messoberfläche zu ändern. Weil jedoch die Blattfeder, die den Schlitten am entfernten Ende des Detektors gegeben die Messoberfläche drückt, eine konstante Federkraft aufweist, kann diese Anforderung nicht erfüllt werden.
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Das Dokument
DE 44 37 033 A1 offenbart ein Oberflächen-Messgerät mit einem Grundkörper und einem Mikrotaster, der angetrieben von einem Elektromotor über ein Lineal längsbeweglich in dem Grundkörper verschiebbar ist. Der Mikrotaster ist über eine Schwenkachse schwenkbeweglich gelagert. An einem Ende weist der Mikrotaster eine Gleitkufe und einen Tastdiamanten auf. Eine Zugfeder spannt den Mikrotaster in Richtung einer Messoberfläche hin vor. Das andere Ende des Mikrotasters wird in seiner Schwenkbewegung durch ein Bauteil des Lineals begrenzt.
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Aus der
EP 0 926 464 A2 ist ein Detektor bekannt, der einen Grundkörper aufweist, in dem ein Fühlerhalter mit einem Fühler schwenkbeweglich gehalten wird, wobei zwischen dem Fühlerhalter und dem Grundkörper eine Druckfeder angeordnet ist, deren Federkraft mittels einer Einstellschraube einstellbar ist.
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Das Dokument
DE 35 90 145 C2 offenbart ein Oberflächenrauheit-Messgerät, das einen Tastkopf mit einem Träger und einem von diesem aufgenommenen Messtaster, der an seinem vorderen Ende ein Kontaktelement zum Kontakt mit einer Oberfläche eines Werkstücks aufweist, umfasst. Der Messtaster ist über eine Querfeder mit dem Träger verbunden. Eine Blattfeder drückt ein hinteres Ende des Trägers nach oben, so dass das Kontaktelement in Richtung der Oberfläche des Werkstücks vorbelastet wird. Über eine Stellschraube ist die Federkraft der Blattfeder justierbar.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit anzugeben, das einfach zwischen der Messung mit Schlitten und der Messung ohne Schlitten wechseln kann und das die Druckkraft des Schlittens zu der Messoberfläche steuern kann.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Insbesondere ist das Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch: einen Detektor, der an seinem entfernten Ende einen Fühler zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit sowie einen entfernbaren Schlitten aufweist, eine Antriebseinheit zum Bewegen des Detektors entlang einer Messoberfläche, eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Detektors, um den Schlitten auf die Messoberfläche zu drücken eine Vorspannkraft-Steuereinrichtung zum Steuern der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung, und eine Beschränkungseinrichtung zum Beschränken der Bewegung des Detektors in der Richtung der Vorspannkraft, wenn die Vorspannkraft-Steuereinrichtung eine vorbestimmte Vorspannkraft auf den Detektor ausübt, um die Messung ohne Schlitten durchzuführen.
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Um in der vorliegenden Erfindung die Messung ohne Schlitten durchzuführen, wird durch die Vorspannkraft-Steuereinrichtung eine vorbestimmte Vorspannkraft auf den Detektor ausgeübt.
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Dann bewegt sich der Schlitten aufgrund der großen auf den Detektor ausgeübten Vorspannkraft auch dann nicht, wenn eine zu der Vorspannrichtung entgegengesetzte Kraft ausgeübt wird. Weil weiterhin die Bewegung des Detektors in der Vorspannrichtung durch die Beschränkungseinrichtung eingeschränkt ist, bewegt sich der Schlitten nicht in der Vorspannrichtung, so dass er „gesperrt” ist.
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In dem oben genannten Zustand wird der Detektor durch die Antriebseinheit bewegt, während der Fühler in Kontakt mit der Messoberfläche ist, so dass alle konkav-konvexen Daten zu der Messoberfläche erfasst werden können.
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Um andererseits die Messung mit Schlitten durchführen zu können, wird eine Vorspannkraft, die geringer ist als der vorbestimmte Wert, durch die Vorspannkraft-Steuereinrichtung auf den Detektor ausgeübt.
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Wenn also der Schlitten durch die auf den Detektor ausgeübte Vorspannkraft vorgespannt wird, wird die Bewegung in der Vorspannrichtung nicht durch die Beschränkungseinrichtung beschränkt.
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Wenn in dem oben beschriebenen Zustand der Detektor durch die Antriebseinheit bewegt wird, während der Schlitten und der Fühler in Kontakt mit der Messoberfläche sind, wird der Schlitten entlang der Wellung auf der Messoberfläche bewegt, wobei die Verschiebung des Fühlers relativ zu dem Schlitten in der Form von Daten zu etwa der Oberflächenrauheit erfasst werden.
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Dann wird die Vorspannkraft-Steuereinrichtung betätigt, um die auf den Detektor ausgeübte Vorspannkraft einzustellen, wenn der Schlitten gegen einen anderen Typ von Schlitten ausgetauscht wird.
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Dementsprechend kann die auf den Detektor ausgeübte Vorspannkraft durch die Vorspannkraft-Steuereinrichtung gesteuert werden, wodurch die Druckkraft gegen die Messoberfläche des Schlittens einfach gesteuert werden kann.
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Weil weiterhin die Messung ohne Schlitten durchgeführt werden kann, während die Bewegung des Detektors in der Vorspannrichtung beschränkt wird, wenn die vorbestimmte Vorspannkraft auf den Detektor ausgeübt wird, kann einfach zwischen der Messung mit Schlitten und der Messung ohne Schlitten gewechselt werden, indem die Vorspannkraft-Steuereinrichtung betätigt wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann die Vorspanneinrichtung vorzugsweise eine Halte-Vorspanneinrichtung zum Halten des Detektors und eine Drück-Vorspanneinrichtung zum Drücken des Detektors gegen die Messoberfläche umfassen.
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Weil in Übereinstimmung mit der oben genannten Anordnung die minimal erforderliche Vorspannkraft durch die Halte-Vorspanneinrichtung erhalten wird und die Einstellvorspannkraft kontrollierbar durch die Drück-Vorspanneinrichtung ausgeübt werden kann, kann die Vorspannkraft des Detektors einfach eingestellt werden.
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In der vorliegenden Erfindung können die Halte-Vorspanneinrichtung und die Drück-Vorspanneinrichtung vorzugsweise eine erste und eine zweite Blattfeder sein, deren erste Enden entweder an dem Detektor oder der Antriebseinheit mit dazwischen einem vorbestimmten Abstand befestigt sind und deren zweite Enden entsprechend an der Antriebseinheit oder dem Detektor befestigt sind, wobei die Vorspannkraft-Steuereinrichtung eine Einstellschraube zum Bewegen des zweiten Endes der zweiten Blattfeder zu und weg von der ersten Blattfeder ist, um die Vorspannkraft des Detektors gegen die Messoberfläche einzustellen, und wobei die Beschränkungseinrichtung ein Anschlag zum Beschränken der Bewegung des Detektors in der Vorspannrichtung des Detektors ist, wenn die Vorspannkraft des Detektors durch das Drehen der Einstellschraube erhöht wird.
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Weil in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Aufbau das zweite Ende der zweiten Blattfeder durch das Drehen der Einstellschraube in Kontakt mit dem zweiten Ende der ersten Blattfeder kommt, wirkt eine Vorspannkraft (Federkraft), welche das erste Ende der zweiten Blattfeder weg von dem ersten Ende der ersten Blattfeder bewegt, so dass eine große Vorspannkraft auf den Detektor ausgeübt wird. Dann wird aufgrund der auf den Detektor ausgeübten Vorspannkraft eine große Druckkraft auf den Schlitten ausgeübt, der in Kontakt mit der Messoberfläche ist.
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Wenn die Einstellschraube zum Maximum gedreht wird, wird die Vorspannkraft des Detektors relativ zu der Antriebseinheit vergrößert und wird die Bewegung des Detektors in der Vorspannreinrichtung durch den Anschlag beschränkt, um den Detektor zu sperren.
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In dem oben genannten Aufbau werden also die zwei Vorspanneinrichtungen zum Halten und Drücken durch Blattfedern gebildet, so dass der Aufbau der Vorspanneinrichtung vereinfacht werden kann.
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Weil weiterhin die Vorspannkraft-Steuereinrichtung durch eine Schraube gebildet wird, kann die Vorspannkraft einfach gesteuert werden, indem die Schraube gedreht wird.
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In der vorliegenden Oberfläche kann das Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit vorzugsweise eine Hilfs-Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Schlittens zu der Messoberfläche aufweisen.
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In Übereinstimmung mit der oben genannten Anordnung kann die Vorspannkraft des Detektors durch die zusätzlich zu der Vorspanneinrichtung vorgesehene Hilfs-Vorspanneinrichtung fein eingestellt werden.
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Da weiterhin die Hilfs-Vorspanneinrichtung durch eine Spiralfeder gebildet wird, die zwischen dem Detektor und der Antriebseinheit vorgesehen ist, kann der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Gesamtanordnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Ansicht aus der Richtung des Pfeils II in 1.
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3 ist eine Querschnittansicht der zuvor genannten Ausführungsform.
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4 ist eine Querschnittansicht eines wesentlichen Teils der zuvor genannten Ausführungsform, und
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5 ist eine 4 ähnliche Querschnittansicht, die den Zustand für die Messung ohne Schlitten zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine perspektivische Gesamtansicht, die ein Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Das in 1 gezeigte Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Detektor 10 zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit eines Werkstücks sowie eine Antriebseinheit 20 zum Vor- und Zurückbewegen des Detektors 10 entlang der Messoberfläche.
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Die Antriebseinheit 20 umfasst eine Gleiterführung 22 mit einem annähernd brückenförmigen Querschnitt, die entlang der Längsrichtung eines kastenförmigen Gehäuses 21 befestigt ist, einen Gleiter 23, der in der Längsrichtung gleitbar an der Gleiterführung 22 angebracht ist und den Detektor 10 hält, sowie einen Vorwärts/Rückwärts-Bewegungsmechanismus 24, um den Gleiter 23 entlang der Längsrichtung vorwärts und rückwärts zu bewegen.
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Der Vorwärts/Rückwärts-Bewegungsmechanismus 24 umfasst eine Gewindewelle 24, die in dem Gehäuse 21 untergebracht ist, eine Mutter 27, die auf die Gewindewelle 25 geschraubt und über eine Verbindung 26 mit dem Gleiter 23 verbunden ist, sowie einen Drehantriebsmechanismus 28 zum Drehen der Gewindewelle 25.
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Die Gewindewelle 25 ist parallel zu der Längsrichtung der Gleiterführung 22 angeordnet, wobei beide Enden der Gewindewelle 25 drehbar über ein Lager an dem Gehäuse 21 befestigt sind.
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Der Drehantriebsmechanismus 28 umfasst einen Motor 29, der parallel zu der Gewindewelle 25 angeordnet ist, sowie ein erstes und ein zweites Zahnrad 30 und 31 zum Übertragen der Normal- und Rückwärtsdrehung des Motors auf die Gewindewelle 25. Die Gewindewelle 25 und der Motor 29 sind an einem Befestigungsblock 21A befestigt, der innerhalb des Gehäuses 21 vorgesehen ist.
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Eine Innenseite des Gleiters 23 ist mit einem C-förmigen Querschnitt ausgebildet, und eine der einander gegenüberliegenden Innenseiten ist als eine erste Bezugsoberfläche vorgesehen. Die erste Bezugsoberfläche stößt gegen eine Außenseite (erste Bezugsoberfläche 22A) der Gleiterführung 22.
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Um die Position des Gleiters 23 und der Gleiterführung 22 mit Hilfe der Bezugsoberflächen zu bestimmen, sind zwei Positionierungsblattfedern 32 an einer Seite des Gleiters 23 befestigt. Ein Polster 33 zum Sicherstellen einer glatten seitlichen Bewegung des Gleiters 23 relativ zu der Gleiterführung 22 ist am sich öffnenden Ende der Positionierungsblattfeder 32 angebracht. Das Polster 33 wird durch ein Material wie beispielsweise Teflon (Markenname) gebildet, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist.
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Der Gleiter 23 weist eine zweite Bezugsoberfläche 23B auf, die rechtwinklig zu der ersten Bezugsoberfläche in den C-förmigen Innenseiten ausgerichtet ist, wobei die zweite Bezugsoberfläche 23B gegen eine Außenseite (zweite Bezugsoberfläche 22B) stößt, die rechtwinklig zu der ersten Bezugsoberfläche 22A der Gleiterführung 22 ausgerichtet ist.
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Wie in 2 gezeigt, ist ein Halteblock 34 mittels einer Schraube 35 am sich öffnenden Ende des Gleiters 23 (nur eine Seite ist in 2 gezeigt) befestigt, um zu verhindern, dass sich der Gleiter 23 löst, wobei der Halteblock 34 eine Positionierungsblattfeder 36 aufweist, die mittels einer Schraube 37 befestigt ist, um die zweite Bezugsoberfläche des Gleiters 23 in Kontakt mit der zweiten Bezugsoberfläche der Gleiterführung 22 zu bringen. Ein Polster 38 zum Sicherstellen einer glatten Gleitbewegung des Gleiters 23 und der Gleiterführung 22 ist an der Positionierungsblattfeder 36 befestigt. Das Polster 38 ist aus einem Material wie beispielsweise Teflon (Markenname) ausgebildet, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist.
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In 3 ist ein Verbindungsmechanismus des Detektors 10 und der Antriebseinheit 20 gezeigt.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst der Detektor 10 einen Detektorkörper 12 mit einem annähernd zylindrischen Gehäuse 11, einen Fühler 13 zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit, der schwenkbar in dem Detektorkörper 12 gehalten wird, und einen Schlitten 14, der das entfernte Ende des Fühlers 13 umgibt und am Detektorkörper 12 befestigt ist, um eine vertikale Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des entfernten Endes des Fühlers 13 durch ein Erfassungsteil (nicht gezeigt) des Detektorkörpers 12 festzustellen.
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Das entfernte Ende des Fühlers 13 steht aufgrund einer Vorspanneinrichtung (nicht gezeigt) konstant vom entfernten Ende des Schlittens 14 vor.
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Der Detektor 10 ist in einer Öffnung der Gleiterführung 22 entlang der Längsrichtung untergebracht, und ein Ende des Detektors 10 steht von der Endoberfläche der Antriebseinheit 20 vor.
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Weiterhin umfasst der Detektor 10 eine annähernd zylindrische Verbindung 12A, die an einem Basisende des Detektorkörpers 12 vorgesehen ist, sowie eine Verbindungsbefestigung 40, die entfernbar an der Verbindung 12A befestigt ist.
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Die Verbindungsbefestigung 40 ist über eine erste Blattfeder 41, eine zweite Blattfeder 42 und eine Spiralfeder 43 mit einer Antriebseinheitsbefestigung 44 verbunden, und die Antriebseinheitsbefestigung 44 ist am Halteblock 34 befestigt. Die Antriebseinheitsbefestigung 44 und der Halteblock 34 sind ebenfalls in der Antriebseinheit 20 enthalten.
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Die Verbindungsbefestigung 40 und der Detektor 10 können um die Antriebseinheitsbefestigung 44 gedreht werden, wobei der Drehbereich der Verbindungsbefestigung 40 und des Detektors 10 durch einen Anschlag 50 beschränkt wird, der am Halteblock 34 befestigt ist.
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Ein Verbindungsmechanismus der Verbindungsbefestigung und der Antriebseinheitsbefestigung 44 ist in 4 und 5 vergrößert dargestellt.
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Wie in 4 gezeigt, spannen die erste Blattfeder 41 und die zweite Blattfeder 42 drehbar den Schlitten 14 in der Richtung P vor, um den Schlitten 14 zu der Messoberfläche zu drücken.
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Das erste Ende der Blattfeder 41 auf der Seite des Detektors ist an der Verbindungsbefestigung 40 befestigt, während das zweite Ende an der Antriebseinheitsbefestigung 44 befestigt ist, wobei die erste Blattfeder hauptsächlich als Halte-Vorspanneinrichtung zum Halten des Detektors 10 dient.
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Die zweite Blattfeder 42 ist parallel zu der ersten Blattfeder 41 mit dazwischen einem vorbestimmten Abstand angeordnet, wobei das erste Ende der zweiten Blattfeder 42 mittels einer Befestigungsschraube 45 an der Verbindungsbefestigung 40 befestigt ist. Ein Abstandshalter 46 ist zwischen den ersten Enden der ersten und zweiten Blattfeder 41 und 42 angeordnet, damit die ersten Enden mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind.
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Die zweite Blattfeder 42 funktioniert als eine Drück-Vorspanneinrichtung, um den Detektor 10 zu der Messoberfläche zu drücken. Wenn das andere (zweite) Ende der zweiten Blattfeder 42 in die Nähe des zweiten Endes der ersten Blattfeder 41 kommt, wird eine Federkraft am ersten Ende der zweiten Blattfeder 42 erzeugt, welche die Kraft zum Vorspannen des Detektors 10 erhöht.
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Eine an der Antriebseinheitsbefestigung 44 befestigte Einstellschraube 47 ist als eine Vorspannkraft-Steuereinrichtung für das zweite Ende der zweiten Blattfeder 42 vorgesehen.
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Die Einstellschraube 47 klemmt die zweiten Enden der ersten Blattfeder 41 und der zweiten Blattfeder 42 zwischen ihrem Kopf 47A und der Antriebseinheitsbefestigung 44. Das zweite Ende der zweiten Blattfeder 42 und das zweite Ende der ersten Blattfeder 41 werden zueinander oder voneinander weg bewegt, indem die Einstellschraube 47 gedreht wird.
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Wenn die Einstellschraube 47 bis zum Maximum gedreht wird, ist das zweite Ende der zweiten Blattfeder dem zweiten Ende der ersten Blattfeder 41 am nächsten (stößt gegen dasselbe), so dass eine vorbestimmte Vorspannkraft auf den Detektor 10 ausgeübt wird. Dann dreht sich der Detektor 10 in der Richtung P, was durch den Anschlag 50 beschränkt wird (siehe 5). Dabei dient der Anschlag 50 als eine Beschränkungseinrichtung zum Beschränken der Bewegung des Detektors 10 in der Vorspannrichtung (Drehung in der Richtung P) für die Messung ohne Schlitten.
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Ein Ring 47B, der die Lösung der Einstellschraube 47 verhindert, ist am entfernten Ende des Gewindeteils der Einstellschraube 47 vorgesehen.
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Die Spiralfeder 43 ist eine Kompressionsfeder, deren erstes Ende in einer Vertiefung 40A der Verbindungsbefestigung 40 befestigt ist und deren zweites Ende in einem Loch 44A der Antriebseinheitsbefestigung 44 befestigt ist. Die Feder 43 dient als eine Hilfs-Vorspanneinrichtung, um die Verbindungsbefestigung 40 in einer Richtung weg von der Antriebseinheitsbefestigung 44 (einer Richtung zum Drehen des Detektors 10 in der Richtung P) vorzuspannen.
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Eine Federkraft-Einstellschraube 48 ist in das Loch 44A der Antriebseinheitsbefestigung 44 geschraubt, und der Kopf der Federkraft-Einstellschraube 48 stößt gegen das zweite Ende der Spiralfeder 43. Durch das Drehen der Federkraft-Einstellschraube 48 wird die Länge der Spiralfeder 43 verändert, wodurch die Vorspannkraft eingestellt werden kann.
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Im folgenden wird eine Funktion der oben beschriebenen Anordnung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Um eine Messung ohne Schlitten durchzuführen, wird der Schlitten zu Beginn entfernt. Dann wird durch die Einstellschraube 47 eine vorbestimmte Vorspannkraft auf den Detektor ausgeübt.
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Wenn die Einstellschraube 47 bis zum Maximum gedreht wird, ist das zweite Ende der zweiten Blattfeder 42 dem zweiten Ende der ersten Blattfeder 41 am nächsten, so dass das erste Ende der zweiten Blattfeder 42 weg vom ersten Ende der ersten Blattfeder 41 vorgespannt wird.
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Obwohl die Verbindungsbefestigung 40 und der Detektor 10 mit einer vorbestimmten Vorspannkraft in der Richtung P gedreht werden, stößt die Verbindungsbefestigung 40 gegen den Anschlag 50 am Halteblock 34, so dass die Bewegung des Detektors 10 in der Richtung P gestoppt wird. Dabei drehen sich die Verbindungsbefestigung 40 und der Detektor 10 nicht der zur Richtung P entgegengesetzten Richtung, weil die Verbindungsbefestigung 40 und der Detektor 10 durch die erste und die zweite Blattfeder 41 und 42 sowie die Spiralfeder 43 vorgespannt werden.
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Unter der oben genannten Bedingung wird die Messoberfläche durch den Detektor 10 gemessen.
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Das Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit wird auf das Werkstück gesetzt, und die Antriebseinheit 20 wird betätigt, um den Detektor zu bewegen, während das entfernte Ende des Fühlers 13 in Kontakt mit der Messoberfläche ist.
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Beim Betätigen der Antriebseinheit 20 wird der Motor 29 betrieben und wird die Drehung des Motors 29 über das erste und zweite Zahnrad 30 und 31 auf die Gewindewelle 25 übertragen. Wenn die Gewindewelle 25 gedreht wird, bewegt sich die Mutter 27 entlang der Achsenlinie der Gewindewelle 25 und bewegt sich der Gleiter 23 auf der Gleiterführung 22 in Übereinstimmung mit der Bewegung der Mutter 27.
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Der über die Antriebseinheitsbefestigung 44 und die Verbindungsbefestigung 40 am Gleiter 23 befestigte Detektor 10 bewegt sich in Übereinstimmung mit der Bewegung des Gleiters 23.
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Dabei wird der Fühler 13 des Detektors 10 in Übereinstimmung mit den Unregelmäßigkeiten der Messoberfläche des Werkstücks verschoben, so dass alle konkav-konvexen Daten zur Messoberfläche durch den Erfassungsteil des Detektors 10 erfasst werden.
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Wenn dagegen die Messung mit dem Schlitten durchgeführt wird, wird die Drehung der Einstellschraube gelöst, um eine Vorspannkraft auszuüben, die kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
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Obwohl der Schlitten 14 durch die erzeugte Vorspannkraft zu dem Detektor 10 gedrückt wird, wird die Bewegung des Detektors 10 in der Vorspannrichtung nicht durch den Anschlag 50 beschränkt.
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In dem oben beschriebene Zustand wird das Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit auf das Werkstück gesetzt und wird die Antriebseinheit 20 betätigt, um den Detektor 10 zu bewegen, während das entfernte Ende des Fühlers 13 und der Schlitten 14 in Kontakt mit der Messoberfläche sind.
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Der Schlitten 14 wird entlang der Wellung der Messoberfläche verschoben, und die Verschiebung des Fühlers 13 relativ zum Schlitten 14 wird in der Form von Daten zu der Oberflächenrauheit erfasst.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
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Weil in der vorliegenden Ausführungsform das Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit den Detektor 10, der an seinem entfernten Ende den Fühler 13 und den Schlitten 14 aufweist, die Antriebseinheit 20 zum Bewegen des Detektors 10 entlang der Messoberfläche, die Vorspanneinrichtungen 41 und 42 zum Vorspannen des Detektors 10, um den Schlitten 14 gegen die Messoberfläche zu drücken, sowie die Vorspannkraft-Steuereinrichtung 47 zum Einstellen der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtungen 41 und 42 umfasst, kann die Vorspannkraft des Schlittens 14 einfach durch eine Betätigung der Vorspannkraft-Steuereinrichtung 47 gesteuert werden.
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Wenn also der Schlitten durch einen anderen Typ ersetzt wird, kann die Druckkraft des Schlittens 14 in Übereinstimmung mit dem Typ des ausgetauschten Schlittens gesteuert werden.
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Weil weiterhin das Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit der vorliegenden Ausführungsform die Beschränkungseinrichtung 50 zum Beschränken der Bewegung des Detektors 10 in der Vorspannrichtung aufweist, wenn die vorbestimmte Vorspannkraft durch die Vorspannkraft-Steuereinrichtung 47 ausgeübt wird, kann einfach zwischen der Messung mit Schlitten und der Messung ohne Schlitten gewechselt werden, indem die Vorspannkraft-Steuereinrichtung 47 betätigt wird.
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Weil weiterhin die Vorspanneinrichtung die Halte-Vorspanneinrichtung 41, die hauptsächlich zum Halten des Detektors 10 dient, und die Drück-Vorspanneinrichtung 42 zum Drücken des Detektors 10 gegen die Messoberfläche umfasst, kann die Vorspannkraft des Detektors 10 einfach durch das Sicherstellen einer Minimalvorspannkraft durch die Halte-Vorspanneinrichtung 41 und das Einstellen der Vorspannkraft der Drück-Vorspanneinrichtung 42 eingestellt werden.
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Weil weiterhin die Halte-Vorspanneinrichtung 41 und die Drück-Vorspanneinrichtung 42 die erste und die zweite Blattfeder umfassen, kann der Aufbau der Vorspanneinrichtung selbst vereinfacht werden. Weil Blattfedern allgemein für Messinstrumente verwendet werden und relativ kostengünstig erhalten werden können, können die Herstellungskosten für das Messinstrument reduziert werden.
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Weil weiterhin die Vorspannkraft-Steuereinrichtung durch die Einstellschraube zum Bewegen des zweiten Endes der zweiten Blattfeder 42 zu und weg von dem zweiten Ende der ersten Blattfeder 41 gebildet wird, kann die Vorspannkraft des Detektors 10 einfach durch das Drehen der Einstellschraube 47 gesteuert werden.
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Weil weiterhin die Beschränkungseinrichtung ein Anschlag 50 ist, der die Bewegung des Detektors 10 in der Vorspannrichtung beschränkt, wenn die Vorspannkraft des Detektors 10 durch das Drehen der Einstellschraube erhöht wird, kann der Aufbau selbst vereinfacht werden.
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Weil das Instrument zum Messen der Oberflächenbeschaffenheit die Hilfs-Vorspanneinrichtung 43 zum Vorspannen des entfernten Endes des Detektors 10 zu der Messoberfläche umfasst, kann die auf den Detektor 10 ausgeübte Vorspannkraft durch die zusätzlich zu den Vorspanneinrichtungen 41 und 42 vorgesehene Hilfs-Vorspanneinrichtung 43 fein eingestellt werden.
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Weil weiterhin der Gleiter 23, der den Detektor 10 hält, entlang der Gleiterführung 22 vorwärts und rückwärts bewegt wird und die Gleiterführung 22 eine erste und zweite Bezugsoberfläche in Kontakt mit dem Gleiter 23 aufweist, kann im Vergleich zu einer Gleiterführung, die durch ein Stangenglied mit kreisförmigem Querschnitt gebildet wird, eine höhere Festigkeit aufrechterhalten werden.
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Dementsprechend kann die Linearität der Bewegungsrichtung des Detektors 10, der entlang der Gleiterführung 22 vorwärts und rückwärts bewegt wird, sichergestellt werden.
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Weil weiterhin der Gleiter 23 durch die Positionierungsblattfedern 32 und 36 konstant zu der Bezugsoberfläche der Gleiterführung 22 vorgespannt wird, kann die Position des Gleiters 23 auch dann konstant gehalten werden, wenn ein Spiel zwischen dem Gleiter 23 und der Gleiterführung 22 gebildet wird.
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Dementsprechend kann eine Änderung der Ausrichtung des Gleiters 23 (und damit des Detektors 10) aufgrund eines Spiels des Gleitteils verhindert werden.
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Weil die Gleiterführung 22 und der Gleiter 23 mit einem annähernd C-förmigen Querschnitt ausgebildet sind, kann eine hohe Festigkeit erreicht werden.
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Weil die Gleiterführung 22 integral am Gehäuse 21 befestigt ist, kann die Festigkeit des Gehäuses 21 durch die Gleiterführung 22 erhöht werden.
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Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst Modifikationen und Verbesserungen, soweit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung mit Hilfe derselben gelöst werden kann.
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Während beispielsweise die Vorspanneinrichtung der oben beschriebenen Ausführungsform die Halte-Vorspanneinrichtung 41, die hauptsächlich zum Halten des Detektors 10 dient, und die Drück-Vorspanneinrichtung 42 zum Drücken des Detektors 10 zu der Messoberfläche umfasst, kann in der vorliegenden Erfindung auch nur eine einzige Vorspanneinrichtung vorgesehen sein.
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Wenn die Vorspanneinrichtung die Halte-Vorspanneinrichtung 41 und die Drück-Vorspanneinrichtung 42 umfasst, muss die Vorspanneinrichtung nicht notwendigerweise durch eine Blattfeder gebildet werden. Zum Beispiel kann eine Spiralfeder anstelle der Blattfeder verwendet werden.
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Während weiterhin die Einstellschraube 47 als Vorspanneinrichtungs-Steuereinrichtung verwendet wird, können der Motor und der Zahnradmechanismus zum automatischen Einstellen der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung verwendet werden.
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Weiterhin muss die Hilfs-Vorspanneinrichtung 43 nicht notwendigerweise vorgesehen sein. Und wenn die Hilfs-Vorspanneinrichtung 43 vorgesehen ist, kann eine Blattfeder anstelle der Spiralfeder verwendet werden.
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Weiterhin kann in der vorliegenden Erfindung der Gleiter 23, der den Detektor 10 hält, durch eine Gleiterführung vorwärts und rückwärts bewegt werden, die durch ein Stangenglied mit einem kreisförmigen Querschnitt gebildet wird.
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Weiterhin kann die Bewegung des Detektors 10 durch das Vorspannen des Detektors 10 in der negativen Vorspannrichtung und durch das Drücken der Verbindungsbefestigung 40 zu der Antriebseinheitsbefestigung 44 beschränkt werden.
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Weiterhin kann die Vorspannkraft-Steuereinrichtung die Verbindungsbefestigung 40 mit der Antriebseinheitsbefestigung 44 verbinden.
