DE1100978B - Verfahren und Einrichtung zum Pruefen der Oberflaechen- und Fehlgestalt eines Werkstueckes - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Pruefen der Oberflaechen- und Fehlgestalt eines Werkstueckes

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DE1100978B
DE1100978B DEP21002A DEP0021002A DE1100978B DE 1100978 B DE1100978 B DE 1100978B DE P21002 A DEP21002 A DE P21002A DE P0021002 A DEP0021002 A DE P0021002A DE 1100978 B DE1100978 B DE 1100978B
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electrical
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spindle
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Dr-Ing Johannes Perthen
Dipl-Ing Werner Gerighausen
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JOHANNES PERTHEN DR ING
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JOHANNES PERTHEN DR ING
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Description

  • Verfahren und Einrichtung zum Prüfen der Oberflächen-und Fehlgestalt eines Werkstückes Das Prüfen der Oberflächen- und Fehlgestalt eines Werkstückes erfolgt durch Abtasten mit einem meist auf elektrischer Grundlage arbeitenden Längenfeintaster, dessen Ausschläge stark vergrößert aufgezeichnet werden. Der Längenfeintaster bewegt sich dabei parallel zur ideal-geometrischen Oberfläche. Infolgedessen entsteht die Aufgabe, den Längenfeintaster und das zu vermessende Werkstück, die sich relativ zueinander bewegen, so zueinander auszurichten, daß sie sich bei dieser gegenseitigen Relativbewegung nicht von der ideal-geometrischen Oberfläche entfernen. Der Längenfeintaster und das Werkstück können beispielsweise zueinander eine umlaufende Bewegung, vorzugsweise um einen Mittelpunkt, ausführen. Ihre gegenseitige Relativbewegung muß dabei so erfolgen, als vçenn sie einen gemeinsamen Mittelpunkt für ihre Relativbewegung hätten. Es kommt also bei der Grundeinstellung darauf an, beide so zueinander auszurichten, daß dieser gemeinsame Mittelpunkt mit größtmöglicher Annäherung erreicht wird. Dieser Vorgang wird als Zentrieren bezeichnet.
  • Wird zwischen Längenfeintaster und Werkstück eine Längsverschiebung vorgenommen, so kann eine nicht durch die Gestalt des Werkstückes bedingte abweichende Richtung der Achse des Werkstückes und der Bewegungsrichtung des Meßgerätes ebenfalls dazu führen, daß beide außer Eingriff kommen. Man muß daher die Werkstückachse und die Meßgerätebewegung ebenfalls in eine zueinander parallele Richtung bringen. Dieser Vorgang sei daher im folgenden »Ausrichten« genannt.
  • Das Zentrieren und Ausrichten ist vor allem auch deswegen notwendig, weil die zu ermittelnden Fehler der Oberflächen- und Formgestalt in der Größenordnung von 0,001 bis 0,1 mm liegen und hohe Vergrößerungen von 100- bis 10000fach erfordern, wenn man sie erkennen will. Das Zentrieren und Ausrichten muß also so weitgehend erfolgen, daß die Fehler der Zentrierung und Ausrichtung wesentlich kleiner sind als die Fehler der Oberflächen- und Fonngestalt. Hieraus crkennt man schon, daß an die Genauigkeit der Zentrierung und Ausrichtung ganz besondere Anforderungen gestellt werden.
  • Bisher wurde das Zentrieren und Ausrichten von Hand mit rein mechanischen Mitteln durchgeführt, und dabei wurden entweder das Prüfstück oder das Meßgerät oder beide durch feinverstellbare Spindeln oder ähnliche Mittel so lange zueinander verschoben, bis der kleinstmögliche Zentrier- und Ausrichtefehler er reicht war. Dieses Verfahren ist sehr zeitraubend. Es erfordert eine hohe mechanische Präzision der verwendeten Einstellmittel sowie eine große Erfahrung des Prüfenden.
  • Die hochgenauen mechanischen Zentrier- und Aus- richtemittel, die das zu prüfende Werkstück sogar um 0,001 mm genau verstellen sollen, machen den mechanischen Bauteil der Prüfeinrichtung sehr unstabil, auf den das Prüfstück und der elektrische Längenmeßtaster aufgespannt werden. Bei der Prüfung kommt der mechanische Bauteil nicht zur Ruhe und federt gewissermaßen nach, so daß der eingestellte Meßwert sich verändert, unzuverlässig und ungenau wird. Dies beruht ebenso auf der Elastizität der mechanischen Bauteile selbst als auch auf der Reibung in den Führungen, die bei den erforderlichen Relativbewegungen, wechselnden Meßkräften, Erschütterungen und Temperaturänderungen sich ändert, nachgibt und dadurch nicht zu beherrschende, sich über längere Zeit erstrekkende Verstellungen, d. h. Meßfehler, bewirkt.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die mechanische Feinzentrierung und Feinausrichtung des Werkstückes bei seiner Prüfung nicht erforderlich ist und die hochgenauen mechanischen Zentrier- und Ausrichtemittel unnötig sind, wenn die vom Feintaster gelieferten elektrischen Werte, welche dem Oberflächenprofil, der Fehlgestalt des Werkstückes und dem Zentrier- und Ausrichtefehler entsprechen, in einer elektrischen Schaltung von den elektrisch ermittelten Werten des Zentrier- und Ausrichtefehlers befreit werden. Dann können besonders einfach und robust ausgeführte Mittel zum Aufspannen des Werkstückes und des elektrischen Feintasters benutzt werden.
  • Demgemäß wird die Oberflächen- und Fehlgestalt eines Werkstückes, das nur grob zentriert und ausgerichtet ist, durch Abtasten mit einem elektrischen Längenmeßtaster, der relativ gegenüber dem zu prüfenden Werkstück bewegt wird, erfindungsgemäß in folgender Weise geprüft: Es werden gleichzeitig die elektrische Gesamtmeßgröße, die der Längenmeßtaster beim Abtasten des Prüfobj ektes erzeugt, und die elektrische Berichtigungsgröße, die dem Zentrier- und Ausrichtefehler entspricht, dem differenzbildenden Meßinstrument zur Differenzbildung zugeführt, und dabei wird die Berichtigungsgröße entweder von dem Prüfenden auf Grund der Ablesung oder selbsttätig durch Steuer-oder Verstellwerte eingestellt, die aus der Meßgröße abgeleitet werden.
  • Die Berichtigungsgröße wird dabei in ihrer Amplitude und Phase entsprechend der Größe und der Lage der Exzentrizität des Prüfobjekts und in ihrem Verlauf mittels einer Berichtigungseinrichtung den elektrischen Werten des Zentrier- und Ausrichtefehlers proportional und gleichgemacht. Die - Berichtigungseinrichtung besteht aus einem oder mehreren. Spannungsgebern und Schaltmitteln zur Bildung der Berichtigungsspannung Der Spannungsgeber wird von der mechanischen Einrichtung angetrieben, die das Prüfobjekt grob zentriert und ausrichtet und die die Relativbewegung zwischen dem Längenmeßtaster und dem Prüfobjekt besorgt. Der Spannungsgeber liefert den Berichtigungsschaltmitteln eine oder zwei phasenverschobene Sinusspannungen. Sie werden entweder durch Taster erzeugt, die einen exzentrisch zum Prüf objekt angeordneten Zylinder abtasten, oder durch einen mit der Relativbewegungseinrichtung gekuppelten Sinus-Cosimls-Spannungsgeber.
  • Die Berichtigungsschaltmittel zur Bildung der elektrischen Berichtigungsspannung können durch Steuersignale, die aus der Gesamtmeßgröße abgeleitet werden, automatisch so gesteuert werden, daß die Berichtigungsspannung den elektrischen Werten des Zentrier-und Ausrichtefehlers in Amplitude, Phase und Verlauf proportional und gleich wird.
  • Der Einfluß der Berichtigungsgröße bei ihrer Einstellung in bezug auf den gesuchten Meßwert des Oberflächenproflis und der Fehlgestalt wird zweckmäßigenveise auf dem Schirm eines Kathodenstrahloszillographen beobachtet und angezeigt. Dabei dient der vorher erwähnte Sinus2Cosinus-Spanuungsgeher, der die Spannungen für die Berichtigungsschaltmittel liefert, zweclnnälligerweise auch zur Aussteuerungdes Aitierplattenablenlæsystems im Kathodehoszillographen bei der Anzeige des gesuchten Meßwertes.
  • Damit ist das Zentner- und Ausrichtungsproblem unabhängig von er mechanischen Meßeinnchtung, die den Beharrungszustand einnehmen kann, der dann nicht mehr gestört wird. Das elektrische Zentrieren und Ausrichten kann wesentlich weiter getrieben werden als das mechanische, und es kann vor allem auch weitgehend autamatisiert werden, so daß es unabhängig von der Geschicklichkeit des Prüfenden wird.
  • Das Verfahren wird nachstehend an 3 Hand der Zeichnung eHäutert. Darin zeigen die Abb. 1 bis 3 schematisch drei Åusfü-hrungsbeispiele von Zentriereinrichtungen mit Berithtigungseinrichtungen und differenzbildenden Anzeigeinstrumenten.
  • Gemäß Abb. 1' wird die Spannung für die Berichtigungsgrbße mit zwei Meßtastern erzeugt, die einen in der Ebene verstellbaren Zylinder -abtasten.
  • Gemäß Abb.2 wird die Spannung für die Berichtigungsgrölle durch 2wei um 900 versetzt -angebrachte Meßtaster erzeugt, die einen mit einer festen Exzentrizitat umlaufenden Zylinder abtasten. Die mechanisch nicht -erstellbaren Meßtaster liefern zwei elektrische Spannungen, aus denen die Berichtigungsgröße mitS tels einer besonderen elektrischen Schaltung gebildet wird.
  • Gemäß Abb. 3 werden der Zylinder und die beiden Meßtaster vermieden und die Spannungen zur Erzeugung der Berichtigungsgröße mit einem Sinus-Cosinus-Meßwertgeber erzeugt, der mit dem werkstückfreien Ende der Spindel verbunden ist.
  • Der Sinus Cosinus - Meßwertspannungsgeber ist nach Abb. 4 kapazitiver, nach Abb. 5 induktiver und nach Abb. 6 ohmscher Art.
  • Gemäß Abb. 7 werden die Sinus-Cosinus-Spannungen aus Rechteckspannungen erzeugt, die durch Schaltnocken geliefert werden, welche von der Spindel gesteuert sind.
  • Nach Abb. 8 werden die Sinus-Cosinus-Spannungen aus üblichen Wechselstromgeneratoren entnommen und mit der in diesem Falle schnellaufenden Spindel synchronisiert.
  • Abb. 9 stellt eine Einrichtung dar, mit der die Berichtigungsgröße aus der durch den Meßtaster 16 ermittelten Ge&amtmeßgröß e herausgefiltert werden kann.
  • Abb. 10 zeigt eine elektrische Schaltung, mit der ein Steuer- bzw. Verstellwert aus der Meßgröße abgeleitet wird, um die Berichtigungsgröße von der Gesamtmeßgröße selbsttätig abzuziehen, um also selbsttätig das Meßobjekt elektrisch zu zentrieren.
  • Gemäß Abb. 11 wird der Verstellwert mechanisch eingegeben.
  • Der Zentrier- oder Ausrichtevorgang wird auf dem Schirm eines elektrischen Kathodenstrahloszillographen angezeigt und beobachtet.
  • Abb. 12 zeigt die Übertragung der Ablenkspannungen auf das Vierplattensystem des Oszillographen mit Hilfe eines rotierenden Übertragers.
  • Nach Abb. 13 wird dazu der bei der Abb. 3 dargestellte Sinus-Cosinus-Meßwertspannungsgeber mit ausgenutzt.
  • Abb. 14 bringt schließlich ein Beispiel für den automatischen Ausrichtevorgang bei der Längsabtastung (Manteilinienabtastung) des zu prüfenden Werkstückes.
  • Gemaß Abb. l befindet sich unterhalb der Spindel eine sehr genau rund gearbeitete Scheibe 7, die auf einer Ebene aufliegt und durch die beiden Verstellschrauben 9 und 10 in zwei zueinander senkrechten Koordinaten zu verschieben ist. Gegen die Verstellschraube 9 wirkt die Feder 11, während die gegen die Verstellschraube 10 wirkende Feder in Abb. 1 nicht zu sehen ist. An der Spindel 3 sind zwei elektrische Berichtigungsmeßtasterl2 und 13 angebracht, die zweckmäßiger weise unterschiedliche Tastorgane aufweisen, beispielsweise der eine eine Tastkugel 14 und der andere eine Tastschneide 15.
  • Die Berichtigungsmeßtaster sind hier einander gegenüberliegend gezeichnet, wobei sie elektrisch mit entgegengesetzter Polarität geschaltet werden müssen.
  • Sie können aber auch auf einer Seite übereinan,derliegend, aber dann mit gleicher Polarität geschaltet, angebracht werden.
  • Die von den Tasternl2 und 13 gelieferten Spannungen werden zunächst einem gemeinsamen Widerstandsdrehregler 17 zugeführt, an dem die Berichtigungsspannung Ub abgegriffen wird. Diese wird sabtraktiv der vom Meßtaster 16 aufgenommenen Gesamtspannung Ug entgtegengeschaltet, im Verstärker 19 verstark und auf dem Anzeigeinstrument 20 als ge--wünschte Meßgröße Ua angezeigt. Zur schnellen Einstellung der Zentrierung wird zweckmäßig ein Kathodenstrahloszillograph 21 benutzt. Mit den Verstellschrauben 9 und 10 berichtigt man unter Beobachtung von Instrument20 und Oszillograph 21 die Exzentrizität E und die Lage L der Exzentrizität, während durch Verstellung des Schleifers 18 des Drehwiderstandes 17 der Durchmesser des zu prüfenden Werkstückes und sein Einfluß auf eine besondere quadratische Berichtigungsgröße berücksichtigt wird. Aus diesem Grund sind auch die Tastkugel 14 sowie die Tastschneide 15 vorgesehen. Es sei noch erwähnt, daß statt der Taster 12 und 13 auch die verstellbare Exzenterscheibe 7 umlaufen und die Taster 12 und 13 fest stehen könnten.
  • Die Anordnung von zwei Berichtigungstastern 12 und 13 mit verschiedenen Tasterformen 14 und 15 ist vor allem bei großen Exzentrizitäten und kleinen Werkstückdurchmessern erforderlich. Wenn bei kleinen Vergrößerungen und großen Werkstücken an die Berichtigung der Exzentrizität keine so großen Ansprüche gestellt werden müssen, genügt auch ein Berichtigungstaster vorzugsweise mit gerader Tastschneide.
  • Die in Abb. 1 dargestellte Anordnung wird durch die Einrichtung nach Abb. 2 verbessert und vereinfacht. An der Spindel 3 ist eine sehr genau rund gearbeitete Scheibe 25 so befestigt, daß sie stets mit einer bestimmten, mechanisch nicht mehr veränderbaren Exzentrizität umläuft. Diese Scheibe 25 wird von zwei elektrischen Berichtigungstastern 26 und 27 abgetastet, die sie tangential mit lkLeßschneiden berühren. Die Meßtaster 26 und 27 sind zueinander im Winkel von 90.0 angeordnet.
  • Die vom Taster 26 gelieferte Spannung wird einem Differentialübertrager mit den Spulen28-29-30 zuge führt, die additiv mit einem zweiten, von dem Taster 27 gespeisten Differentialübertrager 3.2-33-34 zusammengeschaltet ist. Durch die verschiebbaren Kerne 31 und 35 der beiden Übertrager läßt sich die Kopplung zwischen den beiden Spulen 28/29 bzw 28/30 und 32/33 bzw. 32/34 verändern, wodurch eine stufenlose Regelung der Amplitude der von den Tastern 26 und 27 gelieferten Spannung erfolgt. Durch die Addition dieser beiden Spannungen kann aber allein durch die Verstellungen der Kopplungskerne 31 und 35 jede beliebige resultierende Exzentrizitätsgröße E und jede beliebige ExzentrizitätslageL zwischen 0 und 3600 eingestellt werden.
  • Die beschriebenen regelbaren Differentialübertrager 28-29-30-31 und 32-33-34-35 steilen nur einebeispielsweise Ausführung dar, denn es wäre auch durch andere Mittel möglich, die Exzentrizität E uad deren Lage L zu berichtigen.
  • Die an den Differentialübertragern entstehende Ausgangsspannung wird einmal dem Verstärker39, zum zweiten als Teilspannung der Quadrierschaltung 36 zugeführt, die beispielsweise aus einem quadratischen Gleichrichter, einem Hallgenerator, einer Elektronenröhre mit quadratischer Kennlinie oder einem anderen geeigneten Quadrierglied bestehen kann. Die nun mehr quadrierte Spannung gelangt zu dem Spannungsteiler 37, an dessen Regelknopf 40 der Werkstückdurchmesser eingestellt wird. Die am Spannungsteiler abgegriffene Teilspannung wird ebenfalls dem Verstärker 39 zugeführt, ebenso wie eine aus einer Gleichspa'nnungsquelle 38 stammende Spannung.
  • Die elektrische Zentrierung erfolgt also durch Einstellen des Regelknopfes 40 auf den Werkstückdurchmesser und durch Verstellen der UTbertragerkopplungen 31 und 35 so lange, bis auf dem Schirm des Oszillographen 21 ein konzentrischer Kreis geschrie- heu wird, Schließlich regelt man die Gleichspannungsquelle 38 auf eine solche Spannungshöhe ein, daß der Zeiger des Instrumentes 20 auf Null steht bzw. bei mit Formfehlern behafteten Werkstücken um den Nullpunkt herum pendelt.
  • Statt einer Regelung der Gleichspannungsquelle 38 kann auch ein Regelglied verstellt werden, das zusammen mit dem Meßtaster 16 in der Eingangobrüche liegt und deren Abgleich verändert.
  • Bei den Einrichtungen nach Abb. 1 und 2 ist besonders wesentlich, daß die elektrischen Berichtigungsmeßtaster 12/13 und 26127 eine wesentlich geringere Empfindlichkeit als der Gesamtmeßtaster 16 besitzen.
  • Wenn ihre Empfindlichkeit beispielsweise ein Zehntel der Empfindlichkeit des Tasters 16 beträgt, dann muß die Exzentrizität der Scheiben 7 bzw. 25 zehnmal größer als die des Werkstückes 1 sein, wenn die von den Berichtigungsmeßtastern 12/13 bzw, 26/27 abgegebene Spannung dieselbe Größe haben soll wie die Spannung des Meßtasters 16. Durch diese Maßnahme wirken sich aber kleine Ungenauigkeiten und Oberflächenfehler der Scheiben 7 bzw. 25 nur mit einem Zehntel ihrer wirklichen mechanischen Größe auf die elektrische Berichtigungsgröße aus.
  • Die durch die Abb. 3 dargestellte Einrichtung vermeidet die Abtastung der exzentrischen Scheibe mit Berichtigungsmeßtastern. Dazu ist die Spindel 3 mit zwei elektrischen Gebern 45 und 46 verbunden, die bei einem einmaligen Umlauf der Spindel 3 zwei nach einer Sinusfunktion verlaufende elektrische Spannungen abgeben, die zueinander um 900 versetzt sind. Die Speisung der Geber sowie des Längenmeßtasters 16 erfolgt durch einen Schwingungserzeuger 47 mit einer Wechselspannmig höherer Frequenz, einer sogenannten Trägerfrequenz, deren Amplitude durch die Geber 45 und 46 nach einer Sinusfraktion durch den Meßtaster 16 proportional der Gesamtmeßgröße moduliert, d. h. in ihrer Spannungshöhe verändert wird. Die Geber 45 und 46 wirken, falls erforderlich, über Verstärker 49 und 50 auf zwei Regelglieder, beispielsweise die Differentialtransformatoren 28-29-30-31 und 32-33-34-35, von denen eine Teilspannung unmittelbar, eine zweite Teilspannung mittelbar über Verstärker 52 Ouadrierglied .53, Verstärker 54 und den zur Durchmessereinstellung erforderlichen Regler 55 der Summierstufe 51 zugeführt wird. Mit Hilfe des im lvIeß tastereingangskrei s liegenden Reglers 48 erfolgt die Nulleinstellung, wobei die Bedienung der Zentrierung entsprechend der zu Abb. 2 gegebenen Beschreibung erfolgt.
  • Der Geber 45 für die Bildung der sinusförmigen Wechsel spannungen kann nach Abb. 4 kapazitiver Art sein, wobei beispielsweise der mit der Spindel 3 verbundene :Sontdensatorbeleg56 vor geeignet ausgebildeten festen Belegen57-58-59-60 umläuft, von denen 57 und 58 am Nulipotential liegen, während 59 und 60 mit dem Schwingungserzeuger 47 verbunden sind. Abb. 5 zeigt einen induktiven Geber mit dem umlaufenden Spulensystem 61 vor den festen, unter 90" versetzten Spulen 62 und 63, Abb. 6 einen ohmschen Widerstandsgeber mit einem ringförmigen, an vier Stellen angezapften Widerstand 64 und zwei um 909 versetzten Schleiffedern6.5 und 66 für den Abgriff der Sinusspannungen. Es ist hierbei selbstverständlich, daß diese Geber 45/46 in geeigneter Weise ausgebildet oder korrigiert sind, damit die von ihnen gelieferte Spannung auch wirklich sinusförmig ist.
  • In Abb. 7 sind mit der Spindel 3 zwei um 900 versetzte Nocken 70 und 71 verbunden, die Schalter 72 und 73 derart betätigen, daß der Spannungsabfall an den Widerständen74 und 75 einen rechteckförmigen Verlauf hat. Durch die Siebketten 76 Grund 77 werden sämtliche Oberwellenanteile herausgefiltert. Es entstehen reine Sinusspannungen, die um 90" gegeneinander verschoben sind und die dem ohmschen Regelglied78/79 zugeführt werden, durch dessen Verstellung man die Exzentrizität nach Größe und Lage nachbilden kann. Mit der am Ausgang 80 erhaltenen Berichtigungsspannung wird dann wie in den Abb. 1 bis 3 die Gesamtspannung berichtigt.
  • Bei einer sehr schnell umlaufenden Spindel 3 ließen sich die zur Berichtigung erforderlichen Sinusspanzungen oder -ströme aus den bekannten üblichen Wechselspannungsgeneratoren, die mit der Spindel 3 synchronisiert werden, entnehmen. An deren Ausgang wird dann ein Regelglied nach Art der Abb. 8 angeschlossen, an dessen Reglern 81 und 82 wiederum die Exzentrizität nach Größe und Lage eingestellt und an dessen Ausgang 83 die gewünschte Berichtigungslgröße abgenommen werden kann.
  • Es läßt sich außerdem, wie Abb. 9 zeigt, dile Berichtigungsgröße aus der vom Meßtaster 16 abgegebenen Gesamtmeßgröße heraussieben. Der im Meßtaster 16 befindliche elektromechanische, bei spielsweise induktive Wandler 84/85/86 wird von einem Schwingungserzeuger 88 gespeist. Das mit dem Spulensystem 85/86 eine Meßbrücke bildende Verstellglied 87 dient zum Nullabgleich. Nach Verstärkung in dem Verstärker 89 und phasenempfindlicher Gleichrichtung im Demodulator 90 erhält man die Gesaintspannung, von der eine Teilspannung der Summier-bzw. Subtrahierstufe 91, eine zweite Teilspannung der Siebkette 92 zugeführt wird. Hier wird durch scharfe Filter die ja sinusförmige Grundwelle herausgesiebt und der Phasenumkehrstufe 93 zugeführt. Am Ausgang dieser Stufe 93 liegt dann eine der Grund welle der Gesamtspannung entgegengesetzte Spannung vor, die in der Summierstufe 91 voneinander abgezogen werden können. Am Ausgang von 91 erhält man die zudem gesuchten Formfehler proportionale Anzeigespannung, die über den Verstärker 94 in derselben Art und Weise mit Hilfe eines Instrumentes, Schreibers oder Oszillographen, wie in den Abb. 1 bis 3 ausgeführt wurde, dargestellt oder abgelesen werden kann.
  • Ein besonderer Vorteil der elektrischen Zentrierung besteht darin, daß diese unabhängig von der Geschicklichkeit desjenigen, der das Gerät bedient, selbsttätig durchgeführt werden kann. Abb. 10 zeigt eine beispielsweise Ausführung, die sich an eine der oben besprochenen oder eine ähnliche Meßschaltung anschließen kann. An ihren Eingangsklemmen 101 liegt die Anzeigespannung Ua, die der vorhandenen Exzentrizität entsprechend schwankend verläuft, weil die Berichtigungsspannung ncch nicht richtig eingestellt ist.
  • Näch Abtrennungdés Gleichspannungsanteils durch den Kondensator 110 lädt die Anzeigespannung Ua über den Widerstand 102 und den Schalter 103-104-105 den Kondenlsator 106 entsprechend ihrer Größe auf. Die SchaltzungelO5 wird hierbei so gesteuert, daß der Kondensator während einer Umdrehung der Spindel 3 zwischen 0 und 1800 aufgeladen wird. Der Schalter 103-104-105 kann hierbei durch Nocken von der Spindel 3 gesteuert werden. Er kann aber auch aus Schleifringen, Steuerkontakten oder elektronischen kontaktlosen Schaltern aufgebaut werden. Nach 180 Umdrehung wird die Kontaktzunge 105 auf den Kcntakt 104 gelegt. Dadurch liegt die Aufladespannung des Kondensators 106 am Verstärker 108, der nun dem an seinem Ausgang liegenden Motor 109 eine entsprechende Steuerleistung zuführt. Dadurch kann der Motor 109 den Di-fferentialtransformator 32-33-34-35 verstellen, mit dessen Hilfe die Berichtigungsspannung geregelt wird, wie dies oben eingehend erläutert wurde. Der Kondensator 106 wird aber andererseits durch den Widerstand 107 entladen, so daß die am Verstärker 108 liegende Spannung wieder abklingt und der Motor 109 nach einer von der Größe des Widerstandes 107 abhängigen Zeit wieder zum Stillstand kommt. Die Verstellung des Berichtigungsgliedes32-33-34-35 ist auf diese Weise sowohl von der Größe der vorzunehmenden Berichtigung als auch von der Lage der Exzentrizität zur Verstellachse x abgängig.
  • In derselben Weise erfolgt die Einstellung der Berichtigungsspannung für die y-Achse über die analogen Glieder Widerstand 112 - Schalter 113-114-115 - Ladekondensator 116 - Verstärker 118 - Verstelluietor 119 - Berichtigungsglied 28-29-30-31 und Entladewiderstand 117. Es wird hier nur der Ladekondensator 116 bei einer Drehung der Spindel 3 zwischen 90 und 2700 aufgeladen und bei 270" die Umschaltung der Schaitzunge 115 auf den Verstellkreis 114-117-118-119-28-29-30-31 vorgenommen.
  • Die Verstellgröße zur Bildung der Berichtiigungsspannung nach Abb. 10 ist erfindungsgemäß nur von der Exzentrizität, nicht aber von Formfehlern, die der Exzentrizität überlagert sind, abhängig. Durch mehrfaches Umlaufenlassen der - Spindel 3 und Einschalten empfindlicherer Meßbereiche wird die Berichtigung der Exzentrizität immer mehr verbessert, wobei zweckmäßig mit der Umschaltung auf größere Meßempfindlichkeit die Widerstände 107 und 117 verkleiner werden. Dadurch verringert sich der Verstellweg der Motore 109 und 119 entsprechend der Verkleinerung der noch zu Iberichtigenden Exzentrizität.
  • Die in Abb. 10 dangestellbe Ausschaltung der Formfehler auf die Bildung der Nachstellgröße nur in Abhängigkeit von der Exzentrizität kann auch in anderer Weise vorgenommen werden. Es läßt sich beispieLsweise der Kondensator 110 vermeiden, wenn statt der einzelnen Kondensatoren 106 bzw. 107 zwei Kondensatoren gegebenenfalls über Dioden aufgeladen und ihre Aufladespannungen voneinander subtrahiert werden. Die sich ergebende Differenzspannung ist dann von der Exzentrizität, nicht aber von den Formfehlern abhängig: Die vorbeschriebene selbsttätige Zentrierung läßt sich aber auch dann anwenden, wenn die Berichtigung der Exzentrizität nicht auf rein elektrischem Wege durch Bildung einer Berichtigungsspann,ung erfolgt, sondern wenn sieQdurch mechanisches Feinzentrieren bzw. Verstellen von Werkstück und Meßtaster zueinander vorgenommen wird. Eine derartige bei spielsweise Anordnung zeigt die Abb. 11.
  • Das zu prüfende Werkstück 1 befindet ,sich auf einem mit der umlaufenden Spindel 3 - verbundenen Tisch und wird durch Spannbacken2 festgehalten.
  • Diese Backen sind beispielsweise durch Federn oder H:aftmagnete mit dem Spindel tisch 3 schwergängig verbunden, so daß sie sich zwar durch größere Kräfte verschieben lassen, andererseits aber das Werkstück t gegen die geringe Meßkraft des Meßtasters 16 sicher festhalten.
  • Der Meßtaster 16 tastet das Werkstück 1 ab und nimmt die Exzentrizität einschließlich der Formgestalt auf, die als Anzeigespannung Ua am Ausgang des Verstärkers 121 auftritt und -an dem Instrument 20 abgelesen werden kann.
  • Die von der Exzentrizität abhängige Fehlerspannung lädt über den Kondensator 110 und den Widerstand 102 die Kondensatoren 125 und 126 auf, wobei die Zuordnung der Aufladung zu den Verstellkoordinaten x und y der Spannbacken 2 durch Schalter 122 und 123 erfolgt, die von einem mit feder Spindel 3 verbundenen Nocken 124 betätigt werden. Hat sich einer der Kondensatoren 125 oder 126 auf einen positiven Spannungswert aufgeladen, so wird nach einer Drehung der Spindel 3 um 180", sobald der Nocken 130 den Schalter 129 schließt, über die Röhrenschaltung 127/128 der Magnet 131 erregt, ruder mittels des Hamzers 132 einen Schlag auf die Spannbacke2 ausübt.
  • Hierdurch wird das Werkstück 1 um einen geringen Betrag verschoben. Der Gleichrichter 133 verhindert einen Schlag auf die Spannbacke, wenn die Kondensatoren 122/123 negativ aufgeladen sein sollten. Es ist weiterhin vorgesehen, daß nach erfolgtem Schlag die Kondensatoren 122/123 entladen werden, damit sie sich nunmehr auf die neue, nachgestellteL Exzentrizität einstellen können. Die gesamte Anordnung der Schalter und Kondensatorenl22-123-125-126-127-128-129-131-132 und 133 ist für die Verstellung der y-Achse, um 900 versetzt, nochmals vorhanden, jedoch in Abb. 11 nicht eingezeichnet.
  • Statt der Zentrierung des Werkstücks 1 mit Hilfe kleiner Schläge, deren Kraft proportional wider Aufladung des Kondensators 122/123 bzw. der Exzentrizität ist, kann auch eine Verstellung und Zentrierung mit motorisch angetriebenen Spindeln oder ähnlichen Elementen vorgenommen werden. Der in Abb. 11 dSargestellte Aufbau ist überhaupt beispielsweiser Art, denn es können auch andere Mittel zur Erreichung des beschriebenen Zweckes benutzt werden. Vor allem können statt der aufzuladenden Kondensatoren auch andere elektrische speichernde und integrierende Mittel angewandt werden.
  • In den Abb. 1 bis 3 ist zur Anzeige der Exzentrizität und der Fehlgestalt ein Kathodenstrahlosziilograph 21 dargestellt, dessen Strahl entweder elchtro statisch mit Hilfe von zwei zueinander rechtwinklig stehenden Ablenkplattenpaaren oder magnetischEdurch ebenfalls rechtwinklig zueinander stehende Spulensysteme abgelenkt wird. Damit überhaupt ein Kreis geschrieben wind, muß ruder Elektronenstrahl entsprechend der relativen Drehzahl zwischen Werkstück und Meßtaster umlaufen und gleichzeitig entsprechend der Größe der Exzentrizität und der Fehlgestalt in radialer Richtung ausgelenkt werden.
  • Bei magnetischer Ablenkung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Anzeigespannung Ua bzw. einen entsprechenden Strom einer oder zwei, einander gegenüberstehenden, im Gegentakt geschalteten Spulen zuzuführen, die mechanisch um den Kolbenhals des Oszillographenrohres mit derselben relativen Drehzahl wie zwischen Werkstück und Meßtaster rotieren.
  • Wird der Elektronenstrahl statisch durch Ablenkplatten oder mechanisch durch feststehende Spulen abgelenkt, dann wird gemäß Abb. 12 die Anzeigespannung Ua einem rotierenden Umformer 140 zugeführt, der beispielsweise ,durch Kopplung mit der Spindel 3 mit der relativen Drehzahl des Werkstückes gegenüber dem Meßtaster umläuft. Er liefert zwei zueinander elektrisch um 90" verschobene Wechselspannungen, deren Spannungsshöhe der Anzeigespannung Ua proportional ist. Diese Spannungen werden in den Verstärkern 141 und 142 verstärkt und den Ablenksystemen der Oszillographenröhre 143 zugeführt.
  • Der Umformer 140 kann kapazitiver Art ähnlich Abb. 4, induktiver Art ähnlich Abb. 5 oder ohmscher Art ähnlich Abb. 6 sein. Der Oszillograph 143 besitzt vorzugsweise einen lang nachleuchtenden Schirm.
  • Da zur Erzeugung der Berichtigungsspannung, die die Exzentrizität elektrisch unterdrückt, bereits ein ähnlicher Geber eingebaut ist wie der Umformer 140, wird erfindungsgemäß der Geber für die Berichtigungsspannung gleichzeitig auch als Umformer für die Erzeugung tder Kreisablenkung des Kathodenstrahles benutzt. In Abb. 13 ist zunächst als Beispiel der prinzipielle Aufbau einer Einrichtung nach Abb. 3 dargestellt, bei der die mit der Spindel 3 verbundenen Geber 45 und 46 über die Verstärker 49 und 50, die Regelglieder 28 bis 35 und das Korrekturglied 52 bis 55 zusammen mit der vom Meßtaster 16 gelieferten Gesamtspannung am Ausgang der Summierschaltung 51 die Anzeigespannung Ua liefern. Diese Anzeigespannung Ua wird nun in der Schaltstufel47 gitterseitig den Röhren 149 und 150 zugeführt, die anodenseitig von den Gebern 49 und 50 vorzugsweise über Verstärker 145 und 146 moduliert werden. Über die stark gegengekoppelten Röhren 148 und 151, die Übertrager 152 und 153 erfolgt nach Demodulation durch Einführung,der Trägerspannung mittels des Übertragers 154 und durch die Gleichrichter 155, 156 die Anzeige auf dem Oszillographen 143. ähnlich, wie das Zentrieren auf elektrischem Wege und weitgehend selbsttätig vorgenommen wurde, lassen sich auch das zu prüfende Werkstück und der Meßtaster bei der Abtastung der Werkstückmantellinie zueinander ausrichten. Eine erfindungsgemäße Möglichkeit zeigt die Abb. 14. Die hier angegebene Schaltung wird an eine Prüfeinrichtung ähnlich Abb. l, 2 oder 3 angeschlossen, deren Anzeigespannung der Eingangsspannung Ue = 161 der Abb. 14 entspricht. Der Meßtaster 16 befindet sich zunächst an einer Stelle des Werkstückes, von oder aus die Man tellinienabtastung erfolgen soll. Erfindungsgemäß wird diese Stelle dadurch markiert, daß bei einem relativen Umlauf von Werkstück und Meßtaster zueinander an dieser Stelle stets ein Schalter betätigt wird. Man kann dazu entweder das Schaltstenerwerk zu der umlaufenden Spindel verdrehbar ausführen oder das Werkstück zu dem mit der Spindel fest verbundenen Schaltsteuerwerk verdrehen. Dieses entsprechendlder relativen Drehbewegung zwischen Werkstück und Meßtaster innerhalb bestimmter Drehwinkelbereiehe schaltende Schaltsteuerwerk besteht aus den Schaltern 162 bis 165, die innerhalb von zwei Umläufen über die Widerstände 174 und 175 eine Aufladung der Kondensatoren 170 und 173 und damit die Integration der Eingangs spannung 161 durchführen. Es könnten natürlich auch andere Integrations- und Speicherelemente verwendet werden.
  • Wenn 0° die obenerwähnte Anfangsspannung der Mantellinienabtastung ist, auf die Werkstück und Schaltsteuerwerk eingestellt werden, dann schaltet der Schalter 174 von 0 bis 360° und der Schalter 164 von 90 bis 4500. Innerhalb dieser Schaltperioden schaltet dann der Schalter 163 zwischen 0 und 180° auf ,den Kondensator 170 und zwischen 180 und 3600 auf den Kondensator 171. Entsprechend arbeitet der Schalter 165 während 90 bis 270° auf den Kondensator 172 und von 270 bis 4500 auf den Kondensator 173. Die Differenz der Spannungen anoden Kondensatoren 170 und 171 gibt ein Maß für die Berichtigung der Ausrichtung in der Richtung und die Spannungsfdifferenz an den Kondensatoren 172 und 173 in der x-Rich= tung.
  • Die Ausrichtung bei der Mantellinie erfolgt nun so, daß der Meßtaster in die Anfangsstellung der Mantellinientaststrecke gefahren und dort in der oben beschriebenen Weise zentriert wird. In der durch das Schaltsteuerwerk fixierten Lage fährt der Meßtaster nun nach dem anderen Ende der Mantellinientaststrecke, nach dessen Erreichen zwei relative Umläufe des Werkstückes zum Meßtaster ausgeführt und die Kondensatoren 170 bis 173 aufgeladen werden. Durch Betätigung der Schalter 166 bis 169 wird im Kathodenkreis der Röhren 176 bis 179 die Differenzgröße gebildet, so daß hinter Sden Verstärkern 180 und 181 die Berichtigungsmittel 184 und 185 für die y- und x-Achse betätigt werden. Da die Abtastung der Manzellinie mit vorzugsweise konstanter Tastgeschwindigkeit erfolgt, kann durch Einstellung der Regler 182 und 183 die Berichtigung der Ausrichtung im Verhältnis zur Taststrecke erfolgen. Ebenso, wie oben beim Zentrieren beschrieben, können die Berichtigungsmittel den Meßtaster in der x- und y-Achse mechanisch verstellen oder die Ausrichtung allein durch elektrische B erichtigungsspannungen vornehmen. Erwähnt sei noch, daß .die Schalter 162 bis 169 nicht nur elektromechanische Kontaktschalter, sondern auch elektronische kontaktlose Schalter sein können.
  • Die beschriebenen Einrichtungen stellen vor allem dadurch einen besonderen Fortschritt dar, daß sie in bereits vorhandene Einrichtungen für die Erzeugung öer relativen Bewegungen eingebaut werden können, beispielsweise unmittelbar inWerkzeubmaschinen, auf denen derartige Werkstücke gefertigt werden. Gerade wegen der Zentrier- und Ausrichtefehler und der Unmöglichkeit, Feinzentrierungen in die stark beanspruchten Werkzeugmaschinen einzubauen, war es bisher nicht möglich, unmittelbar auf der Fertigungsmaschine die Fehigestalt eines Werkstückes zu ermitteln. Dies wird nunmehr möglich, und man ist sogar in der Lage, mit diesen Einrichtungen die Werkzeugmaschine so meßzusteuern, daß die gefertigten Teile keine Fehlgestalt besitzen.
  • PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Prüfen der Oberflächen- und Fehlgestalt eines Werkstückes, das nur grob zentriert und ausgerichtet ist, durch Abtasten mit einem elektrischen Längenmeßtaster, der relativ gegenüber dem zu prüfenden Werkstück bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Längenmeßtaster elektrisch eine Gesamtmeßgröße erzeugt wird, die dem Oberflächenprofil und der Fehlgestalt sowie dem Zentrier- und Ausrichtefehler entspricht, und daß aus dieser Gesamtheit der Meßwerte die dem Oberflächenprofil und der Fehlgestalt entsprechenden Meßwerte während der Prüfung des Werkstückes in der Weise ermittelt werden, daß mindestens eine elektrische, vorzugsweise sinusförmige Größe zugleich mit der Gesamtmeßgröße erzeugt, diese Größe dem mechanischen Zentrier-und Ausrichtefehler des Werkstückes proportional und dem durch den Zentrier- und Ausrichtefehler bedingten elektrischen Fehler gleichgemacht und diese abgewandelte Größe von der Gesamtmeßgröße abgezogen wird.
  • 2. Gerät zum Prüfen der Oberflächen- und Fehlgestalt eines Werkstückes, das nur grob zentriert und ausgerichtet ist, mittels eines das Werkstück abtasten den elektrischen Längenmeßtasters, der relativ zum Werkstück bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an den Längenmeßtaster eine elektrische Meßeinrichtung angeschlossen ist, in der der Längenmeßtaster einen Gesamtmeßwert erzeugt, der dem Wert des Oberflächenprofils und der Fehlgestalt sowie dem Wert des Zentrier- und Ausrichtefehlers entspricht, und daß eine Berichtigungsmeßeinrichtung, die von der Relativbewegung zwischen dem Längenmeßtaster und dem Werkstück gesteuert ist und die mindestens eine zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert pendelnde elektrische Größe erzeugt, an die Meßeinrichtung über solche Regelglieder angeschlossen ist, mit welchen die erzeugte elektrische Berichtigungsgröße in ihrer Größe, nämlich Amplitude, in ihrer Lage zum Gesamffehler, nämlich Phase, und in ihrem Verlauf, nämlich durch Korrekturglieder, dem mechaniscben Zentrier- und Ausrichtefehler proportional und dem durch den Zentrier- und Ausrichtefehler bedingten elektrischen Fehler gleich einzustellen ist.

Claims (1)

  1. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berichtigungsmeßeinrichtung wenigstens einen elektrischen Berichtigungstaster aufweist, der mit der zwischen dem Längenmeßtaster und dem Werkstück bestehenden Relativgeschwindigkeit einen verstellbaren, fehlerfreien Vergleichskörper abtastet und dadurch die elektrische Größe für den Berichtigungswert erzeugt.
    4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berichtigungseinrichtung eine drehbare Spindel aufweist, welche die Relativbewegung zwischen Längenmeßtaster und Werkstück bewirkt, und daß die drehbare Spindel einen elektrischen B erichtigungstaster trägt, der einen senkrechtstehenden fehlerfreien Zylinder abtastet, weicher parallel zu seiner Längsachse in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiebbar ist.
    5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berichtigungseinrichtung zwei Berichtigungsmeßtaster mit unterschiedlichen Tastflächen aufweist, von denen die eine einen korrekturfreien, die andere einen korrekturbehafteten Berichtigungswert liefert, und daß die den fehlerfreien Vergleichszylinder abtastenden Berichtigungsmeßtaster, mit gleicher Polarität geschaltet, übereinander angeordnet sind, welche an einen Regler angeschlossen sind, der an die Meßeinrichtung geschaltet ist und zum Abgreifen des Berichtigungsmeßwertes dient, der den Werkstückdurchmesser und ein quadratisches Korrekturglied berücksichtigt.
    6. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berichtigungseinrichtung zwei Berichtigungsmeßtaster mit unterschiedlichen Tastflächen aufweist, von-denen die eine einen korrekturfreien, die andere einen korrekturbehafteten Berichtigungswert liefert, und daß die den fehlerfreien verstellbaren Vergleichszylinder abtastenden Berichtigungsmeßtaster, mit entgegengesetzter Polarität geschaltet, um 1800 zueinander versetzt angeordnet sind, welche an einen Regler angeschlossen sind, der an die Meßeinrichtung geschaltet ist und zum Abgreifen des Berichtigungsmeßwertes dient, der den Werkstückdurchmesser und ein quadratisches Korrekturglied beriicksichtigt.
    7. Gerät nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Spindel der Berichtigungseinrichtung den in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiebbaren fehlerfreien Zylinder trägt und daß die den Zylinder abtastenden B erichtigungstaster feststehend angeordnet sind.
    8. Gerät nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Berichtigungsmeßtaster eine geringere elektrische Empfindlichkeit und daher sein Tastbolzen eine größere Verstellbarkeit als der zur Prüfung des Werkstückes dienende Längenmeßtaster aufweist.
    9. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Relativbewegung zwischen dem Längenmeßtaster und dem Werkstück dienende drehbare Spindel eine fehlerfreie, exzentrisch angeordnete Scheibe aufweist, daß zwei um 900 versetzt angeordnete Berichtigungstaster angeordnet sind, welche die Scheibe tangential abtasten, und daß die Berichtigungstaster an Regeiglieder angeschlossen sind, welche die Berichtigungsgröße erzeugen, die dem Exzentrizitäts-und Ausrichtefehler in ihrer Größe (Amplitude), Lage (Phase) und quadratischen Korrekturanteil proportional und gleich ist, und daß ferner die Regelglieder derart an die Meßeinrichtung angeschlossen sind, daß die mit ihnen erzeugte Berichtigungsgröße vom Gesamtwert subtrahiert wird.
    10. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berichtigungseinrichtung elektrische Geber aufweist, die durch die Relativbewegung zwischen Längenmeßtaster und Werkstück verstellt werden, und daß diese Geber an elektrische Mittel zur Erzeugung der Berichtigungsgröße angeschlossen sind, welche von der Gesamtmeßgröße subtrahiert wird.
    11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Geber kapazitive Geber sind.
    12. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Geber induktive Geber sind.
    13. Gerät nach Anspruch 10t dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Geber ohmsche Geber sind.
    14. Gerät nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit der drehbaren Spindel zwei elektrische Geber verbunden sind, die zwei sinusförmige, um 90iO phasenverschobene elektrische Schwingungen liefern, und die Geber an Regelglieder angeschlossen sind, mit denen eine einzige, in ihrer Größe (Amplitude), Lage (Phase) und in ihrem quadratischen Korrekturanteil dem Exzentrizitäts- und Ausrichtefehler entsprechende und gleiche B erichtigungsgröß e erzeugt und subtraktiv an die Meßeinrichtung angeschlossen ist.
    15. Gerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch zwei um 900 versetzte, mit der drehbaren Spindel verbundene Kontaktgeber, die iiber Schalter, die mit Stromquellen verbunden sind, elektrische Spannungen von Rechteckform erzeugen, und an die Schalter angeschlossene Sieb-und Filterglieder, die zur Erzeugung von zwei um 900 phasenverschobenen Sinusspannungen dienen, sowie an die Sieb- und Filterglieder angeschlossene Regelglieder, die zur Erzeugung der dem Exzentrizitäts- und Ausrichtefehler nach Amplitude, Phase und quadratischem Korrekturanteil entsprechenden und gleichen Berichtigungsgröße dienen, die subtraktiv an die Meßeinrichtung angeschlossen ist.
    16. Gerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch an sich bekannte Wechselstromgeneratoren, die sinusförmig verlaufende elektrische Ströme und Spannungen erzeugen, die mit der drehbaren Spindel zu synchronisieren sind und dadurch bei jeder Spindelumdrehung zwei um 900 phasenverschobene elektrische Spannungs wechsel den elektrischen Regelgliedern zuführen, durch die eine dem Exzentrizitäts- und Ausrichtefehler nach Amplitude, Phase und quadratischem Korrekturanteil proportionale und gleiche, von der Gesamtfehlerspannung abzuziehende Berichtigungsspannung erzeugt wird.
    17. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Spannungsteiler für die durch den elektrischen Längsmeßtaster erzeugte Meßspannung, einen am Spannungsteiler angeordneten Abzweig für eine Teilspannung, Filter, die aus der Teilspannung die sinusförmige Grundwelle heraussieben, und eine Phasenumkehrstufe, welche die Grundwelle als Berichtigungsspannung von der Gesamtmeßspannung abzieht.
    18. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch elektrische Schaltmittel, die die dem Formfehler des Werkstückes proportionale Spannung aus der Gesamtmeßspannung entfernen und die verbleibende Restspannung durch Kontakte, die von der drehbaren Spindel gesteuert sind, den zwei Speichern zuführen, welche den zueinander senkrechten Verstellkoordinaten zugeordnet sind, um auf diesen eine Verstellgröße zu bilden, die, im richtigen Augenblick von der drehbaren Spindel gesteuert, auf Verstelleinrichtungen einwirkt, welche die Regeiglieder für die Beseitigung des Zentrier-und Ausrichtefehlers selbsttätig nachstellen.
    19. Gerät nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch schlagartig wirkende Zentrier- und Ausrichteimpulsgeber, die auf die Spannmittel des Werkstückes einwirken.
    20. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler, welche die Berichtigungsgröße einstellen, elektrisch gesteuert sind.
    21, Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Längenmeßtaster und die Meßeinrichtung an wenigstens eine Spule angeschlossen sind, die um die Ablenkzone eines magnetisch ablenkbaren Osziliographenrohres drehbar ist, das einen lang nachleuchtenden Bildschirm aufweist.
    22. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Längenmeßtaster und die Meßeinrichtung an einen drehbaren Umformer angeschlossen sind, der zwei um 9010 elektrisch verschobene, in ihrer Spannungshöhe der Anzeigespannung proportionale Wechselspannungen liefert und der mit den feststehenden Ablenkmitteln eines an sich bekannten Oszillographenrohres verbunden ist.
    23. Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber, die die zur Erzeugung der Berichtigungsgröße der Exzentrizität dienenden Sinusspannungen liefern, gleichzeitig die Umformer für die Erzeugung der Kreis ablenkung des Kathodenstrahles sind.
    24. Gerät nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine gitterseitig von der Meßspannung, anodenseitig von der Sinusgeberspannung gesteuerte Röhre (149 bzw. 150) und eine die Multiplikation beider Spannungen linearisierende sowie stabilisierende, in geeigneter Weise stark gegengekoppelte Röhre (148 bzw. 151).
    25. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein auf die Lage der Mantellinie einzustellendes Schaltsteuerwerk, das, nach Verstellkoordinaten aufgeteilt, durch Integration und Speicherung selbsttätig die Ausrichtung berichtigt.
    26. Gerät nach Anspruch 2 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß es ein eine Werkzeugmaschine steuernder Bestandteil der Werkzeugmaschine ist, der die Werkzeugmaschine auf ge- ringste Fehlgestalt der gefertigten Werkstücke meßsteuert. in Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung P 12685 IX/42b (be kanntgemacht am 26. 7. 1956).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1245146B (de) * 1962-03-27 1967-07-20 Rank Precision Ind Ltd Einrichtung zum Pruefen der Geradlinigkeit einer Oberflaeche
DE2502653A1 (de) * 1974-01-25 1975-07-31 Gould Inc Verfahren und vorrichtung zur kompensation des bei profilmessungen auftretenden steigungsfehlers
DE1967328B2 (de) 1969-09-03 1981-05-27 Johannes Dr.-Ing. 3000 Hannover Perthen Vorrichtung zur Messung der Rundheit von zylindrischen Werkstücken
EP0350799A2 (de) * 1988-07-13 1990-01-17 Bryant Grinder Corporation Automatischer Werkstückzentrierermechanismus für ein Futter

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3481466A (en) * 1968-03-19 1969-12-02 Micromatic Hone Corp Total indicated reading comparator circuit
BE756176A (fr) * 1969-09-17 1971-03-15 Ppg Industries Inc Procede et appareil pour determiner le profil d'objets, d'objets en verre en particulier
GB1436721A (en) * 1973-05-23 1976-05-26 Rank Organisation Ltd Surface measurement
GB2039050B (en) * 1979-01-04 1982-12-15 Rank Organisation Ltd Measuring centre of curvature
DE3123489A1 (de) * 1981-06-13 1982-12-30 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Verfahren zur messung der rundheitsabweichungen von rotationskoerpern und einrichtungen zur durchfuehrung des verfahrens
IL69732A0 (en) * 1982-09-20 1983-12-30 Schweiz Ges Werkzeugmasch Method and apparatus for determining the precision of a numerically controlled machine tool
ITBO20000427A1 (it) * 2000-07-14 2002-01-14 Primula Di Perrella Agostino Apparecchiatura per il controllo dimensionale e/o geometrico di pezzimeccanici a simmetria di rotazione .
KR20110068995A (ko) * 2008-09-30 2011-06-22 엔티엔 가부시키가이샤 센터링 장치 및 센터링 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2240278A (en) * 1936-09-09 1941-04-29 Physicists Res Company Instrument for recording or measuring surface irregularities
US2457727A (en) * 1940-09-27 1948-12-28 Armour Res Found Electrical measuring system
US2601447A (en) * 1945-09-11 1952-06-24 Jack & Heintz Prec Ind Inc Electronic concentricity and groove parallel gauge
US2640274A (en) * 1947-01-25 1953-06-02 Ohio Commw Eng Co Apparatus for continuous gauging
US2583253A (en) * 1949-08-15 1952-01-22 James W Carder Device for indicating the true shape of workpieces
US2854757A (en) * 1954-09-17 1958-10-07 Cleveland Instr Company Run-out discriminator gage
US2913829A (en) * 1956-03-19 1959-11-24 John D Macarthur Gauging apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1245146B (de) * 1962-03-27 1967-07-20 Rank Precision Ind Ltd Einrichtung zum Pruefen der Geradlinigkeit einer Oberflaeche
DE1967328B2 (de) 1969-09-03 1981-05-27 Johannes Dr.-Ing. 3000 Hannover Perthen Vorrichtung zur Messung der Rundheit von zylindrischen Werkstücken
DE2502653A1 (de) * 1974-01-25 1975-07-31 Gould Inc Verfahren und vorrichtung zur kompensation des bei profilmessungen auftretenden steigungsfehlers
EP0350799A2 (de) * 1988-07-13 1990-01-17 Bryant Grinder Corporation Automatischer Werkstückzentrierermechanismus für ein Futter
EP0350799A3 (de) * 1988-07-13 1991-07-24 Bryant Grinder Corporation Automatischer Werkstückzentrierermechanismus für ein Futter

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GB929944A (en) 1963-06-26
GB929943A (en) 1963-06-26

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