DE1623337A1 - Kompensationseinrichtung zur Aufhebung von Kippfehlern,insbesondere bei Komparatoren,Messmaschinen,Laengenteilmaschinen und anderen Praezisionsmaschinen - Google Patents

Kompensationseinrichtung zur Aufhebung von Kippfehlern,insbesondere bei Komparatoren,Messmaschinen,Laengenteilmaschinen und anderen Praezisionsmaschinen

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DE1623337A1
DE1623337A1 DE19671623337 DE1623337A DE1623337A1 DE 1623337 A1 DE1623337 A1 DE 1623337A1 DE 19671623337 DE19671623337 DE 19671623337 DE 1623337 A DE1623337 A DE 1623337A DE 1623337 A1 DE1623337 A1 DE 1623337A1
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DE
Germany
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machines
measuring
comparators
precision
microscope
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Pending
Application number
DE19671623337
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English (en)
Inventor
Edwin Moche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Steinmeyer Mechatronik GmbH
Original Assignee
Feinmess Dresden GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

  • Kompensationseinrichtung zur Aufhebung von Kippfehlern, insbesondere bei Komparatoren, Meßmaschinen, Längenteilmasohinen und anderen Präzisionsmaschinen Die erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kompensation von Kippfehlern, die durch Richtungsabweichungen auf Führungsbahnen bewegter Schlitten hervorgerufen werden, deren Ursache in der Ungenauigkeit (Unebenheit) der Führungsbahnen des Kastenbettes oder in der Ungenauigkeit der Führungselemente des Schlittens liegen, die bei den genannten einrichtungen dazu führen, daß die Kopiergenauigkeit bzw. Positioniergenauigkeit nachteilig beeinflußt wird.
  • Einrichtungen oder Maschinen dieser Art bestehen in der Regel aus einem möglichst formstabilen Kastenbett, das mit Führungsbahnen versehen ist, die Je nach Belastung und Genauigkeitserfordernissen verschieden ausgeführt sind und ein ein dazu beweglichen Schlitten, der gleitend oder rollend auf diesen Führungsbahnen bewegt und Je nach Anwendungsfall von Hand oder automatisch betätigt wird. Die Oberfläche des Sohlittens ist zur Aufnahme der Prüflinge oder Werkstücke bestimmt. Das sind bei einem Komparator in den meisten Fällen Maßstäbe, deren Teilungen mit dem Kopiermaßstab des Komparators verglichen werden sollen, bei einer Me#maschine, versohiedenartigste Werkstüoke, die auf Maßhaltigkeit zu überprüfen sind. Bei einer Teilmasohine hingegen befindet sich an der Stelle des Prüflings der zu teilende Maßstab (Teilungsträger).
  • Komparatoren und Me#maschinen 52Rd mit Hinstell- und Meßmikroskopen bestückt, an denen die Meßwerte eingestellt und abgelesen werden, oder sie enthalten lichtelektronische Me#- oder Abtasteinriohtungen, bei denen die Me#-worte grafisck oder numerisch registriert werden. Bei Teilmaschinon bofindot sich anstelle des Einstellmilcroskopes das Roi#workzeug, das kann für Metallma#stäbe ein Teilstiohol oder für Glasma#stäbe ein Toildiamant sein.
  • Das Kopieroriginal besteht in Form einer Teilspindel (Präzisicnsgewindespindel), die von Hand oder automatisch mit Unterbrechung betrieben wird, wodurch der Teilstrich seine schrittweise Bewegung erhalt und nach Ausführung eines Teilschrittes zum Stillstand gelangt. Während der Zeit des Stillstandes wird der Teilstrich aufgetragen.
  • Die Hauptbemühungen gehen in allen Fällen dahin, möglichst fehlerfreie Meß- oder Einstellergebnisse zu erzielen.
  • Die Anforderungen, die diesbezüglich gestellt werden, sind sehr unterschiedlicher Art. Von dem Schlitten wird gefordert, da# er bei einer Verschiebung nicht die geringste Verkippung erfährt, da sich die daraus resultierenden Eippfehler als Fehler erster Ordnung auswirken, Für die Binhaltung dieser Forderungen wird ein erheblicher AuSwand getrieben, da sie eine der Grundbedingungen für die einzuhaltende Genauigkeit bedeutet. So werden dieFührungsbahnen auf Spezialmaschinen geschliffen und der zu bewegende Schlitten dazu genauestens eingeschabt oder eingeläppt. Bei anderen Ausführungen wird zur Erzielung der erforderlichen Leichtbeweglichkeit der Schlitten auf Präzisionsrollen oder Präzisionswälzlagern geführt. Diese werden teils starr, teils federnd angeordnet, um den Schlitten in einer möglichst geradlienigen Richtung zu führen.
  • Zum anderen sind Einrichtungen bekannt, bei denen durch strenge Einhaltung meßtechnischer Grundsätze (Abbe'sches Komparatorprinzip) Kopieroriginal und Prüfling in einer Richtung hintereinander in der gleichen Höhe auf dem Schlitten angeordnet sind. Eine Anwendung dieser Grundsätze auf Geräte oder Maschinen für lange Prüflinge bzw. Werkstücke führt jedoch zu Gerätedimensionen die statisch und bearbeitungstechnisch nur schwer zu beherrschen sind, außerdem tritt hierbei der Temperatureinflu# in weit stärkerem Umfang nachteilig in Erscheinung. Bs liegen auoh Einrichtungen vor, bei denen das Kopieroriginal und der Prüfling parallel neboneinander oder übereinander auf dem Schlitten zu befestigen sind. Bei andoren bekannten Einriohtungen liegt das Kopieroriginal parallel zur Me#achse im Kastenbett.
  • Durch sinnvolle Anordnung umfangreicher optischer Mittel (Eppenstein-Prinzip) werden damit die auftretenden FUhrungsfehler eliminiert.
  • Bei einer anderen Einrichtung, bei der das Kopieroriginal ebenfalls parallel zur Meßachse liegt, ist zum Ausgleich kleiner Neigungen ein pendelndes optisches Blement im Strahlengang vorgesehen, das an Gliederketten oder Fäden befestigt ist.
  • Weiterhin sind Systeme bekannt, bei denen zur Kippwinkelerfassung ein Ebenheitsnormal mit zwei Rastern vorgesehen ist, oder optische Lineale in Form von licht elektronischen Autokollimationsfernrohren mit zugehörigem Planspiegel Anwendung finden. Desweiteren sind Sinrichtunen beschrieben, bei denen zwei Mutterma#stäbe oder ein Mehrfach-Draht lineal oben genanntem Zweck dienen.
  • Alle diese getroffenen Ma#nahmen zur Erlangung eines fehlerfreien Schlittenablaufes sind sehr aufwendig und führen nur teilweise zur Erfüllung der gestellt-en Forderungen, da alle sich bewegenden Elemente mit Herstellungsfehlern behaftet sind. Darüberhinaus muß beim Dauergebrauch mit Abnutzungserscheinungen gerechnet werden. Durch geringfügige Verlagerung der Führungsbahnen kann der Ablauf des Schlitt ens ebenfalls nachteilig beeinflußt werden.
  • Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine Anordnung technischer Mittel so zu treffen, da# die Kippfehler die sich als Fehler erster Ordnung auswirken, von vornherein eliminiert werden, so daß sie sich nicht auswirken können.
  • Erfindungsgemä# wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl der Prüfling oder Teilungsträger als auch das Kopieroriginal, parallel und unbeweglich übereinander jeweils auf einem Tisch im Kastenbett angeordnet sind. ueber beiden bewegt sich gleitend oder auf Wälzlagern geführt der Schlitten. In diesem Schlitten ist eine Pendelschwinge in Richtung der Me#achse frei beweglich in Schneiden, Federbändern, Wälzlagern oder anderen Lagern angeordnet. Durch die Wirkung der Schwerkraft stellt sich diese Pendelsohwinge infolge ihres Higengewiohtes und unter Einwirkung eines zusätzlichen an ihrem unteren Eade befindlichen Massestückes immer selbsttätig in die vertikale Lage. Sie folgt somit nicht einer Verkippung des Schlittens bei dessen Bewegung auf den Führungsbahnen des Kastenbettes.
  • Die Pendelschwinge trägt sowohl das Einstellmikroskop für den Prüfling, als auch das Meßmikroskop zum Ausmassen der Teilung nach der Teilung des Kopierma#stabes. Die Mikroskope können horizontal, vertikal oder schräg angeordnet werden.
  • Anstelle des Meßmikroskopes kann sich auch ein lichtelektronisches Abtastsystem befinden, das die Meßwerte grafisch oder numerisch registriert. Bei einer Anwendung dieser Anordnung auf Teilmasohinen tritt anstelle des Einstellmikroskopes ein Gehänge mit dem teilstichel (Teildiamant), dessen Funktion darin besteht, nach beendeter Ausführung eines jeden Teilschrittes den Teilstrich auf den Teilungsträger aufzutragen. Der letzte Teil der Schlittenverstellung, die Feinverstellung, wird durch das Stellglied mit einer sehr geringen Geschwindigkeit ausgeführt. Die Masse der Pendelschwinge gerät dadurch nur in eine geringfügige Schwingung. Diese wird durch eine geeignete Schwingungsdämpfung reduziert bzw. aufgehoben.
  • Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. es zeigen: Fig. 1 den längsschnitt eines Komparators, Sig. 2 den zugehörigen Querschnitt, Fig. 3 die Längsansicht einer Längenteilmasohine, Fig. 4 den zugehörigen Querschnitt.
  • Beim Ausführungsbeispiel 1 wird auf dem Xastenbett 1 der zu bewegende Schlitten 9 durch die Wälzlager 10 längs und die Wälzlager 11 quer geführt. Der Tisch 4 dient zur Aufnahme des Prüflings 5. In die im Kastenbett 1 angeordnete Maßstabauflage 2 ist das Kopieroriginal 3 eingelegt. Auf dem Schlitten 9 ist in den Lagern 8 die Pendelsohwinge 6 in Richtung der Meßachse beweglich gelagert. Ein Massestück 14 bewirkt deren ständige Vertikalstellung. Über dem Prüfling 5 ist in der Pendelsohwinge 6 das Einstellmikroskop 7 fest angeordnet. Desgleichen sind über dem Kopieroriginal 4 die Lichtquelle 12 und darunter das Meßmikroskop 13 in der Pendelsohwinge 6 fest angeordnet.
  • Die Lichtquelle 12 ist zweckmäßigerweise so ausgeführt, daß sich nur das Beleuohtungsprisma auf der Pendelsohwinge 6 befindet und der Leuchtkörper selbst außerhalb des Kastenbettes 1 seine Aufstellung findet. Das Massestück 14 taucht zum Zwecke der richtungsstabilisierung in die Schwingungsdämpfung 15. Mittels der Hinstellsohrauben 16 kann die gesamte Hinrichtung horizontiert werden.
  • Beim Ausführungsbeispiel 2 tritt anstelle des Prüflings das Werkstück, im vorgesehenen Falle ein Teilungsträger 21.
  • Die Pendelschwinge 25 ist in den Lagern 17 im Schlitten 22 aufgenommen. Sie trägt an ihrem oberen Ende ein Teilstichelgehänge 19, welches für die Aufnahme des Teilstiohels 20 bestimmt ist und am unteren Ende das Massestüok 28 zu ihrer Tortikalkaltung. Das Teilstichelgehänge 19 und damit der Teilstichel 20 werden durch das auf dem Schlitten 22 befindliche Reißerwerk 18 betätigt. Der Schlitten 22 erhält seine Vorsohubbewegung (Teilungssohritt) durch den Teilspindelantrieb 31 über die Teilspindel 23. Die Feinpositionierung erfolgt in Form einer zusätzlichen Längsverschiebung der Teilspindel 23. Diese wird bei Unsymmetrie eines Teilstriches des Kopierma#stabes 26 mit dem Spalt des lichtelektronischen Tastsystems 27 durch die Lichtquelle 24 ausgelöst und durch das Stellglied 30 vollzogen. Zur Riohtungsstabilisierung der Pendelschwinge 25 taucht das Massestück 28 in die Schwingungsdämpfung 29.

Claims (5)

  1. Patent ansprüche: 1. Einrichtung zur Kompensation von Kippfehlern, insbesonderte bei Komparatoren, Me#maschinen, Längenteilmaschinen und anderen Präzisionsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die sum Positionieren und Ausmessen erforderlichen elemente, z, B. Lichtquelle (12), Meßmikroskop (13) - Hinstellmikroskop (7) oder zum anderen Lichtquelle (24), lichtelektronisches Tastsystem (27) -Teilstichelgehänge (19), gemeinsam auf einer Pendelschwinge (6; 25) angeordnet sind, die in einer Lagerung (8; 17) in den zu bewegenden Schlitten (9; 22) in Richtung der Meßachse schwenlcbar angeordnet ist und sich durch Eigengewicht und das an ihrem unteren Ende befindliche Massestück (14; 28) durch die Wirkung der Sohwerkraft immer selbsttätig in die vertikale Lage stellt.
  2. 2. Binriohtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Richtungsstabilisierung der Pendelschwinge (6; 25) eine Schwingungsdämpfung (15; 29) vorgesehen ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Riohtungsstabilisierung auch andere Elemente z. B. Kreisel, angewendet sind.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich anstelle des Moßmikroskopes (13) eine lichtelektronische Abt ast- und Registriereinrichtung befindet.
  5. 5. linrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelschwinge (6; 25) zeitweilig durch eine Klemmung fixiert ist.
    L e e r s e i t e
DE19671623337 1967-11-23 1967-11-23 Kompensationseinrichtung zur Aufhebung von Kippfehlern,insbesondere bei Komparatoren,Messmaschinen,Laengenteilmaschinen und anderen Praezisionsmaschinen Pending DE1623337A1 (de)

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DEV0034877 1967-11-23

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671623337 Pending DE1623337A1 (de) 1967-11-23 1967-11-23 Kompensationseinrichtung zur Aufhebung von Kippfehlern,insbesondere bei Komparatoren,Messmaschinen,Laengenteilmaschinen und anderen Praezisionsmaschinen

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3315702A1 (de) * 1982-05-24 1983-11-24 Martin R. 06897 Wilton Conn. Hamar Optische einrichtung und messverfahren zur benutzung mit einer laser-messeinrichtung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3315702A1 (de) * 1982-05-24 1983-11-24 Martin R. 06897 Wilton Conn. Hamar Optische einrichtung und messverfahren zur benutzung mit einer laser-messeinrichtung

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