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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrichtung eines an einem Koordinatenmessgerät angeordneten Rauheitssensors sowie ein Koordinatenmessgerät zur Durchführung des Verfahrens.
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Zum Stand der Technik (
DE 20 2008 011 629 U1 ) gehört eine Rauheitsmessvorrichtung mit einem Messtaster zur Erfassung beziehungsweise Messung mikroskopischer Oberflächenprofile.
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Diese zum Stand der Technik gehörende Rauheitsmessvorrichtung weist einen Messtaster mit einem Tasthebel auf, der eine Tasternadel mit einer Tastspitze zur Erfassung beziehungsweise Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden Werkstücken aufweist. Diese Messvorrichtung weist eine Antriebsvorrichtung auf, mittels derer die Tasternadel entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird.
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Diese zum Stand der Technik gehörenden Rauheitsmessvorrichtungen müssen derart an der Werkstückoberfläche ausgerichtet werden, dass sie mit ihren Abstützkörpern auf der Werkstückoberfläche aufliegen.
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Hierzu werden die zum Stand der Technik gehörenden Rauheits- und Profilmessvorrichtungen von Hand parallel zur Bezugsfläche, das heißt zur Werkstückoberfläche ausgerichtet, was sehr aufwendig ist.
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Die Sichtprüfung weist den Nachteil auf, dass diese zeitaufwendig und schwer reproduzierbar ist, insbesondere dann, wenn die Orientierung der zu vermessenden Oberfläche unbekannt ist.
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Aus dem Stand der Technik (
DE 10 2010 018 819 A1 ) ist bekannt, mit einer Beleuchtung durch einen Lichtleiter zu überprüfen, ob an der gewünschten Messstelle angetastet wird. Bei diesem Stand der Technik stellt sich jedoch immer noch das Problem, dass die Ausrichtung an der Oberfläche vor dem Antasten schwierig ist. Gemäß diesem Stand der Technik wird der Messsensor über das Andrücken von Kufen zur Oberfläche des Werkstückes ausgerichtet. Zwischen Kufe und Tastspitze besteht prinzipbedingt generell ein räumlicher Versatz. Weiterhin kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Kufe und Tastspitze, bei der die durch Rauheit verursachte Bewegung der Kufe in die Relativbewegung eingeht, was zum Beispiel bei der
DE 41 32 724 A1 der Fall ist. Die Größe der Kufen kann zudem dazu führen, dass Messungen in Bohrungen aufgrund der Größe des Sensors nicht möglich sind.
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Weiterhin gehört zum Stand der Technik
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DE 10 2009 019 129 A1 ) eine Vorrichtung zur Positionierung eines Sensors. Bei diesem zum Stand der Technik gehörenden Verfahren ist ein Oberflächenantastelement, beispielsweise in Form einer eine Tastspitze aufweisende Tastnadel vorgesehen. Diese zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung kann im Hinblick auf die Ausrichtung des Sensors noch verbessert werden.
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Darüber hinaus gehört zum Stand der Technik
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DE 10 2009 035 747 A1 ) eine Rauheit- und/oder Profilmessvorrichtung mit einem Messtaster mit einem Tasthebel, der eine Tastnadel mit einer Tastspitze aufweist. Der Taster kann mit einem derartigen Sekundärmesssystem ausgestattet sein, welches den zeitlichen Verlauf des Abstandes zwischen Taster und Taststift aufzeichnet. Auch diese zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung kann hinsichtlich der exakten Ausrichtung des Sensors noch verbessert werden.
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Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Verfahren zur automatischen Ausrichtung eines Rauheitssensors an einer Werkstückoberfläche anzugeben sowie ein Koordinatenmessgerät zur Durchführung des Verfahrens, mit denen eine automatische Ausrichtung des Rauheitssensors in einer parallelen Position zur Werkstückoberfläche oder einer annähernd parallelen Position zur Werkstückoberfläche möglich ist.
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Dieses technische Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie ein Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausrichtung eines an einem Koordinatenmessgerät angeordneten Rauheitssensors an einer Werkstückoberfläche, bei dem der Rauheitssensor an einem messenden oder schaltenden Tastkopf des Koordinatenmessgerätes angeordnet wird, wobei der Rauheitssensor einen festen Berührpunkt und eine relativ zum Rauheitssensor bewegliche Tasternadel aufweist, bei dem zur Ausrichtung des Rauheitssensors an der Werkstückoberfläche eine Position des festen Berührpunktes und eine Position der beweglichen Tasternadel verwendet werden, zeichnet sich dadurch aus, dass mit dem festen Berührpunkt des Rauheitssensors eine Antastung der Werkstückoberfläche durch das Koordinatenmessgerät durchgeführt wird, und dass die bewegliche Tasternadel relativ zum Rauheitssensor maximal ausgefahren ist oder wird, dass bei Kontakt zwischen der Tasternadel und der Werkstückoberfläche die Position der Tasternadel in dem Rauheitssensor erfasst wird, und dass der Antastpunkt des festen Berührpunktes erfasst wird, und dass aus der durch das Koordinatenmessgerät gemessenen Position des Antastpunktes des festen Berührpunktes auf der Werkstückoberfläche und der Position der Tasternadel in dem Rauheitssensor ein Winkel zwischen der Werkstückoberfläche und dem Rauheitssensor bestimmt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausrichtung eines an einem Koordinatenmessgerät angeordneten Rauheitssensors an einer Werkstückoberfläche, bei dem der Rauheitssensor an einem messenden oder schaltenden Tastkopf des Koordinatenmessgerätes angeordnet wird, wobei der Rauheitssensor einen festen Berührpunkt und eine relativ zum Rauheitssensor bewegliche Tasternadel aufweist, bei dem zur Ausrichtung des Rauheitssensors an der Werkstückoberfläche eine Position des festen Berührpunktes und eine Position der beweglichen Tasternadel verwendet werden, zeichnet sich dadurch aus, dass mit dem festen Berührpunkt des Rauheitssensors eine Antastung der Werkstückoberfläche durch das Koordinatenmessgerät durchgeführt wird, und dass die bewegliche, mit einer Rückstellkraft beaufschlagte Tasternadel relativ zum Rauheitssensor maximal ausgefahren ist oder wird, dass bei Kontakt zwischen der Tasternadel und der Werkstückoberfläche die Tasternadel entgegen der Rückstellkraft in den Rauheitssensor gedrückt wird, und dass aus der durch das Koordinatenmessgerät gemessenen Position des Antastpunktes des festen Berührpunktes auf der Werkstückoberfläche und der Position des Antastpunktes der Tasternadel in dem Rauheitssensor ein Winkel zwischen der Werkstückoberfläche und dem Rauheitssensor bestimmt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass eine Ausrichtung des Rauheitssensors zu der Werkstückoberfläche des zu vermessenden Objektes mit einer Genauigkeit von +/–1° möglich ist. Diese Genauigkeit ist erforderlich, um zuverlässige Messwerte bei der Rauigkeitsmessung zu erzielen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Sichtprüfung zur Ausrichtung des Sensors nicht mehr notwendig.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, eine automatische Ausrichtung des Rauheitssensors durchzuführen, dadurch, dass die Ausrichtung des Rauheitssensors anhand von mindestens zwei Kontaktpunkten erfolgt. Die Lösung erfolgt dadurch, dass ein fester Punkt (fester Berührpunkt) sowie ein variabler Punkt (bewegliche Tasternadel) zur Ausrichtung verwendet werden.
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Die Antastung erfolgt mit dem Tastkopf über den festen Berührpunkt, wahlweise mit eingefahrener oder ausgefahrener Nadel, da die geringe Nadelkraft keinen Einfluss auf die Antastung hat. Anschließend wird die Nadel ausgefahren, falls dies noch nicht erfolgt ist. Es wird aus der Nadelposition und dem festen Berührpunkt der Stellwinkel des Rauheitssensors berechnet. Ist die Tasternadel maximal ausgefahren, wird der Maximalwinkel berechnet.
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Ist der Stellwinkel kleiner als ein vorgegebener Winkel, ist die Ausrichtung ausreichend und die Rauheitsmessung kann gestartet werden. Falls der Stellwinkel zu groß ist, wird der Rauheitssensor relativ zur Werkstückoberfläche gedreht und/oder geschwenkt. Es wird dann erneut angetastet. Dieser Vorgang kann gegebenenfalls mehrmals wiederholt werden.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit einem Koordinatenmessgerät eine Antastung über den festen Berührpunkt durchgeführt, das heißt, der schaltende oder messende Tastkopf des Koordinatenmessgerätes detektiert eine Berührung des festen Berührpunktes des Rauheitssensors mit der Werkstückoberfläche.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit dem festen Berührpunkt des Rauheitssensors eine Antastung der Werkstückoberfläche durch das Koordinatenmessgerät durchgeführt. Diese Antastung erfolgt analog der Antastung mit einem zum Stand der Technik gehörenden Taststift. Dadurch, dass der Rauheitssensor an einem messenden oder schaltenden Tastkopf des Koordinatenmessgerätes angeordnet ist, wird die Antastung des festen Berührpunktes des Rauheitssensors mit der Werkstückoberfläche von dem Tastkopf erfasst.
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Als erster Verfahrensschritt erfolgt eine Antastung mit dem Tastkopf über den festen Berührpunkt des Rauheitssensors mit der Werkstückoberfläche.
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Anschließend wird geprüft, ob die Tasternadel ein- oder ausgefahren ist. Ist sie nicht ausgefahren, wird die Tasternadel ausgefahren. Ist die Tasternadel ausgefahren, wird geprüft, ob die Tasternadel Kontakt mit der Werkstückoberfläche hat.
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Ist ein Kontakt der Tasternadel mit der Werkstückoberfläche hergestellt, wird der Winkel des Rauheitssensors aus dem festen Berührpunkt und der ausgefahrenen Länge der Tasternadel berechnet und es wird überprüft, ob die Ausrichtung innerhalb der vorgegebenen Winkelabweichungen liegt.
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Hat die Tasternadel nach dem Ausfahren der Tasternadel keinen Kontakt mit dem Werkstück, ist der Winkel zwischen Ausrichtung des Rauheitssensors und der Werkstückoberfläche zu groß und es wird festgestellt, dass die Ausrichtung des Rauheitssensors nicht den vorgegebenen Winkeln entspricht. In diesem Falle wird der Rauheitssensor gedreht oder geschwenkt, und zwar relativ zur Werkstückoberfläche, und es wird wieder mit dem Antasten mit dem Tastkopf mit dem festen Berührpunkt des Rauheitssensors begonnen.
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Wird festgestellt, dass die Ausrichtung des Rauheitssensors innerhalb der vorgegebenen Winkel liegt, kann die Rauheitsmessung gestartet werden.
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Ist dies nicht der Fall, wird der Rauheitssensor gedreht und/oder geschwenkt, bis über die Positionen des festen Berührpunktes und der beweglichen Tasternadel detektiert wird, dass der Winkel zwischen dem Rauheitssensor und der Werkstückoberfläche der gewünschten Genauigkeit entspricht, also kleiner ist als ein vorgegebener Winkel von beispielsweise +/–1°.
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Die bewegliche Tasternadel kann auch relativ zu dem festen Berührpunkt verfahren werden, das heißt, der Abstand zwischen dem festen Berührpunkt und der beweglichen Tasternadel wird verändert. Die Tasternadel wird, sofern es die Oberflächengeometrie des Werkstückes erlaubt, in einem maximalen Abstand zu dem festen Berührpunkt angeordnet, da hierdurch die größte Genauigkeit während der Ausrichtung des Rauheitssensors erzielt wird. Es gibt jedoch auch Messaufgaben auf der Werkstückoberfläche (beispielsweise Bohrungen), die einen vorgegebenen maximalen Durchmesser aufweisen. In diesen Messaufgaben kann es erforderlich sein, den Abstand zwischen dem festen Berührpunkt und der beweglichen Tasternadel zu verringern, um ein vollständiges Aufsetzen des festen Berührpunktes und der beweglichen Tasternadel und damit ein genauigkeitsoptimiertes Ausrichten des Rauheitssensors zu gewährleisten.
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Ein anderes erfindungsgemäßes Verfahren zur Ausrichtung eines Rauheitssensors sieht vor, dass mit dem festen Berührpunkt des Rauheitssensors eine Antastung der Werkstückoberfläche durch das Koordinatenmessgerät durchgeführt wird, und dass die bewegliche, mit einer Rückstellkraft beaufschlagte Tasternadel relativ zum Rauheitssensor maximal ausgefahren ist, dass bei Kontakt zwischen der Tasternadel und der Werkstückoberfläche die Tasternadel entgegen der Rückstellkraft in den Rauheitssensor gedrückt wird, und dass aus der durch das Koordinatenmessgerät gemessenen Position des Antastpunktes des festen Berührpunktes auf der Werkstückoberfläche und der Position der Tasternadel in dem Rauheitssensor ein Winkel zwischen der Werkstückoberfläche und dem Rauheitssensor bestimmt wird.
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Bei diesem Verfahren wird mit dem festen Berührpunkt die Werkstückoberfläche angetastet, analog der Antastung einer Werkstückoberfläche mit einem Taststift. Wird ein Kontakt des festen Berührpunktes mit der Werkstückoberfläche von dem Koordinatenmessgerät detektiert, wird geprüft, ob die Tasternadel entgegen der auf sie wirkenden Rückstellkraft in den Rauheitssensor gedrückt wird. In diesem Fall liegt ein Kontakt zwischen der Tasternadel und der Werkstückoberfläche vor. Wird die Tasternadel nicht eingedrückt, liegt kein Kontakt vor, so dass der Rauheitssensor entweder gedreht und/oder geschwenkt werden muss, oder der Antastvorgang erneut durchgeführt wird unter verändertem Winkel zwischen dem Rauheitssensor und der Werkstückoberfläche.
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Wird die Tasternadel entgegen der Rückstellkraft in den Rauheitssensor bei Antastung der Werkstückoberfläche gedrückt, wird geprüft, ob die maximale Rückstellkraft erreicht oder überschritten wird. Bei Erreichen der maximalen Rückstellkraft ist der Rauheitssensor in einem Winkel mit der geforderten Genauigkeit zu der Werkstückoberfläche angeordnet. Ist die maximale Rückstellkraft überschritten, muss die Antastung erneut erfolgen und/oder der Rauheitssensor muss gedreht und/oder geschwenkt werden, bis die maximale Rückstellkraft erreicht wird. Wird die maximale Rückstellkraft nicht erreicht, muss der Rauheitssensor ebenfalls entweder gedreht und/oder geschwenkt werden oder die Antastung muss erneut erfolgen, bis die maximale Rückstellkraft der Tasternadel erreicht wird. In allen Fällen wird aus der Position des festen Berührpunktes und der beweglichen Tasternadel in dem Rauheitssensor der Winkel zwischen der Werkstückoberfläche und dem Rauheitssensor bestimmt. Anschließend wird entschieden, welcher weitere Schritt vorzunehmen ist.
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Wird bei der Antastung festgestellt, dass der Rauheitssensor nicht in einem Winkel zur Werkstückoberfläche angeordnet ist, der kleiner als ein vorgegebener Winkel ist, das heißt, die geforderte Genauigkeit wird nicht erreicht, wird der Rauheitssensor gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gedreht und/oder geschwenkt, bis der Winkel kleiner als der vorgegebene Winkel ist.
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Vorteilhaft wird die Ausrichtung iterativ durchgeführt, bis die gewünschte Genauigkeit erreicht wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Ausrichtung wiederholt, wenn der Winkel zwischen dem Rauheitssensor und der Werkstückoberfläche größer als ein vorgegebener Winkel ist. In diesem Fall ist die geforderte Genauigkeit nicht erreicht, so dass eine Messung der Rauheit der Werkstückoberfläche nicht mit der geforderten Genauigkeit durchgeführt werden kann.
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Zur Ausrichtung des Rauheitssensors kann entweder eine drehbare und/oder schwenkbare Achse des Rauheitssensors verwendet werden, oder es kann eine drehbare und/oder schwenkbare Achse des Koordinatenmessgerätes verwendet werden. Durch eine kontinuierlich drehbare Achse kann das mehrmalige zeitaufwendige Ausrichten des Werkstückes zum Messen unterschiedlicher Merkmale vermieden werden. So kann durch das Positionieren eines Drehtisches der Rauheitssensor sehr genau auf die Oberflächennormale der Werkstückoberfläche ausgerichtet werden.
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Wie schon ausgeführt, besteht die Möglichkeit, dass nach dem Antastvorgang über den Berührpunkt und einem Erfassen, dass die Tasternadel keinen Kontakt mit dem Werkstück aufweist, der Rauheitssensor gedreht und/oder geschwenkt wird, bis ein Kontakt der Tasternadel mit der Werkstückoberfläche erfasst wird. Anschließend kann der Winkel zwischen dem Rauheitssensor und der Werkstückoberfläche über das beschriebene Verfahren bis zur geforderten Genauigkeit eingestellt werden.
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Vorteilhaft ist der Abstand zwischen dem Berührpunkt und der Tasternadel auf einen maximal möglichen Abstand in Abhängigkeit von der Messaufgabe eingestellt. Bei einem maximalen Abstand kann der Winkel mit der größtmöglichen Genauigkeit eingestellt werden.
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Ist die Messaufgabe räumlich begrenzt, beispielsweise besteht die Messaufgabe aus einer Bohrung oder einer Nut, muss der Abstand zwischen der Tasternadel und dem Berührpunkt in Abhängigkeit von der Messaufgabe verringert werden.
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Vorteilhaft wird die Tasternadel vor dem Antastvorgang maximal aus dem Rauheitssensor ausgefahren. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei Antastung des festen Berührpunktes an der Werkstückoberfläche gleichzeitig oder unmittelbar danach detektiert werden kann, ob für die Tasternadel auch ein Antastvorgang detektiert werden kann. Dieses Verfahren hat einen zeitlichen Vorteil gegenüber dem Verfahren, bei dem die Tasternadel erst nach dem Antastvorgang des festen Berührpunktes mit der Werkstückoberfläche ausgefahren wird.
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Das erfindungsgemäße Koordinatenmessgerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem schaltenden oder messenden Tastkopf und einem an dem Tastkopf angeordnet Rauheitssensor, wobei an dem Rauheitssensor ein fester Berührpunkt und eine bewegliche Tasternadel angeordnet sind, zeichnet sich dadurch aus, dass eine auf die Tasternadel wirkende Kraftvorrichtung vorgesehen ist, die als eine eine Kraft senkrecht zur Bewegungsrichtung des Rauheitssensors während einer Rauheitsmessung ausübende Kraftvorrichtung ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Kraftvorrichtung die Tasternadel vor, während oder nach dem Antastvorgang des festen Berührpunktes an der Werkstückoberfläche in Richtung Werkstückoberfläche ausfahren lässt. Hierdurch kann detektiert werden, ob die Tasternadel mit der Werkstückoberfläche in Kontakt steht und ob eine Dreh- und/oder Schwenkbewegung des Rauheitssensors zur parallelen Ausrichtung des Rauheitssensors wenigstens annähernd parallel zur Werkstückoberfläche mit der erforderlichen Genauigkeit erforderlich ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Kraftvorrichtung als wenigstens eine Feder ausgebildet. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass sie sehr preiswert aufgebaut ist.
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Vorteilhaft ist wenigstens eine Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Federkraft während eines Antastvorganges vorgesehen. Hierdurch kann ermittelt werden, ob die Tasternadel durch den Kontakt mit der Werkstückoberfläche in den Rauheitssensor gedrückt wird, und ob die Antastkraft kleiner oder größer als die maximale Federkraft ist. Hiernach richtet sich, ob der Rauheitssensor gedreht und/oder geschwenkt werden muss, um eine parallele Ausrichtung zur Werkstückoberfläche mit der geforderten Genauigkeit zu erzielen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Wegsensor zur Erfassung der Position der Tasternadel in dem Rauheitssensor vorgesehen. Hierdurch ist es möglich, genau die Position einer Spitze der Tasternadel auf der Werkstückoberfläche zu erfassen. Zusammen mit der Position des festen Berührpunktes, welche von dem schaltenden oder messenden Tastkopf des Koordinatenmessgerätes bei der Antastung erfasst wird, lässt sich die genaue Ausrichtung des Rauheitssensors und damit der Winkel zwischen dem Rauheitssensor und der Werkstückoberfläche ermitteln. Hieraus kann abgeleitet werden, ob der Rauheitssensor mit der geforderten Genauigkeit parallel oder annähernd parallel zur Werkstückoberfläche ausgerichtet ist oder nicht.
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Als Wegsensoren haben sich Differenzialtransformatoren (LVDT – Linear Variable Differential Transformer) bewährt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele eines Antastvorganges mit einem Rauheitssensor nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Rauheitssensors, angeordnet über ein Dreh-/Schwenkgelenk an einem Tastkopf eines Koordinatenmessgerätes;
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2 einen Rauheitssensor in schematischer Darstellung während eines Antastvorganges;
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3 einen Rauheitssensor in schematischer Darstellung während eines Antastvorganges;
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4 einen Rauheitssensor in schematischer Darstellung während eines Antastvorganges;
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5 ein geändertes Ausführungsbeispiel;
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6 ein Ablaufdiagramm für ein Ausführungsbeispiel des Messverfahrens.
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1 zeigt einen Rauheitssensor 1, der einen festen Berührpunkt 2 aufweist, sowie eine bewegliche Tasternadel 3. Die Tasternadel 3 ist in Richtung des Doppelpfeiles A sowie in Richtung des Doppelpfeiles B beweglich in dem Rauheitssensor 1 gelagert.
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Der Rauheitssensor 1 ist über eine Schwenkachse 4 in Richtung des Pfeiles C schwenkbar an einem Träger 5 angeordnet. Der Träger 5 ist mittels eines Dreh-/Schwenkgelenkes 6 an einem Tastkopf 7 angeordnet. Der Tastkopf 7 ist über eine Pinole 8 an einem nicht dargestellten Koordinatenmessgerät angeordnet.
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Gemäß 2 berührt der Rauheitssensor 1 mit dem festen Berührpunkt 2 eine Werkstückoberfläche 9. Die Tasternadel 3 ist maximal ausgefahren und berührt die Oberfläche des Werkstückes 9 nicht. Der Rauheitssensor 1 muss in Richtung des Pfeiles D geschwenkt werden, bis die Tasternadel 3 die Werkstückoberfläche 9 ebenfalls berührt. Wird die Tasternadel 3 anschließend in Richtung des Pfeiles E aufgrund der Berührung mit der Werkstückoberfläche 9 in den Rauheitssensor 1 gedrückt, wird dies von einer Erfassungseinrichtung 10, mit der die Tasternadel über eine Feder 11 in Verbindung steht, erfasst. Wird eine maximale Federkraft erreicht, weist der Rauheitssensor eine Ausrichtung parallel zu der Werkstückoberfläche 9 auf.
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Gemäß 3 steht der Berührpunkt 2 mit der Werkstückoberfläche 9 in Verbindung. Die Tasternadel 3 wird von der Werkstückoberfläche in Richtung des Pfeiles E in den Rauheitssensor 1 gedrückt. Die Kraft, mit der die Tasternadel 3 in Richtung des Pfeiles E gedrückt wird, wird von der Erfassungseinrichtung 10 erfasst. Die maximale Federkraft der Feder 11 ist jedoch nicht erreicht, so dass der Rauheitssensor weiter in Richtung des Pfeiles D bewegt werden muss.
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Gemäß 4 ist der Rauheitssensor parallel zur Werkstückoberfläche 9 ausgerichtet. Die Erfassungsvorrichtung 10 detektiert ein Erreichen der maximalen Federkraft, das heißt, die Tasternadel 3 weist genau die Position auf, in der die Ausrichtung des Rauheitssensors 1 über die Antastpunkte des festen Berührpunktes 2 und die Tasternadel 3 mit der Werkstückoberfläche eine parallele Ausrichtung des Rauheitssensors 1 zur Werkstückoberfläche gewährleisten. Es wird hierdurch eine Genauigkeit von +/–1° erzielt.
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Gemäß 5 ist die bewegliche Tasternadel 3 mit einem größeren Abstand zu dem festen Berührpunkt 2 angeordnet. Die Feder 11 und die Erfassungsvorrichtung 10 sind ebenfalls mit verschoben. Ist der Abstand zwischen der Tasternadel 3 und dem festen Berührpunkt 2 größer oder ist der Abstand maximal gewählt, wird die parallele Ausrichtung des Rauheitssensors 1 zu der Werkstückoberfläche 9 mit einer größeren Genauigkeit einstellbar.
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Gemäß 6 wird eine Messung gestartet. Die Tasternadel ist entweder eingefahren oder ausgefahren.
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Es erfolgt eine Antastung mit dem Tastkopf über den festen Berührpunkt des Rauheitssensors mit der Werkstückoberfläche.
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Anschließend wird geprüft, ob die Tasternadel ein- oder ausgefahren ist. Ist sie nicht ausgefahren, wird die Tasternadel ausgefahren. Ist die Tasternadel ausgefahren, wird geprüft, ob die Tasternadel Kontakt mit der Werkstückoberfläche hat.
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Ist ein Kontakt der Tasternadel mit der Werkstückoberfläche detektierbar, wird der Winkel zur Ausrichtung des Rauheitssensors aus dem festen Berührpunkt und der ausgefahrenen Länge der Tasternadel berechnet und es wird überprüft, ob die Ausrichtung innerhalb der vorgegebenen Winkelabweichungen liegt.
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Hat die Tasternadel nach dem Ausfahren der Tasternadel keinen Kontakt mit dem Werkstück, ist der Winkel des Rauheitssensors zu groß und es wird festgestellt, dass die Ausrichtung des Rauheitssensors nicht den vorgegebenen Winkeln entspricht. In diesem Falle wird der Rauheitssensor gedreht oder geschwenkt, und zwar relativ zur Werkstückoberfläche, und es wird wieder mit dem Antasten mit Tastkopf mit dem festen Berührpunkt des Rauheitssensors begonnen.
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Wird festgestellt, dass die Ausrichtung des Rauheitssensors innerhalb der vorgegebenen Winkel liegt, kann die Rauheitsmessung gestartet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rauheitssensor
- 2
- fester Berührpunkt
- 3
- Tasternadel
- 4
- Schwenkachse
- 5
- Träger
- 6
- Dreh-/Schwenkgelenk
- 7
- Tastkopf
- 8
- Pinole
- 9
- Werkstückoberfläche
- 10
- Erfassungsvorrichtung
- 11
- Feder
- A
- Pfeil
- B
- Pfeil
- C
- Pfeil
- D
- Pfeil
- E
- Pfeil
