DE1623291C - Oberflachenprufgerat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Oberilüchenprüfgerüt mit einem relativ zur zu prüfenden Werkstücksoberfläche bewegten Tastkopf, dessen Fühlerstift mit der Werkstückoberfläche in Berührung steht und dessen vorzugsweise elektromechanischer Wandler beim Überstreichen der Werkstückoberfläche ein dem Oberllächenprofil als Ganzes entsprechendes, vorzugsweise elektrisches Profilsignal erzeugt, aus welchem durch ein Filter eine Komponente abgetrennt wird, die ein Maß für eine spezielle Obcrnächeniingenauigkeit, z. B. Oberflächenrauheit darstellt und die auf eine Anzeigevorrichtung gegeben wird.

Ungenauigkeiten im Oberflächenprofil eines Werkstücks können generell in drei Gruppen, nämlich Rauhigkeit, Welligkeit und Formfehler, eingeteilt werden. Im Falle einer maschinell bearbeiteten Oberfläche ergeben sich diese Ungenauigkeiten aus der Schneid- oder Spanabhebungswirkung des maschinellen Prozesses, aus Defekten, wie beispielsweise der Vibration zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Werkstück sowie aus einer ungenauen Führung des Bearbeitungswerkzeuges in bezug auf seinen gewollten Weg gegenüber dem Werkstück. Die Unucnuuigkcitcn unterscheiden sich generell durch die Dillerenzen in ihren dominierenden Gradabständen und daher im Frequenz- oder Wellcnlängenband eines Signals, das durch irgendeine geeignete Vorrichtung erzeugt wird und dem Oberflächenprofil als Ganzes entspricht. Ein derartiges für das Oberflächenprofil kennzeichnendes elektrisches Signal wird zweckmäßig durch einen Fühler mit einem Stift erzeugt, welcher mit der zu testenden Oberfläche in Eingriff steht und diese überstreicht.

Bei der Prüfung des Profils einer maschinell bearbeitenden Wcrkstoffoberfläche hat es sich in vielen Fällen als wesentlich erwiesen, die obengenannten Gruppen von Ungenauigkeiten getrennt zu prüfen. Damit eine derartige Einzelprüfung möglich wird, muß jede für diesen Zweck verwendete Vorrichtung imstande sein, aus dem das Oberflächenprofil als Ganzes kennzeichnenden Signal diejenige Komponente abzutrennen, welche ein Maß für die zu untersuchende Gruppe der Ungenauigkeit, wie beispielsweise die Rauhigkeit, ist.

F.s ist bei der Prüfung der Rauhigkeit einer Werkstückoberfläche gebräuchlich, ein dem Oberflächenprofil als Ganzes entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen und dieses Signal über ein zweistufiges /fC'-Filter zu leiten, das aus dem Profilsignal das Frequenzband trennt, welches ein Maß für die Rauhigkeitskomponente ist.

Hin derartiges zweistufiges Standard-ftC-Filter ist in der Arbeit »The Equation of ihe Mean Line or Surface Texture formed by an Electric Wave Filter« von D. J. Whitehouse und R. E. Reason, erschienen bei RangTaylor I Iobson Limited, England 1%5, beschrieben. Ein derartiges Filter enthält zwei in Kaskade geschaltete Hinzel-ZiC-Filterstufen, wobei die zweite Stufe die erste Stufe nicht belastet.

Hin Nachteil eines derartigen Standard-Filters besteht darin, daß das Verhältnis aus Phascnverzögerimg eines über das Filter geleiteten Eingangssignals und der Frequenz nicht linear ist, so daß Rauhigkeilssignnle mit relativ höherer Frequenz früher am Filleraii'.füiiig erscheinen als Signale mit relaliv geringerer f'iequcnz. Die l'hasniverzerrung eines durch ein der-" fidibus Filier ei/rtiglen Aiisgangssignals führt zu einem Rauhigkeitswert an irgendeiner Stelle auf der Werkstückoberfläche, welcher nicht mit dem wahren Rauhigkeitswert, wie er an dieser Stelle durch das Fühlerausgangssignal gegeben ist, übereinstimmt. Die Prüfung der Rauhigkeit enthält daher durch das System gegebene Fehler, welche durch die Phasenverzerrung herbeigeführt werden. Im Falle von bestimmten Arten der Rauhigkeit, beispielsweise der Rauhigkeit eines Quadrat-Profils im Gegensatz zu

ίο einem sinusförmigen Profil, können diese dem System eigenen Fehler beträchtliche Größen annehmen und

• die Prüfung sehr ungenau machen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Oberfiächenprüfgerät der in Rede stehenden Art zu schaffen, bei dem die bei der Ausfilterung entstehenden Phasenverzerrungen des Ausgangssignals vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Oberflächenprüfgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ausgangssignal des Filters auf den Eingang einer reversiblen Speicheranordnung, z. B. einer aus Aufnahme- und Wiedergabekopf bestehenden Magnetbandanordnung gegeben wird, in der es während des Überstreichens der Werkstückoberfläche durch den Fühlerstift kontinuierlich gespeichert wird, und daß nach Beendigung des Abtastvorgangs die Speicheranordnung umgesteuert wird, so daß diese nunmehr die gespeicherte Signalfolge in der umgekehrten Richtung wiedergibt, sowie daß das hierbei gewonnene Signal nochmals über das Filter geleitet wird, bevor es zur Anzeigevorrichtung gelangt.

Dabei ergibt .Vieh gegenüber dem Bekannten der

Vorteil, daß die bei der Ausfilterung entstehenden Phasenverzerrungen des einer speziellen Oberflächengenauigkeit, z. B. Oberflächenrauheit entsprechenden Ausgangssignals durch die nochmalige Filterung der in der umgekehrten Richtung wiedergegebenen gespeicherten Signalfolge vollständig kompensiert und damit ausgeschaltet werden, so daß ein phasenverzerrungsfreies Ausgangssignal entsteht, das eine genaue Beurteilung der zu bestimmenden Oberflächenungenauigkeit ermöglicht.

Soll die Rauhigkeit der Werkstoffoberfläche ausgewertet werden, so ist das Gesamtfilter als zweistufiges RC-Filter der Bauart ausgebildet, wie sie in der obengenannten Arbeit beschrieben ist. Ein geeignetes Filter besitzt eine der Länge der zu prüfenden Oberfläche äquivalente Grenzwellenlänge und einen maximalen Anstieg von 12 bis 13 dB pro Oktave. In diesem Falle ist die Speicheranordnung zweckmäßig zwischen die Stufen des Filters eingeschaltet, so daß lediglich das in der ersten Stufe modifizierte Profilsignal aufgezeichnet wird. Das aufgezeichnete Signal wird dann nach rückwärts über die zweite identische Stufe wiedergegeben, welche durch die erste Stufe hervorgerufenen Phasenverzerrungen ausgleicht, so daß das endgültige Ausgangssignal des zweistufigen Filters als Ganzes phasenverzerrungsfrei ist. Um einen vollständigen Phasenverzerrungsausgleich herbeizuführen, wenn beide Stufen des RC-Filters identisch sind, muß die Wiedergabegeschwindigkeit der Speicheranordnung gleich der Aufnahmegeschwindigkeit sein. Sind jedoch die Aulnahmegeschwindigkeit und die Wiedergabegeschwindigkeit nicht gleich,

<>5 so müssen die Zeitkonstanlcn der beiden Filterstufen entsprechend eingestellt werden, um einen vollständigen I'hasenausgleich herbeizuführen.

Die Speicheranordnung ist zweekmiißigerweise in

den Bewegungsmechanismus für den Fühler eingegliedert. Sie kann die Form. eines Bandes, einer Scheibe oder einer Trommel aus magnetisierbarem Material besitzen, worauf ein Aufnahmekopf das Ausgangssignal der ersten Stufe des Filters während des ersten Abtastvorgangs des Fühlers aufzeichnet. Am Ende des ersten Abtastvorganges wird der Aufnahmekopf in seine Ausgangsstellung zurückgeführt und dabei als Wiedergabekopf benutzt, um ein Signal für die Filterung in der zweiten Stufe zu erzeugen. Während dieses umgekehrten Abtastens wird der Fühler in seine Ausgangsstellung zurückgebracht, damit er eine weitere zu tastende Oberfläche abtasten kann.

Ist die zu prüfende Oberfläche und damit der Fühlerweg kreisförmig, so kann die Speicheranordnung auch dabei zweckmäßig in den Führungsmechanismus für den Fühler eingegliedert sein und die Form eines Bandes, einer Scheibe oder einer Trommel besitzen, welche synchron mit der Spindel augetrieben werden, die den Fühler oder das Werkstück in Rotation versetzt. In diesem Fall kann der Aufnahmekopf nach dem ersten Abtastvorgang für die zweite Filterstufe zurückgeführt werden; vorzugsweise bleibt er jedoch am Ende einer ersten Umdrehung stehen oder rotiert in der Vorwürtsrichtung weiter. In jedem Falle kann es notwendig sein, mehr als eine Umdrehung zuzulassen, bevor die Aufnahme oder Wiedergabe beginnt, damit das Filter Zeit hat, seinen stationären Zustand einzunehmen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Geräts gemäß der Erfindung zur Erzeugung einer siehtbaren Anzeige, welche eine Darstellung der Oberflächenrauhigkeit eines getesteten Werkstücks ist,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 3 eine Ausführungsform einer in Verbindung mit dem Gerät gemäß der Erfindung zu verwendenden Aufzeichnungsanordnung.

Es sei erwähnt, daß im folgenden lediglich erfindungswesentliche Merkmale der Vorrichtung beschrieben werden. Merkmale, welche zur Vervollständigung der Vorrichtung nötig, jedoch an sich bekannt sind, sind aus Einfachheitsgründen weggelassen worden.

Gemäß der Zeichnung enthält die Vorrichtung eine feste Unterlage 2, auf der ein Werkstück 4 starr gelagert ist, so daß seine zu testende Oberfläche 6 zur Abschätzung vollständig frei liegt.

Im Bereich der Werkstückoberfläche 6 ist ein beweglicher Schlitten 8 angeordnet, welcher auf nicht dargestellten Führungen irgendeiner geeigneten Art so gleitend gelagert ist, daß er wenigstens das gesamte zu prüfende Stück der Oberfläche 6 frei überstreichen kann. Die Halterung für den Schlitten enthält zweckmäßigerweise eine Einrichtung, mit der die Führungslinic so eingestellt werden kann, daß sie parallel zu einer Nennlinie der Oberfläche 6 verläuft.

Mit dem Schlitten 8 steht eine in geeigneter Weise angetriebene Führiingschraubc 10 in Eingriff, welche parallel zu den Halterungsführungen verläuft, so daß bei Rotation der Fiihrungsschraube der Schulten die Oberfläche 6 überstreicht, indem er relativ zu den Führungen "gleitet.

Um die Rauhigkeit der Oberfläche 6 abzuschätzen, ist auf dem Schlitten ein Fühler vorgesehen, welcher einen Wandler 12 und einen Stift 14 umfaßt. Der Stift 14 steht mit der Oberfläche 6 in Kontakt, so daß der Wandler beim Überstreichen der Oberfläche durch den Stift als Folge der Bewegung des Schlittens 8 ein elektrisches Profil-Ausgangssignal liefert, das ein Maß für die Oberfläche als Ganzes ist. Dieses Profilsignal enthält sowohl die der Rauhigkeit entsprechende Komponente bzw. das entsprechende Frequenzband als auch jene Komponenten bzw. Frequenzbänder, welche der obenerwähnten Welliy.keit und den Formfehlern entsprechen.

An die Fiihrungsschraube 10 ist über ein generell mit 16 bezeichnetes Zahnradgetriebe eine Trommel 18 angekoppelt, auf deren Umfangsllächc eine Schicht 20 aus einem geeigneten magnetischen Aufnahmematerial vorgesehen ist. Auf dem Schlitten 8 ist bei der in Rede stehenden Ausführungsform ein magnetischer Aufnahme- und Wiedergabekopf 22 angebracht, dessen Joch federnd gegen die magnetische Schicht 20 gedrückt ist. Bewegt sich der Schlitten längs der abzuschätzenden Länge der Werkstückoberfläche 6 durch Rotation der Fiihrungsschraube 10, so rotiert auch die Trommel. Der Aufnahme- und Wiedergabekopf 22 definiert daher auf der Schicht 20 eine in Umfangsrichtung verlaufende zusammenhängende spiralförmige Spur, auf der ein auf den Kopf 22 gegebenes elektrisches Signal aufgezeichnet oder von der ein aufgenommenes Signal als elektrisches Signal abgenommen werden kann. Die Spur auf der Schicht 20 ist relativ zur Stellung des Schlittens 8 und des Stiftes 14 auf dem Wandler 12 fest, so daß bei fester Stellung des Werkstücks 4 auf der Unterlage 2 jeder Stelle auf der Werkstückoberfläche 6 eine entsprechende Stelle auf der Spur der Schicht 20 entspricht.

Bei Verwendung der Vorrichtung zum Abschätzen der Rauhigkeit der Oberfläche 6 wird die Stellung des Schlittens 8 so gewählt, daß sich der Stift 14 an einem Ende der Oberfläche 6 und der Aufnahme- und Wiedergabekopf 22 an einem Ende der Spur auf der magnetischen Schicht 20 befindet. Die Führungsschraube wird mit einer vorgegebenen Drehzahl in Rotation· versetzt, wobei sich das geforderte Frequenzansprechvermögen in allen Teilen der Vorrichtung ergibt. Bei Rotation der Fiihrungsschraube überstreicht der Stift 14 die Oberfläche 6. Das Ausgangssignal des Wandlers 10 wird während dieses ersten Überstreichens über einen Pfad I auf eine erste Stufe 32 eines generell mit 30 bezeichneten zweistufigen /?C-Filters gegeben. Das Filter 30 ist als Ganzes so ausgebildet, daß es aus dem vom Wandler 10 gelieferten Profilsignal das der Rauhigkeit der Oberfläche 6 entsprechende Frequenzband ausfiltert. Das Filter kann die in der obengenannten Veröffentlichung beschriebene Form besitzen.

Das während des ersten Überstreichens der Oberfläche 6 vom Wandler 12 gelieferte und in der eisten Stufe 32 modifizierte Prolilsiyna! wird auf den Abnahme- und Wiedergabekopf 22 gegeben, so daß während des gesamten Laufes des Schlittens 8 ein in einer Filterstufe gefiltertes Signal kontinuierlich auf der magnetischen Schicht 20 aufgezeichnet wird. Das aufgezeichnete Signal ist somit eine stetige l'unkiion des in einer Filterslul'e gefilterten Signals.

Am Ende des ersten Überstreichens der Oberfläche 6 wird die Rotationsrichtung der Rihruiigsschraube 10 und die Bewegungsrichtung des Schiit-

tens 8 umgekehrt, so daß der Kopf 22, welcher nunmehr als Wiedergabekopf wirkt, das in der ersten Filterslufe gefilterte und gespeicherte Signal nunmehr als Umkehr der kontinuierlich gespeicherten Funktion über einen Pfad II auf die zweite Stufe 34 des Filters 30 gibt.

Ein an sich bekannter Schalter 36, der automatisch oder nichtautomatisch ausgebildet sein kann, bewirkt die Umkehr der Schlittenbewegung und stellt gleichzeitig sicher, daß die vom Wandler 12 abgegebenen und die vom Wiedergabekopf 22 abgeleiteten Signale richtig durch die beiden Stufen 32 und 34 des Filters 30 geleitet werden, um die obengenannte Folge von Vorgängen auszulösen.

Das Ausgangssignal der zweiten Filterstufe 3-1, welche zur Vervollständigung der Filterung des Profilsignals dient und damit die Rauhigkeitskomponente aus diesem Signal vollständig ausfiltert, wird auf eine geeignete Anzeigevorrichtung D gegeben, welche einen sichtbaren und genauen Linienzug der Rauhigkeit liefert.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform ist die Drehzahl der Trommel 18 während der Aufnahme und Wiedergabe durch den Kopf 22 gleich. Ebenso sind die Filterstufen 32 und 34 identisch. Unter diesen Bedingungen wird jede durch die Filterstufe 32 hervorgerufene Phasenverzerrung vollständig kompensiert und zu Null gemacht, indem das aufgenommene Signal von dieser Stufe durch die funktionell identische Stufe 34 als Umkehr der kontinuierlich aufgenommenen Funktion geführt wird. Ist jedoch die Aufnahme- und Wiedergabedrehzahl nicht gleich, so müssen die Zeitkonstanten der ersten und zweiten Filterstufe entsprechend eingestellt werden, um einen vollständigen Phasenausgleich zu erhalten.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann die zweite Filterstufe 34 vollständig entfallen. Dabei wird das auf der Spur der magnetischen Schicht 20 aufgezeichnete Signal während des zweiten Überstreichens der Werkstoffoberfläche wieder über die erste Stufe 32 geleitet, um einen vollständigen Phasenausgleich zu erhalten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das hinsichtlich der Phasenverzerrung korrigierte Signal auf eine Einrichtung gegeben werden, welche dieses, hinsichtlich der Phasenverzerrung korrigierte und die Oberflächenrauhigkeitskomponente beispielsweise der Oberflächentextur enthaltende Signal abschätzt. Diese Abschätzungseinrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie das CLA- oder einen anderen bekannten Parameter der Oberfläche, wie beispielsweise die Spitzenhöhe oder die Auflagerlänge usw. mißt.

Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung kann diese Abschätzungseinrichtung zusätzlich zu der Anzeigeeinrichtung vorhanden sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Anzeigeeinrichtung mit zwei Laufgeschwindigkeiten versehen sein, so daß das ungefilterte Signal und das hinsichtlich der Phasenverzerrung korrigierte Signal abwechselnd angezeigt werden kann, wobei dies nicht notwendig mit der gleichen Geschwindigkeit vor sich gehen muß.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Signal als geprüftes moduliertes Signal auf dem Speichermedium gespeichert werden.

Als Modulationsart kommt die Frequenzmodulation, die Pulsbreitenmodulation oder eine andere Modulationsart in Betracht. In diesem Falle sind bekannte elektronische Prüfmodulations- und Demodulationskreise zu verwenden.

Das Filter kann im Gegensatz zum obenerwähnten Filter irgendeine Übertragungscharakteristik besitzen, welche zur Ausfilterung der Komponenten der Oberflächentextur zweckmäßig sind. Das Filter kann weiterhin auch ein bekanntes aktives Filter sein, das zur Erzeugung der geforderten Charakteristik verstärkte Glieder mit Rückkopplung enthält.

ίο Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Stift an einem Ende eines Ansatzarms angebracht, welcher schwenkbar an der Wandlerhalterung oder am Wandlergehäuse befestigt ist. Das zweite Ende des Arms dient zur Betätigung des Wandlers.

Diese Ausführungsform ermöglicht ein Versetzen dfs Stiftes gegen den Wandler, wodurch eine Einstellung des Verstärkungsverhältnisses durch Wahl des Schwenkpunktes möglich ist.

Bei einer weiteren in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform wird das Profilsignal von einem konventionellen Oberflächenprofil-Meßgerät 40 geliefert, wobei es sich um das Gerät von Rank Taylor Hobson »TALYSURF« (eingetragenes Warenzeichen) handelt. Das Profilsignal wird über einen Umschalter 48

as auf ein elektrisches Filter 42 geleitet. Der als Relais dargestellte Umschalter kann auch irgendeine geeignete andere Form, beispielsweise die Form eines Transistorschalters, annehmen. Das Filter kann irgendeine geeignete Spannungs-Frequenzcharakteristik, beispielsweise die Charakteristik eines einzigen /?C-Netzwerkes besitzen. Das Ausgangssignal des Filters 42, bei dem es sich um das bei bestimmten Frequenzen in der Amplitude modifizierte Profilsignal mit Phasenverzerrung handelt, wird über einen dem Umschalter 48 entsprechenden Umschalter 50 auf den Eingang einer reversiblen Speicheranordnung, beispielsweise eines Magnetbandgerätes gegeben, in dem es gespeichert wird. Hat der Stift die Werkstückoberfläche überstrichen, so betätigt ein Signal vom Profilmeßgerät 40 eine Umsteueranordnung 46, beispielsweise ein Relais. Diese Umsteueranordnung 46 betätigt die Umschalter 48 und 50 und startet die Speicheranordnung 44, so daß diese die gespeicherte Information in bezug auf die Aufzeichnungsfolge in umgekehrter Folge wiedergibt und über den Umschalter 48 wieder über das Filter 42 gibt.

Das Ausgangssignal wird über den Umschalter 50 auf die Anzeigevorrichtung 52 gegeben, welche beispielsweise ein Registrierstreifen-Aufzeichnungsgerät, ein Mittelwertmesser, ein Spitzengleichrichter oder eine andere geeignete Vorrichtung sein kann. Dieses Ausgangssignal ist nunmehr das durch die Amplituden-Frequenzcharakteristik des Filters 42 zweimal modifizierte Profilsignal, wobei nunmehr die Phasenverzerrung korrigiert ist. Es ist zu erwähnen, daß getrennte Filter mit identischen Zeitkonstanten an Stelle des einzigen Filters 42 und der Umschalter 48 und 50 verwendbar sind.
Die Prinzipien und der Aufbau von Magnetband-Aufzeichnungsgeräten sind bekannt. Eine geeignete Vorrichtung für den in Rede stehenden Anwendungszweck ist in F i g. 3 dargestellt. Ein Magnetband 72 verläuft zwischen zwei Bandspulen 60 und 62, auf die entweder durch gedrosselte Motoren oder Schlupf-

kupplungen ein Drehmoment in entgegengesetzten Richtungen ausgeübt wird, um das Band unter Spannung zu halten. Das Band 72 wird durch einen mit konstanter Drehzahl angetriebenen Kapstan 68 mit

konstanter linearer Geschwindigkeit an Aufnahme-Wiedergabcköpfcn 64 und 66 vorbeibewegt, wobei eine Druckrolle 70 das Band gegen den Kapstan 68 drückt, so daß zwischen Band und Kapstan kein Schlupf vorhanden ist. Im Betrieb wird das Band zunächst von der Spule 60 auf die Spule 62 umgespult. Der Magnetkopf 64 wirkt dabei als Aufnahmekopf und zeichnet das Ausgangssignal des Filters 42 während des Überstreichens des Stiftes über die Werkstückoberfläche auf das Band auf. Ist das gcsamle modifizierte Profil aufgezeichnet, so muß das Band so lange weiterlaufen, bis die gesamte aufgezeichnete Information den Aufnahmekopf 66 passiert hat.

Wird die Umsteueranordnung 46 betätigt, so bewirkt sie ein Umspulen des Bandes 72 von der Spule 62 auf die Spule 60. Der Magnetkopf 66 ist nunmehr der Wiedergabekopf, wobei das Signal von diesem Kopf über den Umschalter 48 auf das Filter 42 gegeben wird.

Da das Profilsignal gewöhnlich Komponenten tiefer Frequenzen enthält, ist es oft zweckmäßig, dieses Signal so auf das Band aufzuzeichnen, daß zunächst ein Hilfsträger durch Frequenzmodulation oder Pulsmodulation moduliert wird. Das Ausgangssignal des Wiedergabekopfes 66 muß dann natürlich demoduliert werden, um das ursprüngliche Signal vor dein erneuten Filtern zurückzuerhalten. Wird die Information als frequenzmodulierter Hilfsträger aufgezeichnet, so ist es gebräuchlich, eine unmodulicrtc Pilotspur bei der Mittelfrequcnz auf einem benachbarten Kanal aufzuzeichnen. Das demoduliertc Pilotsignal wird dann vom demodulierten Kanalausgangssignal subtrahiert, um Geschwindigkeitsschwankungen und Flattern zu kompensieren. Dabei handelt es sich um die Kompensation von Störungssignalcn infolge von Bandgeschwindigkeitsänderungen, welche eine Frequenzmodulation des Hilfsträgers bei Wiedergabe herbeiführen.

Wird entweder der Hilfsträger oder das Pilotsignal 4" lediglich während des Überstreichens des Stiftes über die Werkstückoberfläche angeschaltet und das Ausgangssignal des Wiedergabekopfes 66 während des Aufzeichnens angezeigt, so kann das Verschwinden des Ausgangssignals zur Umschaltung des Aufzeichnungsgerätes und zum Start der Wiedergabefolge verwendet werden.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Oberflächenprüfgerät mit einem relativ zur zu prüfenden Werkstückoberfläche bewegten Tastkopf, dessen Fühlerstift mit der Werkstückoberfläche in Berührung steht und dessen vorzugsweise elektromechanischer Wandler beim Überstreichen der Werkstückoberfläche ein dem Oberflächenprofil als Ganzes entsprechendes, vorzugsweise elektrisches Profilsignal erzeugt, aus welchem durch ein Filter eine Komponente abgetrennt wird, die ein Maß für eine spezielle Oberflüchenungcnauigkcit, z. B. Oberflächenrauheit, darstellt und die auf eine Anzeigevorrichtung gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Filters (30, 42) auf ikn Eingang einer reversiblen Speicheranordnung (22, 44), z. B. einer aus Aufnahme- und Wiedergabekopf bestehenden Magnetbandanordnung gegeben wird, in der es während des Übeislicicliens der Werkstückoberfläche (6) durch den Fühlerstift (14) kontinuierlich gespeichert wird, und daß nach Beendigung des Abtastvorgangs die Speicheranordnung (22, 44) umgesteuert wird, so daß diese nunmehr die gespeicherte Signalfolgc in der umgekehrten Richtung wiedergibt, sowie daß das hierbei gewonnene Signal nochmals über das Filter (30, 42) geleitet wird, bevor es zur Anzeigevorrichtung (D, 52) gelangt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gc-' kennzeichnet, daß das Filter ein /fC-Filter (32, 34) oder ein aktives Filter (42) mit Vcrstärkcrclcmenten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (30, 42) ein Hochpaßfilter zur Ausfillerimg der Rauhigkeitskomponente des Profilsignals ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (30, 42) eine der Länge der zu prüfenden Oberfläche (6) äquivalente Grcnzwcllenlänge und einen maximalen Anstieg von 12 bis 13 dB pro Oktave besitzt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (30) ein zweistufiges Filter ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (30) zwei funktionell identische Stufen (32, 34) aufweist, welche je eine Teilfillcriing vornehmen, wobei die Stufen so geschaltet sind, daß das Profilsignal nach dem Durchlauf durch eine Stufe (32) aulgezeichnet und zur Vervollständigung der Filterung als Umkehr der stetig aufgezeichneten Funktion durch die zweite Stufe (34) geleitet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung einen mit magnetischem Material (20) überzogenen Zylinder (18) umfaßt, auf dem das Profilsignal längs eines spiralförmigen Weges bei einor Rotalionsrichtung aufgezeichnet und die aufgezeichnete Funktion bei der anderen Rotationsrichtung wiedergegeben wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahme- und Wiedergabs.*- köpfc auf einem den Fühler (12, 14) tragenden Schlitten (8) angeordnet sind, welcher die zu testende Oberfläche (6) linear überstreicht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen einzigen Aufnahme- und Wiedergabekopf (22).

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hinrichtimg zur Aufzeichnung dos Piolilsignals unter Verwendung eines durch Frequeivodirr Pulsmodulation niotitilicrlcn I lilfst riiizcrs und eine Hinrichtung zur Demodulation des Wiedergabcsignals vor der weiteren Filterung ungesehen sind.

11.' Vorrichtung nach Anspruch K). dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig ein unmoduüertes Profilsignal mit der MiKi¹IIreqiicnz. des fivi|iienznuKlulicrlcn Hilfsträgers aufgezeichnet wird, wobei das dcnunlulicrlc Signal \or der weiteren Filterung vom Pilotsignal subtrahiert wird, um Ivi einer Speicheranordnung in l'oim einer Magnet baiulaiiordiiung Änderungen dei li,iiul;vscli\\i;) digkeit zu kompensieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen