DE10056434A1 - Messtastereinrichtung - Google Patents
MesstastereinrichtungInfo
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- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Messtastereinrichtung (1) mit einem in einer Axialführung (1.1) gelagerten und in x-Richtung unter Messung des Weges vor und zurück verfahrbaren Tasterarm (1.4) und einem an dessen freiem Endbereich angebrachten Tasterkopf (1.2), der während einer Messung mit einer Bauteiloberfläche in Berührung gebracht ist und während des Verfahrens in x-Richtung durch die Oberflächenkonturen in einer zur x-Richtung senkrechten z-Richtung ausgelenkt wird, und mit einer Auswerteeinrichtung, mit der die Auslenkungen in z-Richtung in Abhängigkeit von dem Weg in x-Richtung erfassbar und auswertbar sind. Die Messungen werden dadurch erleichtert, dass dem Tasterkopf (1.2) ein Endoskop (3.2) mit einem zumindest im Bereich einer Abtaststelle wirksamen Sichtfeld (3.3) und einer Beobachtungsvorrichtung (3, 4) für einen Abtastbereich beigeordnet ist (Fig. 1).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Messtastereinrichtung mit einem in einer
Axialführung gelagerten und in x-Richtung unter Messung des Weges vor und
zurück verfahrbaren Tasterarm und einem an dessen freiem Endbereich ange
brachten Tasterkopf, der während einer Messung mit einer Bauteiloberfläche in
Berührung gebracht ist und während des Verfahrens in x-Richtung durch die
Oberflächenkonturen in einer zur x-Richtung senkrechten z-Richtung ausgelenkt
wird, und mit einer Auswerteeinrichtung, mit der die Auslenkungen in z-Richtung
in Abhängigkeit von dem Weg in x-Richtung erfassbar und auswertbar sind.
Eine Messtastereinrichtung dieser Art, wie sie beispielsweise in dem DE-Katalog
Taylor Hobson, 7197, Seiten 2, 3 angegeben ist, dient zum Messen von Ober
flächenstrukturen, wie z. B. kleiner Radien oder Rauhigkeit von Metallwerkstoffen
in der Größenordnung einiger Mikrometer. Ein die Oberfläche taktil abtastender
und dabei in z-Richtung entsprechend der Oberflächenstruktur ausgelenkter Ta
sterkopf mit einer geeigneten (z. B. spitzen oder gerundeten) Tastspitze ist an ei
nem in axialer Richtung (x-Richtung) vor und zurück bewegbaren, starren Tasterarm
angebracht, der geräteseitig im Bereich der Axialführung um eine Achse
schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkbewegungen werden zum Auswerten der
abgetasteten Oberflächenkontur in Abhängigkeit von dem Weg in x-Richtung in
elektrische Signale umgewandelt und elektronisch ausgewertet. Schwierigkeiten
können sich bei einer derartigen Abtastmessung z. B. dann ergeben, wenn die
abzutastende Oberfläche schlecht einsehbar ist, wie dies z. B. in einem ge
schlossenen Kanal der Fall ist. Aus diesem Grunde werden derartige Messtast
ereinrichtungen für die Messung an offenen sichtbaren Oberflächen eingesetzt;
zum Freilegen einer inneren Oberfläche wird das Bauteil zerschnitten und damit
zerstört.
Für ein zerstörungsfreies Messen von inneren Oberflächenstrukturen, etwa Ra
dien an zwei quer zueinander verlaufenden Bohrungen, wird z. B. ein elastomeres
Abdruckverfahren angewendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messtastereinrichtung der ein
gangs genannten Art bereitzustellen, mit der insbesondere auch an schlecht oder
gar nicht einsehbaren Stellen Oberflächenstrukturen mit weniger Aufwand abge
tastet werden können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hiernach ist
vorgesehen, dass dem Tasterkopf ein Endoskop mit einem zumindest im Bereich
einer Abtaststelle wirksamen Sichtfeld und einer Beobachtungsvorrichtung für
einen Abtastbereich beigeordnet ist. Mittels des dem Tasterkopf beigeordneten
Endoskops ist für eine Bedienperson von außen der Bereich um den Tasterkopf
beim Anfahren der Abtaststelle und Abtasten einsehbar und der Tasterkopf
schnell und einfach an der gewünschten Stelle positionierbar, ohne dass die Ge
fahr einer Beschädigung des Tasterkopfes besteht. Das Bauteil kann auf ein
fache Weise vermessen werden, ohne es zu zerstören. Diese Vorteile kommen
vor allem auch bei einseitigem Zugang von Kanälen und kleinen Zugangs
bohrungen zum Tragen. Bei einfacher schneller Handhabung ist die Messung von
inneren Geometrien bei bekannten Vorteilen des taktilen Messens möglich.
Eine vorteilhafte Ausbildung zur Ausrichtung des Sichtfeldes des Endoskops auf
einen Abtastbereich besteht darin, dass das Endoskop zur synchronen Bewe
gung mit dem Tasterarm mit diesem oder dessen Antriebseinrichtung gekoppelt
oder zumindest teilweise selbst als Tasterarm ausgebildet ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung, bei der über das Endoskop gleichzeitig auch
eine einfache, genaue Auswertung unterstützt wird, besteht darin, dass das En
doskop mit der Beobachtungsvorrichtung außer zum Befeuchten und zur visu
ellen Kontrolle des Abtastbereichs auch zur automatischen Auswertung der
Abtastung ausgebildet ist. Die automatische Auswertung kann dabei beispiels
weise mit Methoden der Bildverarbeitung vorgenommen werden. Die visuelle
Kontrolle kann am Bildschirm erfolgen. Eine günstige Ausbildung besteht dabei
darin, dass die Beobachtungsvorrichtung einen Erfassungsteil mit einer Abbil
dungsoptik und einem diesem nachgeschalteten Bildaufnehmer zur Erzeugung
elektronisch auswertbarer Signale aufweist, und weiterhin darin, dass der Bild
aufnehmer eine CCD-Anordnung aufweist.
Zu einem einfachen Aufbau und einer einfachen Handhabung trägt weiterhin bei,
dass die Beleuchtung der Abtaststelle durch einen in dem Endoskop integrierten
Lichtleiter erfolgt.
ist vorgesehen, dass der Tasterarm an sich starr ausgebildet und nur in x-Rich
tung verschieblich und/oder um seine Längsachse drehbar ist und in seinem vor
deren Abschnitt einen Tasterschenkel trägt, der eine gelenkige Anbindung des
Tasterkopfes an den Tasterarm bildet, so wird eine Messung in engen Bohrungen
weiter begünstigt. Die Empfindlichkeit der Abtastbewegung wird durch das
dabei vorzugsweise am Tasterarm angebrachte oder in diesem integrierte En
doskop nicht beeinträchtigt. Zwei verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten be
stehen dabei darin, dass der Tasterarm an sich starr ausgebildet und nur in x-
Richtung verschieblich und/oder um seine Längsachse drehbar ist und in seinem
vorderen Abschnitt einen Tasterschenkel trägt, der eine gelenkige Anbindung
des Tasterkopfes an den Tasterarm bildet.
Eine Messwerterfassung kann dabei in einfacher Weise dadurch vorgenommen
werden, dass an dem Tasterschenkel ein die Auslenkung in z-Richtung auf
nehmendes Messelement angeordnet ist, wobei die Maßnahmen günstig sind,
dass das Messelement eine Dehnmesstreifeneinheit mit zwei gepaarten Dehn
messstreifen, ein optisches Ablenkelement oder ein piezoelektrischer, induktiver
oder kapazitiver Geber ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug
nahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messtastereinrichtung mit
einem Endoskop im Längsschnitt und
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messtastereinrichtung mit
einem gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel anders ausge
bildeten Endoskop im Längsschnitt.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist eine Messtastereinrichtung 1 mit einem
Tasterarm 1.4, an dessen vorderem Ende ein Tasterschenkel 1.3 mit einem spit
zen oder alternativ auch gerundeten oder anders geformten Tastkopf 1.2 an
gebracht ist, zusammen mit einer an dem Tasterarm 1.4 angebrachten (Fig. 1)
oder in diesem integrierten (Fig. 2) Endoskop-Lichtführung 3.2 in eine enge Boh
rung eines metallischen Bauteils, beispielsweise eines Verteilerrohres, bis in die
Nähe einer in den Hohlraum 2.2 des engen Kanals mündenden Querbohrung 2.1
eingeführt, um dort mittels des Tasterkopfes 1.2 einen Übergangsradius abzu
tasten. Dazu wird der Tasterarm 1.4, der vorliegend an sich starr ist, aber auch,
wie an sich bekannt, gelenkig gelagert sein kann, in axialer Richtung des Hohl
raumes 2.2 mittels einer Axialführung 1.1 bewegt, wobei der Tasterkopf 1.2 in
z-Richtung entsprechend dem Verlauf des Übergangsradius ausgelenkt wird. Die
Verschiebung des Tasterarmes 1.4 und damit auch des Tasterkopfes 1.2 in axi
aler Richtung, d. h. in x-Richtung, wird z. B. mittels eines in der Axialführung
1.1 vorgesehenen (nicht gezeigten) Wegaufnehmers und/oder mit dem Endoskop
3 erfasst und der Auslenkung des Tasterkopfes 1.2 in z-Richtung mittels einer
Auswerteeinrichtung zugeordnet. Die Auslenkung in z-Richtung beträgt z. B.
einige 10 oder 100 µm. Es können aber auch Oberflächenrauhigkeiten in der
Größenordnung unter 10 µm oder sogar unter einem µm erfasst werden, wenn
der Tasterkopf 1.2 biegeelastisch mit einem Festgelenk an dem z. B. starr aus
gebildeten Tasterarm 1.4 angebracht ist.
Eine Abtastbewegung des Tasterarms 1.4 mit dem Tasterkopf 1.2 kann mittels
veschiedener Messaufnehmer erfasst werden, beispielsweise einer Dehnmess
streifeneinheit mit zwei gepaarten Dehnmessstreifen, einer optischen Ablenkein
heit oder einem piezoelektrischen, induktiven oder kapazitiven Geber, wie in der
nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 100 21 788 in Verbindung
mit verschiedenen Anbindungsmöglichkeiten des Tasterarms 1.4 näher ausge
führt. Vorliegend kann die Erfassung der Abtastbewegung des Tasterkopfes 1.2
aber auch allein oder zusätzlich mittels des Endoskops 3 automatisch erfolgen,
wobei gemäß Fig. 2 ein Sichtfeld 3.3 im Bereich des Tasterkopfs 1.2 zusammen
mit dem Abtastbereich in einem außerhalb des Hohlraums 2.2 angeordneten
Erfassungsteil 4 über eine Abbildungsoptik 4.2 auf einen Bildaufnehmer 4.3, z. B.
in Form eines CCD (ladungsträgergekoppelte Vorrichtung)-Element 4.3 pro
jiziert und elektronisch ausgewertet wird. Der Erfassungsteil 4 ist dabei mit ei
nem geeigneten Übergangsstück 4.1 an die Lichtführung 3.2 angekoppelt.
Mit dem Endoskop 3 kann vorzugsweise aber auch der Abtastbereich zusammen
mit dem Tasterkopf 1.2 visuell oder automatisch kontrolliert werden, um die ge
wünschte Abtaststelle anzufahren. Für die Beobachtung genügt dabei bereits ein
Beobachtungsteil 3,1 mit geeigneter Optik. Eine automatische Kontrolle kann
ebenso wie eine automatische Auswertung mittels des Endoskops mit Hilfe an
sich bekannter Methoden der Bildauswertung erfolgen. Das Endoskop 3 umfasst
vorzugsweise auch einen Beleuchtungsteil z. B. mit einer Lichtleitfaser, die in der
Lichtführung 3.2 vorgesehen ist.
Wie die Fig. 1 und 2 weiterhin zeigen, kann die Lichtführung 3.2 alternativ an
den Tasterarm 1.4 angebracht oder selbst als Tasterarm 1.4 ausgebildet sein.
Die Lichtführung 3.2 wird mittels der Axialführung 1.1 und damit synchron zu
dem Tasterkopf 1.2 in x-Richtung und/oder um die Längsachse des Tasterarms
1.4 rotierend bewegt, so dass das Sichtfeld 3.3 immer zur Beobachtung des Ab
tastbereichs eingestellt ist. Zur Ausbildung des Sichtfelds. 3.3 kann der der Ab
taststelle zugekehrte Endbereich der Lichtführung je nach Anwendungsfall ge
eigent ausgebildet sein, um z. B. unterschiedlich große Sichtfelder oder unter
schiedliche Blickwinkel zu verwirklichen.
Die beschriebenen Maßnahmen in Verbindung mit dem Endoskop 3 ergeben
Vorteile beim Aufsetzen des Tastkopfes 1, 2 an der zu messenden Abtaststelle
im Innern des Bauteils 2 auch bei einseitigem Zugang und kleinen Zugangs
bohrungen, wobei eine einfache und schnelle Handhabung gewährleistet wird.
Zudem kann das Endoskop 3 zur Auswertung der Messergebnisse vorteilhaft ge
nutzt werden.
Claims (10)
1. Messtastereinrichtung (1) mit einem in einer Axialführung (1.1)
gelagerten und in x-Richtung unter Messung des Weges vor und zurück
verfahrbaren Tasterarm (1.4) und einem an dessen freiem Endbereich an
gebrachten Tasterkopf (1.2), der während einer Messung mit einer Bau
teiloberfläche in Berühunng gebracht ist und während des Verfahrens in
x-Richtung durch die Oberflächenkonturen in einer zur x-Richtung senk
rechten z-Richtung ausgelenkt wird, und mit einer Auswerteeinrichtung,
mit der die Auslenkungen in z-Richtung in Abhängigkeit von dem Weg in
x-Richtung erfassbar und auswertbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Tasterkopf (1.2) ein Endoskop (3.2) mit einem zumindest im
Bereich einer Abtaststelle wirksamen Sichtfeld (3.3) und einer Beobach
tungsvorrichtung (3, 4) für einen Abtastbereich beigeordnet ist.
2. Messtastereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Endoskop (3.2) zur synchronen Bewegung mit dem Tasterarm
(1.4) mit diesem oder dessen Antriebseinrichtung gekoppelt oder zumin
dest teilweise selbst als Tasterarm (1.4) ausgebildet ist.
3. Messtastereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Endoskop (3.2) mit der Beobachtungsvorrichtung (4) außer zum
Beleuchten und zur visuellen Kontrolle des Abtastbereichs auch zur auto
matischen Auswertung der Abtastung ausgebildet ist.
4. Messtastereinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beobachtungsvorrichtung einen Erfassungsteil (4) mit einer Abbil
dungsoptik (4.2) und einem diesem nachgeschalteten Bildaufnehmer (4.3)
zur Erzeugung elektronisch auswertbarer Signale aufweist.
5. Messtastereinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bildaufnehmer eine CCD-Anordnung (4.3) aufweist.
6. Messtastereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Befeuchtung der Abtaststelle durch einen in dem Endoskop (3)
integrierten Lichtleiter erfolgt.
7. Messtastereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tasterarm (1.4) an sich starr ausgebildet und nur in x-Richtung
verschieblich und/oder um seine Längsachse drehbar ist und in seinem
vorderen Abschnitt einen Tasterschenkel (1.3) trägt, der eine gelenkige
Anbindung des Tasterkopfes (1.2) an den Tasterarm (1.4) bildet.
8. Messtastereinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tasterschenkel (11.3) biegeelastisch als Tastgelenk oder als Wip
pe über eine Gelenkachse mit dem Tasterarm verbunden ist.
9. Messtastereinrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Tasterschenkel (1.3) ein die Auslenkung in z-Richtung auf
nehmendes Messelement angeordnet ist.
10. Messtasteinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Messelement eine Dehnmesstreifeneinheit mit zwei gepaarten
Dehnmessstreifen, ein optisches Ablenkelement oder ein piezoelektri
scher, induktiver oder kapazitiver Geber ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000156434 DE10056434A1 (de) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | Messtastereinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000156434 DE10056434A1 (de) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | Messtastereinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10056434A1 true DE10056434A1 (de) | 2002-05-23 |
Family
ID=7663284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000156434 Withdrawn DE10056434A1 (de) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | Messtastereinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10056434A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012107536A1 (de) | 2012-08-16 | 2014-02-20 | Patrick Mall | Varistor, Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zur Regenerierung |
DE102016111162A1 (de) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | Dürr Ecoclean GmbH | Gratprüfungsvorrichtung und Verfahren zum Überprüfen eines Werkstückgrats |
-
2000
- 2000-11-14 DE DE2000156434 patent/DE10056434A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012107536A1 (de) | 2012-08-16 | 2014-02-20 | Patrick Mall | Varistor, Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zur Regenerierung |
DE102016111162A1 (de) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | Dürr Ecoclean GmbH | Gratprüfungsvorrichtung und Verfahren zum Überprüfen eines Werkstückgrats |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |