DE1124710B

DE1124710B - Measuring device for determining the dimensions of a body with an interrupted surface during processing

Info

Publication number: DE1124710B
Application number: DESCH22784A
Authority: DE
Inventors: Helmut Schulz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-09-14
Filing date: 1957-09-14
Publication date: 1962-03-01

Description

Meßeinrichtung zur Maßbestimmung eines Körpers mit unterbrochener Fläche während der Bearbeitung Für die Maßbestimmung von bewegten Werkstück ken, insbesondere mit unterbrochenen Flächen, werden üblicherweise Meßuhren oder Feintaster verwendet. Hierbei wirkt sich als nachteilig aus, daß der an der vollen Fläche des unter dem Feintaster hindurchbewegten Werk stückes festgestellte Meßwert stets an der unterbrochenen Fläche abfällt, so daß z. B. bei schneller Folge der Unterbrechungen eine sichere Maßbestimmung fast unmöglich ist. Besonders beim Messen während eines Bearbeitungsvorganges, so z. B. beim Flächenschleifen, treten gleichfalls die oben geschilderten nachteiligen Verhältnisse auf, da das beim Sohleifen hin- und herbewegte Werkstück wechselseitig den Meßstift des entsprechend angeordneten Feintasters berührt oder nicht berührt, so daß der Zeiger des Feintasters sich in ständiger Bewegung befindet und damit die Maßbestimmung während des Schleifens überaus erschwert wird. Es sind auch Taster bekannt, die eine Maßbestimmung durch Lichtsignale vornehmen, wobei allerdings die Maßbestimmung lediglich zwischen einem Größt- und Kleinstmaß, also eine Grenzmaßbestimmung erfolgt. Während eines Bearbeitungsvorganges wird jedoch eine stetig fortschreitende Maßüberwachung bis zum Erreichen eines bestimmten Istmaßes am Werkstück angestrebt, um z. B. an der Werkzeugmaschine Schaltvorgänge für die Werkzeugzustellung oder Tischbewegung durch das jeweilige Istmaß am Werkstück und der dadurch bedingten Stellung des Feintasters auslösen zu können. Measuring device for determining the dimensions of a body with an interrupted Surface during machining For determining the dimensions of moving workpieces, Dial gauges or precision feelers are usually used, in particular with interrupted surfaces used. This has a disadvantageous effect that the on the full surface of the The measured value always measured under the precision probe moved through the workpiece the interrupted surface drops so that, for. B. in the case of a rapid sequence of interruptions a reliable measurement is almost impossible. Especially when measuring during a Machining process, so z. B. when surface grinding, also occur the above the disadvantageous conditions described, since it moved back and forth during the sole grinding Workpiece alternately touches the measuring pin of the correspondingly arranged fine feeler or not touched, so that the pointer of the fine feeler is in constant motion is located and thus the measurement is extremely difficult during the grinding. There are also buttons known that determine the dimensions by means of light signals, however, the determination of dimensions is only between a maximum and minimum size, thus a limit measurement is made. However, during a processing operation a steadily progressing dimension monitoring until a certain actual dimension is reached aimed at the workpiece to z. B. on the machine tool switching operations for Tool infeed or table movement through the respective actual dimensions on the workpiece and the resulting position of the fine button to be able to trigger.

Es sind weiterhin Einrichtungen bekanntgeworden, die den mit einem Feintaster in Verbindung stehenden Taststift für das Werkstück an der unterbrochenen Fläche elektromagnetisch blockieren. Der Taststift ist also nur in Richtung zu einem kleiner werdenden Maß wirksam, so daß seine Anfangsstellung stets größer sein muß als das Werkstückmaß. Dadurch ist es erforderlich, daß die das Maß bestimmenden Gegentastpunkte das Werkstück an der Gegenseite antasten und mit dem Taststift ein festes Ganzes bilden. Zur Betätigung des Steuereffektes sind außerdem zusätzliche Steuermechanismen erforderlich, die zu der Bewegung des Werkstückes parallel geschaltet sind und demzufolge auf die jeweilige Werkstückform, also den unterbrochenen Flächen entsprechend angepaßt sein müssen, was sich natürlich ebenfalls nachteilig auswirkt. There are also facilities known that with a Fine feeler related stylus for the workpiece on the interrupted Block the surface electromagnetically. So the stylus is only in the direction of one diminishing measure effective, so that its starting position must always be larger than the workpiece size. This means that it is necessary that those determining the measure Touch the counter-touch points on the workpiece on the opposite side and press in with the stylus form a solid whole. To operate the control effect, there are also additional Control mechanisms are required that are connected in parallel to the movement of the workpiece are and consequently on the respective workpiece shape, i.e. the interrupted surfaces must be adapted accordingly, which of course also has a disadvantageous effect.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, bei der die Bewegung des Taststiftes sowohl in Richtung auf den Prüfling zu als auch in Richtung vom Prüfling weg so weit gehemmt ist, daß durch den Meßdruck des Feintasters keine Verschiebung des Taststiftes erfolgt, jedoch erfolgen kann, wenn am Taststift eine Kraft wirksam wird, die größer ist als der Meßdruck des Feintasters. It is the object of the present invention to provide a device create in which the movement of the stylus both in the direction of the test object to as well as in the direction away from the test object is inhibited so far that by the measuring pressure of the fine feeler, the stylus is not shifted, but takes place can, if a force is applied to the stylus which is greater than the measuring pressure of the fine stylus.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der in einer Pinole 4 verschiebbar angeordnete Taststift 2, der von zwei Schleifkontakten 7 und 8 flankiert ist, durch einen Druckbolzen 13 und eine Druckfeder 18 hemmbar ist und diese Hemmung durch eine auf den Druckbolzen 13 wirkende, der Kraft der Feder 18 entgegengerichtete größere Kraft aufhebbar ist, während die Schleifkontakte 7, 8 mit dem Werkstück W1 oder W2 einen Teil eines Stromkreises bilden, der durch das Werkstück als Schalter geschlossen bzw. geöffnet wird, und dadurch wahlweise ein die Gegenkraft zur Kraft der Feder 18 erzeugender Elektromagnet ein-bzw. ausschaltbar oder ein Magnetventil betätigbar und hierdurch eine magnetische bzw. pneumatische Gegenkraft zur Kraft der Feder 18 auslösbar ist. This object is achieved in that the sleeve 4 is displaceable in a quill arranged stylus 2, which is flanked by two sliding contacts 7 and 8, through a pressure pin 13 and a compression spring 18 can be inhibited and this inhibition by one which acts on the pressure pin 13 and is directed opposite to the force of the spring 18 greater force can be canceled while the sliding contacts 7, 8 with the workpiece W1 or W2 form part of a circuit that runs through the workpiece as a switch is closed or opened, and thereby optionally a counterforce to the force the spring 18 generating electromagnet on or. can be switched off or a solenoid valve can be actuated and thereby a magnetic or pneumatic counterforce to the force the spring 18 can be triggered.

Diese Eigenschaften sind z. B. erforderlich, wenn das Einstellmaß des Taststiftes kleiner ist als das Werkstück. Hierbei soll sich der Taststift entsprechend der Werkstückhöhe selbsttätig einstellen können, indem die Werkstückkante an der pilzartigen Stirnseite des Taststiftes vorbeigleitet und die Hemmung des Taststiftes und den Meßdruck des Feintasters überwindet, so daß die Stellung des Taststiftes bei der Bewegung des Werkstückes an der unterbrochenen Fläche weiterhin wirksam bleibt, ohne daß ein Steuervorgang hierfür erforderlich ist. Die wirksame Hemmung des Taststiftes wird erst dann unterbrochen, wenn sich dieser unter einer vollen Werkstückfläche befindet, und zwar in der Weise, daß der erforderliche Steuervorgang unmittelbar vom Werkstück und dessen unterbrochenen Flächen bzw. Enden ausgelöst wird. Dadurch sind für den Steuervorgang keine zusätzlichen Einrichtungsarbeiten erforderlich, und die Bereitschaft für den Steuervorgang bleibt bei jeder Werkstückform erhalten, ganz gleich, ob die Meßstellung des Taststiftes kleiner oder größer als das Werkstückmaß ist. These properties are e.g. B. required if the setting dimension of the stylus is smaller than the workpiece. The stylus should move accordingly the workpiece height can be adjusted automatically by pulling the workpiece edge on the mushroom-like face of the stylus slides past and the inhibition of the stylus and the measuring pressure of the fine feeler overcomes, so that the position of the stylus continues to be effective when the workpiece is moved on the interrupted surface remains without a control process is required for this. The effective inhibition of the stylus is only interrupted when it is under a full Workpiece surface is located, in such a way that the required control operation triggered directly by the workpiece and its interrupted surfaces or ends will. This means that no additional setup work is required for the control process, and the readiness for the control process remains with every workpiece shape, regardless of whether the measuring position of the stylus is smaller or larger than the workpiece size is.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll durch die besondere Ausführung des am Taststift befindlichen Meßpilzes eine größere Sicherheit des Maßergebnisses und eine längere Standfestigkeit des Meßpilzes erreicht werden. Wenn der Meßpilz mit Hartmetall bestückt ist, unterliegt dieser in verhältnismäßig kurzer Zeit einer Abnutzung, was zu einer unbeabsichtigten Maßveränderung führt. Dies ist bekannterweise durch die Verwendung von Diamanten verbessert worden. Diese Diamanten sind in Hartlot eingebettet, so daß die Randzone sehr leicht durch das unvermeidliche Anlaufen an die Werkstückkante bei Beginn des Bearbeitungsvorganges beschädigt und dadurch der Meßpilz unbrauchbar würde. In Weiterbildung der Erfindung soll hierbei durch die Kombination von Hartmetall und Diamant eine wesentliche Verbesserung erzielt werden, indem der Diamant in Hartmetall gesintert wird, so daß die Randzone aus Hartmetall besteht und damit beim Anlaufen an die Werkstückkante eine größtmögliche Abnutzungsfestigkeit erreicht wird. Außerdem ist die Meßeinrichtung sowohl an Flächen- wie auch an Rundschleifmaschinen anwendbar, da die Maßbestimmung unabhängig von der Gegenseite des Werkstückes erfolgt. In a further embodiment of the invention, the special Execution of the measuring mushroom located on the stylus ensures greater reliability of the measurement result and a longer stability of the measuring mushroom can be achieved. When the measuring mushroom is equipped with hard metal, this is subject to a relatively short time Wear, which leads to an unintended change in size. This is known to be has been enhanced through the use of diamonds. These diamonds are in hard solder embedded, so that the edge zone very easily due to the inevitable tarnishing the workpiece edge is damaged at the beginning of the machining process and thereby the Measuring mushroom would be unusable. In a further development of the invention, this should be done by the Combination of hard metal and diamond a significant improvement can be achieved, by sintering the diamond in hard metal, so that the edge zone is made of hard metal exists and thus the greatest possible wear resistance when touching the workpiece edge is achieved. In addition, the measuring device is on both surface and cylindrical grinding machines applicable because the measurement is independent of the opposite side of the workpiece.

Die Erfindung ist im wesentlichen in den Abb. A bis E dargestellt und nachstehend beschrieben. The invention is shown essentially in Figs and described below.

Abb. A stellt hierbei die schematische Anordnung einer Flächenschleifmaschine dar. Der hin- und herbewegte Schleiftisch 1 trägt ein Werkstück W1, dessen Höhenmaß durch einen Taststift 2 abgetastet und auf einen Feintaster 3 übertragen wird. Der Taststift 2, der in seiner Bewegung gehemmt wird, ist in der Pinole 4 verschiebbar gelagert, die durch den Halteraum 6, der irgendwie an der Maschine befestigt ist, gehalten wird. Vor und hinter dem Taststift 2 sind entsprechend der Bewegungsrichtung des Werkstückes W 1 Schleifkontakte 7 und 8 angeordnet, die mit dem Werkstück W1 unmittelbar in Berührung kommen und damit einen Stromkreis öffnen oder schließen, so daß das Werkstück W1 als Schalter wirkt. Über ein Relais 9 oder pneumatisches Magnetventil (nicht dargestellt) erfolgt die Unterbrechung der Hemmung am Taststift 2, wenn dieser der vollen Werkstückfiäche gegenübersteht. Diese Unterbrechung der Hemmung wird unwirksam, wenn ein Schleifkontakt 7 oder 8 keine Berührung mit dem Werkstück W 1 hat, so daß der Taststift 2 infolge der Hemmung auch nach Durchgang des Werkstückes seine Lage beibehält. Die elektrische Funktion braucht hierbei nicht näher erläutert zu werden, da es lediglich auf den Schalteffekt ankommt. Fig. A shows the schematic arrangement of a surface grinding machine The back and forth moving grinding table 1 carries a workpiece W1, the height of which is scanned by a stylus 2 and transmitted to a fine button 3. Of the Stylus 2, the movement of which is inhibited, can be displaced in the quill 4 stored by the holding space 6, which is somehow attached to the machine, is held. In front of and behind the stylus 2 are corresponding to the direction of movement of the workpiece W 1 sliding contacts 7 and 8 arranged, which with the workpiece W1 come into direct contact and thus open or close a circuit, so that the workpiece W1 acts as a switch. Via a relay 9 or pneumatic Solenoid valve (not shown), the inhibition on the stylus is interrupted 2, if it faces the full workpiece surface. This interruption of the Inhibition becomes ineffective if a sliding contact 7 or 8 does not come into contact with the Workpiece W 1 has, so that the stylus 2 as a result of the inhibition even after passage of the workpiece maintains its position. The electrical function is not required here to be explained in more detail, since it only depends on the switching effect.

Sinngemäß wird der gleiche Schalteffekt erzielt wenn die Anwendung an einer Rundschleifmaschine bei umlaufendem Werkstück W2 mit Nuten od. dgl., also mit unterbrochener Werkstückfläche, erfolgt, wie in Abb. B ebenfalls schematisch dargestellt, wobei die Anzahl der Unterbrechungen beliebig sein kann. The same switching effect is achieved when the application on a cylindrical grinding machine with a rotating workpiece W2 with grooves or the like, ie with an interrupted workpiece surface, takes place, as in Fig. B, also schematically shown, whereby the number of interruptions can be arbitrary.

Da die Stirnseite der Tastfläche des Taststiftes 2 während des Abtastens der bewegten Werkstückfläche einer unerwünschten Abnutzung unterliegt, erscheint es zweckmäßig, den Meßstift 2 mit einem Meßschuh 10 zu versehen, wie Abb. C zeigt. Dieser Meßschuh 10 trägt stirnseitig einen Diamanten 12 von ausreichender Größe, der in Hartmetall 11 gesintert ist, wobei die Stirnseite von Diamant 12 und Hartmetall 11 eine gemeinsame Kalotte bilden. Da die Diamantfläche in der Kalotte stets die höchste Erhebung ist, kommt nur diese beim Meßvorgang mit der Werkstückfläche in Berührung. Dadurch wird eine größtmögliche Abnutzungssicherheit erzielt, wobei auch die Umgebung des Diamanten 12 durch das Hartmetall 11 einen erheblichen Abnutzungsschutz erhält. Dies ist z. B. erforderlich, wenn beim Beginn des Meßvorganges oder beim Werkstückwechsel der Meßstift 2 mit seiner Stirnfläche niedriger steht als die Werkstückhöhe und durch Anlaufen der Werkstückkante der Taststift 2 in die der Werkstückshöhe entsprechende Stellung geschoben werden muß. Since the end face of the touch surface of the stylus 2 during scanning the moving workpiece surface is subject to undesirable wear appears it is appropriate to provide the measuring pin 2 with a measuring shoe 10, as Fig. C shows. This measuring shoe 10 carries a diamond 12 of sufficient size on the front side, which is sintered in hard metal 11, the end face of diamond 12 and hard metal 11 form a common dome. Since the diamond surface in the dome is always the is the highest elevation, only this comes in with the workpiece surface during the measuring process Contact. As a result, the greatest possible wear resistance is achieved, and also the area around the diamond 12 by the hard metal 11 provides considerable protection against wear receives. This is e.g. B. required if at the beginning of the measuring process or at Workpiece change the measuring pin 2 is lower with its end face than the workpiece height and by approaching the edge of the workpiece, the stylus 2 reaches the workpiece height corresponding position must be pushed.

Abb. D stellt eine Schnittzeichnung durch die Meßeinrichtung dar. Der in der Pinole 4 verschiebbar gelagerte Taststift 2 wird im Ruhezustand ständig durch einen radial wirkenden Druckbolzen 13 und der dahinter angeordneten Druckfeder 18 so weit gehemmt, daß der Meßdruck des Feintasters 3 nicht zur Wirkung kommen kann, was durch eine entsprechende Abstimmung der Druckfeder 18 und deren Wirkung auf den Druckbolzen 13 und den radialen Druck auf den Taststift 2 erreicht wird. Der Taststift 2 bleibt also auch unter der Wirkung des Druckbolzens 13 leicht verschiebbar, wobei in Richtung zum Feintaster 13 dessen Meßdruck und die Hemmung des Taststiftes 2 und in entgegengesetzter Richtung lediglich die Hemmung des Taststiftes 2 überwunden werden muß. Fig. D shows a sectional drawing through the measuring device. The stylus 2, which is mounted displaceably in the quill 4, is constant in the idle state by a radially acting pressure bolt 13 and the compression spring arranged behind it 18 inhibited so far that the measuring pressure of the fine feeler 3 does not come into effect can, which by a corresponding coordination of the compression spring 18 and its effect on the pressure pin 13 and the radial pressure on the stylus 2 is achieved. The stylus 2 remains easily displaceable even under the action of the pressure pin 13, in the direction of the fine probe 13 its measuring pressure and the inhibition of the stylus 2 and in the opposite direction only the inhibition of the stylus 2 is overcome must become.

Der Druckbolzen 13 ist mit einem Magnetkern 14 starr verbunden, der von einer Magnetspule 15 umschlossen ist. Wird nun die Magnetspule 15 durch den bereits vorher beschriebenen Schalteffekt elektrisch erregt, so wird der Magnetkern 14 in diese hineingezogen und gleichzeitig der Druckbolzen 13 zurückgezogen. Dadurch ist dann der Taststift 2 frei beweglich, so daß sich dieser entsprechend einer jeweiligen Werkstückhöhe einstellen kann, was durch den Feintaster 3 angezeigt wird. The pressure pin 13 is rigidly connected to a magnetic core 14, the is enclosed by a solenoid 15. If the solenoid 15 is now through the the previously described switching effect is electrically excited, so the magnetic core 14 drawn into this and at the same time the pressure pin 13 withdrawn. Through this is then the stylus 2 freely movable, so that this is according to a respective Can adjust the workpiece height, which is indicated by the fine feeler 3.

In Abb. E ist ebenfalls ein Schnitt dargestellt, wie die gleiche Wirkung pneumatisch erreicht werden kann. Der Druckbolzen 13 ist hierbei mit einem Kolben 16 starr verbunden, der von einem Preßluftzylinder 17 umschlossen ist. Bei einer Beaufschlagung des Kolbens 16 durch Preßluft, die in Pfeilrichtung dem Zylinder 17 zugeführt wird, wird der Druckbolzen zurückgezogen, so daß der Taststift 2 dann ebenfalls frei beweglich ist. In Fig. E a section is also shown, like the same Effect can be achieved pneumatically. The pressure pin 13 is here with a Piston 16 rigidly connected, which is enclosed by a compressed air cylinder 17. at a loading of the piston 16 by compressed air, which the cylinder in the direction of the arrow 17 is fed, the pressure pin is withdrawn so that the stylus 2 then is also freely movable.

Die Meßeinrichtung ist natürlich auch für ähnliche Meßaufgaben während der Bearbeitung als beschrieben anwendbar. Insbesondere kann der Meßpilz nach Abb. C auch für reine Meßaufgaben an Meßautomaten u. dgl. bei einer großen Folge von Werkstücken in der Massenfertigung Anwendung finden, da durch die abnutzungsgeschützte Ausführung das Einstellmaß auf lange Zeit gewährleistet bleibt und unnötige und zumeist sehr zeitraubende Nachstellarbeiten vermieden werden. The measuring device is of course also for similar measuring tasks during the processing as described applicable. In particular, the measuring mushroom according to Fig. C also for pure measuring tasks on automatic measuring machines and the like with a large series of Workpieces are used in mass production because they are protected against wear Execution of the adjustment dimension is guaranteed for a long time and is unnecessary and mostly very time-consuming readjustment work can be avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Measuring device for determining the dimensions of a body with straight or curved interrupted surface during machining, in the the position of a stylus on the interrupted surface remains effective, thereby characterized in that it is displaceable in a quill (4) arranged Stylus (2), which is flanked by two sliding contacts (7, 8), by a pressure pin (13) and a compression spring (18) can be inhibited and this inhibition by an on the pressure pin (13) acting, the force of the spring (18) oppositely directed greater force can be canceled while the sliding contacts (7, 8) with the workpiece (W 1 or W2) form part of a circuit that is closed by the workpiece as a switch or is opened, and thereby optionally a counterforce to the force of the spring (18) generating electromagnet on or off can be switched off or a solenoid valve can be operated and thereby a magnetic or pneumatic counterforce to the force of the spring (18) can be triggered.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the Stylus (2) is provided with a measuring shoe (10) whose dome-like end face is equipped with a diamond (12) wintered in hard metal (11).

Considered publications: German Patent Specifications No. 726 058, 591333, 732480, 909652.