DE1298722B

DE1298722B - Einrichtung zur Kompensation von Abweichungen zwischen Geraete-achse und Werkstueckachse bei Geraeten zur Formpruefung von zylindrischen Werkstuecken

Info

Publication number: DE1298722B
Application number: DE1964H0060643
Authority: DE
Inventors: Dr Helmut; Wolff
Original assignee: Hommelwerke GmbH
Current assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Priority date: 1964-07-18
Filing date: 1964-07-18
Publication date: 1969-07-03

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kompensation von Abweichungen zwischen Geräte achse und Werkstückachse bei Geräten zur Formprüfung von zylindrischen Werkstücken, bei denen das Werkstück und ein Meßtaster durch Drehung um die Geräteachse in einer Meßebene relativ zueinander bewegbar sind.
Bei der Formprüfung von zylindrischen Werkstücken mittels des Tastprüfverfahrens kann im allgemeinen nicht oder nur unter erheblichen Schwierigkeiten sichergestellt werden, daß die Werkstückachse und die Geräteachse, um die die Relativbewegung von Werkstück und Meßtaster erfolgt, zusammenfallen. In der Regel haben diese beiden Achsen einen gegenseitigen Abstand. Infolgedessen wird der Meßbolzen des Meßtasters bei der keiafivbewegung gegenüber dem Werkstück sowohl in Abhängigkeit von der Fehlgestalt des Werkstückes als auch in Abhängigkeit von der am Meßpunkt in Erscheinung tretenden Exzentrizität a cos ç zwischen Geräteachse und Werkstückachse ausgelenkt. Normalerweise gibt der Meßtaster also an den nachgeschalteten Verstärker ein zusammengesetztes Meßsignal ab, das einen der Fehlgestalt proportionalen Spannungsanteil und einen der Exzentrizität a cos <p proportionalen Spannungsanteil aufweist. Dabei ist a gleich dem Abstand der Geräteachse von der Werkstückachse, während ç den Winkel zwischen den beiden Ebenen darstellt, die durch den Meßpunkt und die Geräteachse einerseits sowie durch die Geräteachse und die Werkstückachse andererseits bestimmt sind.
Bei einer bekannten Einrichtung der vorliegend betrachteten Art sind dem das zusammengesetzte Meßsignal aufnehmenden Meßverstärker Integratoren, ein Sinus-Kosinus-Potentiometer, ein Kosinus-Potentiometer und ein Sinus-Potentiometer nachgeschaltet. Diese Schaltungsteile haben die Aufgabe, aus dem zusammengesetzten Meßsignal eine sinusförmige Komponente abzutrennen, die die auf die Exzentrizität zurückzuführende Komponente des zusammengesetzten Meßsignals darstellt. Bei einer Ausführungsform wird die so erhaltene sinusförmige Komponente von dem zusammengesetzten Meßsignal subtrahiert, so daß nur die die Fehlgestalt kennzeichnende Komponente geschrieben wird. Bei einer zweiten Ausführungsform werden das zusammengesetzte Signal und zusätzlich eine Bezugslinie aufgezeichnet, die aus einer Überlagerung der sinusförmigen Komponente mit einem Gleichspannungssignal erhalten wird. Im einen wie im anderen Falle wird nur der Meßbolzen des Meßtasters auf Grund der Formfehler des Werkstückes und der Exzentrizität zwischen Geräte- und Werkstückachse bewegt.
Die bekannte Einrichtung ist sehr aufwendig und damit störanfällig. Hinzu kommt, daß beim Messen stets das zusammengesetzte, die Exzentrizitätskomponente enthaltende Meßsignal über den Meßverstärker läuft. Das bedeutet, daß in der Praxis nur sehr geringe Exzentrizitäten durchgelassen werden können, weil andernfalls der Meßverstärker übersteuert wird.
Der Meßtechniker muß daher von Hand für eine sehr genaue Ausrichtung der Werkstückachse auf die Geräteachse sorgen. Die Abweichungen zwischen Geräteachse und Werkstückachse dürfen bei der bekannten Einrichtung einige Mikron nicht übersteigen.
Dies ist besonders nachteilig, weil die Ausrichtung für jeden Prüfling neu vorgenommen werden muß.
Es ist ferner eine Einrichtung bekannt, bei der durch Verwendung eines Hilfstasters, der an einer mit der Spindel umlaufenden Exzenterscheibe anliegt, eine Hilfsspannung erzeugt wird, die es erlaubt, einen Unrundlauf der Spindel zu kompensieren. Die Kompensationseinrichtung wird vor Inbetriebnahme des Gerätes nur ein einziges Mal eingestellt und bleibt dann während aller Messungen in der eingestellten Lage. Mittel und Maßnahmen zur Kompensation einer Exzentrizität zwischen Spindelachse und Prüfstückachse sind dort jedoch nicht vorhanden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Kompensation von Abweichungen zwischen Geräteachse und Werkstückachse bei Geräten zur Formprüfung von zylindrischen Werkstücken zu schaffen, die einfacher aufgebaut ist als die oben geschilderte bekannte Einrichtung und gleichwohl größere Exzentrizitäten zuläßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halterung des Meßtasters in der Meßebene gegenüber der Geräte achse zwangsverschiebbal gelagert ist und ein Hilfsantrieb vorgesehen ist, der der Meßtasterhalterung während der Messung eine Bewegung in der Meßebene mit Bezug auf die Geräteachse aufdrückt, die nach Größe und Phase der am Meßpunkt vorliegenden Exzentrizität zwischen Geräteachse und Werkstückachse entspricht.
Dadurch, daß dem Meßtaster als Ganzem eine mechanische Bewegung erteilt wird, die der Größe a cos 9, entspricht, nimmt der Meßverstärker während der Messung stets nur ein den Formfehlern des Werkstückes entsprechendes Signal auf. Es kann infolgedessen ohne Übersteuerungsgefahr mit einer hohen Vergrößerung selbst dann gearbeitet werden, wenn das Werkstück nur sehr grob auf die Geräteachse ausgerichtet ist, d. h. der Abstand a zwischen Werkstückachse und Geräteachse groß ist. Dies erlaubt eine rasche, einfache Bedienung des Gerätes.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische, nicht maßstabsgerechte Draufsicht auf das Werkstück und die Spindel des Formprüfgerätes und F i g. 2 schematisch eine erfindungsgemäß aufgebaute Kompensationseinrichtung.
In Fig. 1 bezeichnet 1 die Geräteachse und 2 die Werkstückachse. Durch nicht vollständiges Ausrichten des Werkstücks 4 haben die beiden Achsen den Abstand a. Beim Messen dreht sich entweder dei Meßtaster MT um die Geräteachse 1 und das abgetastete Werkstück 4 bleibt stehen, oder der MeßtasterMT bleibt stehen und tastet das sich um die Geräteachse 1 drehende Werkstück 4 ab, dessen Achse 2 gegenüber der Geräteachse 1 um den Betrag a exzentrisch sitzt. Gegenüber der Meßebene 1 -MT hat die Werkstückachse 2 den Momentanwinkel, bezogen auf die Geräteachse 1. Am Meßpunkt 5 tritt daher die Exzentrizität acosç auf.
F i g. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäß aufgebaute Kompensationseinrichtung. Das Werkstück 4, das sich bei diesem Ausführungsbeispiel um die Geräteachse dreht, wird von dem Meßtaster MT abgetastet. Die Bewegungen der Meßspitze des Meßtasters MT werden an einem Anzeigegerät A angezeigt. Die Halterung H des Meßtasters MT wird von einem Hilfsantrieb in Form eines Servomotors SM in Meßrichtung hin und her bewegt. Der Servomotor SM wird von einem KompensatorK gesteuert, der seinerseits sinusförmige Signale von einem fest angebrachten, die Bewegung der Halterung H überwachenden KompensationstasterKT und einem mit der Spindel des Formprüfgerätes verbundenen SinusgeneratorsSG erhält. Die richtige Phasenlage wird am Kompensator K eingestellt. Auf diese Weise wird der Meßtasterhalterung H eine Bewegung in der Meßebene mit Bezug auf die Geräteachse aufgedrückt, die nach Größe und Phase der am Meßpunkt 5 vorliegenden Exzentrizität a cos <p zwischen Geräteachse und Werkstückachse entspricht, so daß der Meßtaster MT nur noch die Formfehler des Werkstücks und nicht zugleich auch die Fehler aufnimmt, die auf eine Abweichung zwischen Geräteachse und Werkstückachse zurückzuführen sind.

Claims

Patentanspruch: Einrichtung zur Kompensation von Abweichungen zwischen Geräte achse und Werkstückachse bei Geräten zur Formprüfung von zylindrischen Werkstücken, bei denen das Werkstück und ein Meßtaster durch Drehung um die Geräteachse in einer Meßebene relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (H) des Meßtasters (MT) in der Meßebene gegenüber der Geräteachse (1) zwangsverschiebbar gelagert ist und ein Hilfsantrieb (SM) vorgesehen ist, der der Meßtasterhalterung während der Messung eine Bewegung in der Meßebene mit Bezug auf die Geräteachse aufdrückt, die nach Größe und Phase der am Meßpunkt (5) vorliegenden Exzentrizität (a cos (p) zwischen Geräteachse (1) und Werkstückachse (2) entspricht.