DE1042247B

DE1042247B - Device for measuring workpiece tolerances

Info

Publication number: DE1042247B
Application number: DEF24256A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Siepmann
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1957-10-26
Filing date: 1957-10-26
Publication date: 1958-10-30

Description

Vorrichtung zur Messung von Werks tücktoleranzen Zur Prüfung von Werkstücktoleranzen ist eine Vorrichtung bekannt, die aus einem Mikroskop, aus einer Verschiebeeinrichtung und einer Längenmeßeinrichtung besteht. Wenn beispielsweise die Bohrungen einer Metallplatte auf ihre Maßhaltigkeit gegenüber der Wferkzeichnung kontrolliert werden sollen, dann wird die Verschiebeeinrichtung mit dem starr darauf montierten Mikroskop derart parallel zur Metallplatte verschoben, daß das Bild eines innerhalb des Mikroskops angebrachten Strichrasterpunktes mit dem Mittelpunkt der Bohrung zur Deckung kommt.Device for measuring workpiece tolerances For checking workpiece tolerances a device is known that consists of a microscope, from a displacement device and a length measuring device. For example, if the holes are a Metal plate can be checked for dimensional accuracy against the drawing should, then the displacement device with the microscope rigidly mounted on it so shifted parallel to the metal plate that the image of one inside the microscope Attached grid point with the center of the hole is congruent.

Sobald diese Einstellung vollzogen ist, wird mittels der Längenmeßeinrichtung der Abszissen- bzw. Koordinatenabstand von zwei aufeinander senkrecht stehenden Schienen gemessen. Wenn dieses Verfahren für die einzelnen interessierenden Punkte der Metallplatte durchgeführt wurde, lassen sich deren gegenseifige Entfernungen berechnen.As soon as this setting has been made, the length measuring device the abscissa or coordinate distance of two mutually perpendicular Measured rails. If this procedure for each point of interest the metal plate has been carried out, their mutual removals can be made to calculate.

Wenn die Abmessungen der Metallplatte groß sind, rvird es schwierig, die geschilderten Ablesungen mit einem Mikroskop durchzuführen, da dann nicht nur das Mikroskop und die Verschiebeeinrichtung, sondern auch der Beobachter über der Metallplatte herumgefahren werden muß. Die Erfindung bezweckt, diesen insbesondere im Großmaschinenbau störenden Nachteil zu vermeiden. When the size of the metal plate is large, it becomes difficult to to carry out the described readings with a microscope, because then not only the microscope and the sliding device, but also the observer above the Metal plate must be moved around. The invention aims at this in particular to avoid a disruptive disadvantage in large machine construction.

Außerdem ist ein Verfahren zur Breitenmessung von Gegenständen bekanntgeworden, welches mit Hilfe von Fernsehgeräten durchgeführt wird. Insbesondere werden dabei die auszumessenden Stellen der Gegenstände mittels Fernsehkameras aufgenommen, die entsprechenden Bilder gemeinsam auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers abgebildet und die Messung durch Vergleich mit einer auf dem Bildschirm angebrachten Skala durchgeführt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß Fehler der fernsehtechnischen Übertragungseinrichtung nur die Bilder des Werkstückes, aber nicht die fest angebrachte Skala beeinflussen, so daß die entstehenden Verzerrungen die Meßergebnisse fälschen. Außerdem ist es nachteilig, daß die Ablesung der Meßeinheiten direkt auf dem Bildschirm des Fernsehempfängers vorgenommen wird und daher nicht mit der Genauigkeit vorgenommen werden kann, wie sie üblicherweise mit anderen bekannten Meßeinrichtungen (nicht ferusehtechnischer Art) erreicht wird. In addition, a method for measuring the width of objects has become known, which is carried out with the help of televisions. In particular, be there the locations of the objects to be measured recorded by means of television cameras, the corresponding images shown together on the screen of a television receiver and the measurement by comparison with a scale attached to the screen carried out. However, this method has the disadvantage that errors of the television technology Transfer device only the images of the workpiece, but not the permanently attached Influence the scale so that the resulting distortions falsify the measurement results. In addition, it is disadvantageous that the reading of the measuring units directly on the screen of the television receiver is made and therefore not made with accuracy can be, as is usually the case with other known measuring devices (not Ferusehtechnischer kind) is achieved.

Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen und Verfahren zu vermeiden. The invention aims to overcome the disadvantages of the known devices and procedures to avoid.

Erfindungsgemäß werden eine Verschiebeeinrichtung mit einer darauf montierten Fernsehkamera, ein Fernsehempfänger und zugehörige Betriebsgeräte derart vorgesehen, daß auf dem Bildschirm des Fernsehempfängers gleichzeitig ein Bild des Werkstückes oder eines Teiles desselben und die Bilder von Strichmarken sichtbar werden. According to the invention, a displacement device with a thereon mounted television camera, a television receiver and associated operating devices such provided that on the screen of the television receiver at the same time a picture of the Workpiece or a part of it and the images of line marks visible will.

Hierbei ist eine Längenmeßeinrichtung vorgesehen, mittels der in bekannter Weise die Entfernungen von einzelnen Punkten des Werkstückes bzw. von Ausnehmungen des Werkstückes zu zwei aufeinander senkrecht stehenden Schienen ermittelt werden können. Die Vorrichtung hat den Vorteil, daß auch bei großen Abmessungen des Werkstückes der ruhende Beobachter dauernd einen Teilausschnitt des Werkstückes vor sich auf dem Fernsehempfänger beobachten kann. Here, a length measuring device is provided, by means of which in known way the distances from individual points of the workpiece or from Recesses of the workpiece determined for two mutually perpendicular rails can be. The device has the advantage that even with large dimensions of the workpiece, the stationary observer constantly takes a partial section of the workpiece can watch in front of you on the television receiver.

Es hat sich als sehr zweckmäßig erwiesen, den Strichmarkenträger derart auf der Verschiebeeinrichtung zu montieren, daß er im Strahlengang zwischen dem Werkstück und der Optik der Fernsehkamera liegt, vorzugsweise nahe am Werkstück, wodurch Fernsehsignalverzerrungen weitgehend unschädlich gemacht werden. Als Strichmarken nimmt man zweckmäßigerweise zwei senkrecht aufeinanderstehende Linienscharen. Diese können beispielsweise aus aufeinander senkrecht stehenden Geraden bestehen oder aus konzentrischen Kreisen und radial durch deren Mittelpunkt verlaufenden Geraden. It has proven to be very useful to use the line mark carrier to be mounted on the displacement device in such a way that it is in the beam path between the workpiece and the optics of the television camera, preferably close to the workpiece, whereby television signal distortion is largely rendered harmless. As line marks it is advisable to take two sets of lines perpendicular to one another. These can, for example, consist of straight lines that are perpendicular to one another or of concentric circles and straight lines running radially through their center.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Figur näher beschrieben. In the following an embodiment of the invention is based on the Figure described in more detail.

Diese zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Ausmessen von Bohrungsmittelpunkten einer Metallplatte.This shows schematically a device for measuring drilling centers a metal plate.

Die Metallplatte 1 ist gegenüber den Schienen 2 und 3 fest montiert und besitzt die Bohrungen 4 und 5, deren Mittelpunkte 6 und 7 ausgemessen werden sollen. Es soll also beispielsweise die Abszisse A und die Ordinate 0 bestimmt werden. Unterhalb der Metallplatte 1 ist die Leuchtfläche 8 dargestellt, mittels der die Bohrung 5 derart beleuchtet wird, daß mittels der Fernsehkamera 9 auf dem Bildschirm 10 des Fernsehempfängers 11 das Bild 12 der Bohrung 5 sichtbar wird. Die Fernsehkamera 9 ist auf der Verschiebeeinrichtung 13 fest montiert. Innerhalb der Ausnehmung 14 der Verschiebeeinrichtung 13 ist ein Strichmarkenträger 15 derart angebracht, daß die Bilder 15' der Strichmarken auf dem Bildschirm 10 sichtbar sind. Dabei wurden der Einfachheit halber die für die Fernsehübertragung außerdem noch notwenigen Einrichtungen nicht eingezeichnet.The metal plate 1 is fixedly mounted opposite the rails 2 and 3 and has holes 4 and 5, the centers of which 6 and 7 are measured should. For example, the abscissa A and the ordinate 0 are to be determined. Below the metal plate 1, the luminous surface 8 is shown, by means of which the Hole 5 is illuminated in such a way that by means of the television camera 9 on the screen 10 of the television receiver 11, the image 12 of the bore 5 becomes visible. The television camera 9 is fixedly mounted on the displacement device 13. Within the recess 14 of the displacement device 13 is a line mark carrier 15 of this type attached so that the images 15 'of the line marks on the screen 10 are visible. For the sake of simplicity, those for television broadcasting have also been added necessary facilities not shown.

Die Verschiebeeinrichtung 13 wird mit der Fernsehkamera 9 von Hand aus oder automatisch in Richtung der Koordinaten A und 0 so lange verschoben, bis innerhalb des Bildes 12 der Bohrung 5 das Strichmarkensystem 15' derart zu liegen kommt, daß deren konzentrische Kreise gleichen Abstand vom Bild 12 der Bohrung 5 haben. Bei dem gezeichneten Fernsehübertragungssystem wurde angenommen, daß wesentliche lineare Bildverzerrungen auftreten, so daß also der Strichraster, der aus konzentrischen Kreisen besteht, in der verzerrten Form der Bilder 15' auf dem Bildschirm wiedergegeben wird. Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß der Träger 15 des Strichrasters unmittelbar über der Bohrung 5 angebracht ist, da sich auf diese Weise die eben genannten Bildverzerrungen nicht nachteilig auf das Messungsergehnis auswirken können. Es werden dabei aber keine besonderen Anforderungen an die Güte der Fernsehanlage (insbesondere Ablenksysteme) gestellt, so daß eine relativ billige Anlage verwendet werden kann. Der auf dem Bildschirm erscheinende Strichraster 15' wird ja in gleicher Weise wie das Bild 12 der Bohrung 5 verzerrt, so daß sich das Bild des Mittelpunktes 7' in jedem Fall mit großer Genauigkeit mit dem Mittelpunkt des Strichrasters 15' zur Deckung bringen läßt. Es wäre jedoch auch denkbar, den Strichraster innerhalb der Optik 16 bzw. auf der Photokathode der Fernsehaufnahmeröhre anzubringen. The displacement device 13 is operated with the television camera 9 by hand off or automatically shifted in the direction of the coordinates A and 0 until within the image 12 of the bore 5, the line mark system 15 'to lie in such a way comes that their concentric circles are the same distance from the picture 12 of the hole 5 to have. In the drawn television transmission system it was assumed that essential linear image distortions occur, so that the line grid, which consists of concentric Circles consists in the distorted shape of the images 15 'displayed on the screen will. It is a particular advantage of the device according to the invention that the carrier 15 of the line grid is attached directly above the hole 5, as on In this way, the image distortions just mentioned do not adversely affect the measurement result can affect. However, there are no special quality requirements the television system (especially deflection systems), so that a relatively cheap Plant can be used. The line grid 15 'that appears on the screen is distorted in the same way as the image 12 of the hole 5, so that the Image of the center 7 'in each case with great accuracy with the center of the line grid 15 'can be brought to cover. However, it would also be conceivable that Line grid within the optics 16 or on the photocathode of the television pickup tube to attach.

Sobald der Mittelpunkt 7' mit dem Mittelpunkt des Strichrasters zur Deckung gekommen ist, wird mittels einer (nicht eingezeichneten) Längenmeßeinrichtung weitgehendst automatisch die Entfernungsmessung des Mittelpunktes 7 von den Schienen 2 und 3 bewirkt. Nachdem auch die Koordinaten des Mittelpunktes 6 auf diese Weise ermittelt wurden, läßt sich die Entfernung der Punkte 6 und 7 berechnen oder automatisch ermitteln. As soon as the center 7 'with the center of the line grid to Coverage has come, is done by means of a (not shown) length measuring device largely automatically the distance measurement of the center point 7 from the rails 2 and 3 causes. After also the coordinates of the center point 6 in this way have been determined, the distance between points 6 and 7 can be calculated or automatically determine.

Eine Lichtquelle 17 zur Beleuchtung des Werkstückes wird in manchen Fällen zweckmäßigerweise an der Fernsehkamera 9 oder an der Verschiebeeinrichtung 13 derart montiert, daß deren Licht vom Werkstück in die Fernsehkameraoptik reflektiert wird. A light source 17 for illuminating the workpiece is used in some Cases expedient on the television camera 9 or on the displacement device 13 mounted in such a way that its light is reflected from the workpiece into the television camera optics will.

PAT FNTA N 51' F ÜC H E: 1. Vorrichtung zur Messung von Werkstücktoleranzen mit Hilfe von Fernsehgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschiebeeinrichtung (13) mit einer darauf montierten Fernsehkamera (9), ein Fernsehempänger (11) und zugehörige Betriebseinrichtungen derart vorgesehen sind, daß gleichzeitig das Bild des Werkstückes (1) oder eines Teiles (5) desselben und die Bilder (15') von Strichmarken (15) auf dem Bildschirm (10) des Fernsehempfängers (11) sichtbar werden und daß eine Längenmeßeinrichtung vorgesehen ist, mittels der in bekannter Weise die Abstände einzelner Punkte des Werkstückes (1) - von zwei zueinander senkrecht stehenden Schienen (2, 3) ermittelt werden können. PAT FNTA N 51 'F ÜC H E: 1. Device for measuring workpiece tolerances with the aid of television sets, characterized in that a displacement device (13) with a television camera (9) mounted thereon, a television receiver (11) and Associated operating facilities are provided so that at the same time the image of the workpiece (1) or a part (5) thereof and the images (15 ') of line marks (15) become visible on the screen (10) of the television receiver (11) and that a length measuring device is provided, by means of which the distances in a known manner individual points of the workpiece (1) - from two mutually perpendicular rails (2, 3) can be determined.

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the line mark carrier (15) is mounted on the displacement device (13) in such a way that it is between, the Workpiece (1) and the television camera (9) is, preferably in the immediate vicinity Near the workpiece (1).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the provided Line marks (15 ') consist of two sets of lines perpendicular to each other, preferably from concentric circles and extending radially through their center Straight lines.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that a Light source (17) on the television camera (9) or on the displacement device (13) is mounted so that its light from the workpiece (1) into the television camera optics is reflected.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that on one Side of the workpiece (1) a luminous surface (8) is attached in such a way that through the bores (5) of the workpiece (1) mounted on the other side of the same TV camera (9) is illuminated.

Documents considered: German Patent No. 940 066.