DE1673877A1

DE1673877A1 - Device for checking the pitch of a spindle or the tooth pitch of a rack of a system that converts a rotary movement into a longitudinal movement

Info

Publication number: DE1673877A1
Application number: DE19681673877
Authority: DE
Inventors: Herve Perrin
Original assignee: LA TECHNIQUE INTEGRALE SA
Current assignee: LA TECHNIQUE INTEGRALE SA
Priority date: 1967-01-19
Filing date: 1968-01-09
Publication date: 1972-01-13
Also published as: FR1515220A

Description

Gerät zum Prüfen der Steigung einer Spindel oder der Zahnteilung einer Zahnstange eines eine Drehbewegung in eine Längsbewegung umwandelnden Systems Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Prüfen der Steigung einer Spindel oder der Zahnteilung einer Zahnstange eines eine Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt umwandelnden Systems vom Typ Spindel-Mutter oder Ritzel-Zahnsbange. Es ist dadurch gekennzeichnet, daB es einen ersten Abnehmer enthält, der die Drehbewegung des umlaufenden Organs des Systems mlßt, einen zweiten Abnehmer, der die Verschiebebewegung des Organs zum linearen Verschieben des Systems mißt, und einen Komparator mit zwei Eingängen, in die elektrische Meßsignale eingegeben werden, die von den beiden Abnehmern herruhren, wobei der Komparator an seinem Ausgang ein elektrisches Signal abgibt, das die Xnderung der Ganghöhe der Spindel oder die Anderung der Zahnteilung der Zahnstange an jedem Punkt der letzteren anzeigt, d. h. die Bearbeitungsfehler.Device for checking the pitch of a spindle or the tooth pitch of a Rack of a system that converts rotary motion into longitudinal motion The present invention relates to a device for checking the pitch of a spindle or the tooth pitch of a rack of a rotary movement in a longitudinal movement or reverse converting system of the spindle-nut or rack-pinion type. It is characterized in that it contains a first pick-up that performs the rotary movement of the revolving organ of the system, a second pick-up that makes the shifting movement of the organ for linear displacement of the system measures, and one Comparator with two inputs into which electrical measurement signals are entered, which originate from the two consumers, with the comparator at its output emits electrical signal that the change in the pitch of the spindle or the change the pitch of the rack at each point of the latter, d. H. the processing errors.

Das PrUfgerät fUr die Gewindesteigung beziehungsweise die Zahnteilung ist bei allen Systemen anwendbar, die eine Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt umwandeln, und insbesondere bei herkömmlichen Systemen mit Zahnstange und Ritzel, bei Systemen mit Spindel-Mutter mit Trapezgewinde, quadratischem Gewinde, Acme-Gewinde usw., bei Spindel-Mutter-Systemen mit Rollkörpern, wie Spindeln fUr das Bewegen von Kugeln mit schraubenförmiger Umlaufbahn, Spindeln mit Rollen aller Arten, wobei alle diese Systeme mit oder ohne Spielausgleich sein können. The testing device for the thread pitch or the tooth pitch is applicable to all systems that convert a rotary movement into a longitudinal movement or conversely, and especially in conventional rack and pinion systems and pinion, for systems with spindle nut with trapezoidal thread, square thread, Acme threads, etc., in spindle-nut systems with rolling elements, such as spindles for moving balls with helical orbit, spindles with rollers all Types, all of which systems can be with or without backlash compensation.

Die Genauigkeit der erhaltenen Verschiebungen ergibt sich bei allen diesen Systemen allgemein aus der Bearbeitungsgenauigkeit und den Bedingungen der von der Temperatur herrührenden Wärmedehnungen. The accuracy of the displacements obtained is evident for all of them these systems generally from the machining accuracy and the conditions of the thermal expansions resulting from temperature.

Das Prüfgerät fUr die Gewindesteigung bzw. Zahnteilung nach der Erfindung ermöglicht, in allen Punkten des gemessenen Organs eine Ablesung des Bearbeitungsfehlers und dessen Aufzeichnung in Form einer Schrittkurve (Gewindesteigungs-bzw. Zahnteilungskurve) zu erhalten. The test device for the thread pitch or tooth pitch according to the invention enables a reading of the machining error in all points of the measured organ and its recording in the form of a step curve (thread pitch or tooth pitch curve) to obtain.

Das Gerät nach der Erfindung kann gegebenenfalls derart angebracht sein, daß es eine PrUfung der Maschine selbst vornimmt, auf der das Organ, dessen Gewindesteigung bzw. The device according to the invention can optionally be attached in this way be that it carries out a test of the machine itself on which the organ, its Thread pitch or

Zahnteilung zu prUfen ist, bearbeitet wird. Es kann ferner die ganze montierte Maschhe prUfen, die ein verschiebbares, bewegliches Organ enthält (Drehbank, Fräsmaschine, Schleifmachine, Bohrmaschine usw.).Tooth pitch is to be checked, is being processed. It can also be the whole check mounted machine that contains a sliding, movable member (lathe, Milling machine, grinding machine, drilling machine, etc.).

Nachstehend ist als die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. The following is one as a non-limiting example of the invention Embodiment of the present invention described with reference to the drawing.

Fig. 1 ist ein Prinzipschema des Prüfgeräts der Gewindesteigung bzw. Zahnteilung nach vorliegender Erfindung. Fig. 1 is a basic diagram of the tester of the thread pitch or Tooth pitch according to the present invention.

Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Teilansicht, welche die Anordnung des PrUfgeräts nach der Erfindung an einer Fräsmaschine veranschaulicht. Fig. 2 is a partial schematic perspective view showing illustrates the arrangement of the testing device according to the invention on a milling machine.

Das Prüfgerät für die Gewindesteigung bzw. die Zahnteilung, das in Fig. 1 veranschaulicht ist, ist in der Ausführung zum Prüfen der Steigung einer Spindel 1 dargestellt, auf der sich eine Mutter 2 verschiebt, die von bekannter Art sein kann. Die Spindel 1 ist drehend zwischen zwei Punkten 3 und 4 durch alle geeigneten Mittel angetrieben. The tester for the thread pitch or the tooth pitch, which is included in Fig. 1 is illustrated in the embodiment for checking the slope of a Spindle 1 is shown on which a nut 2 moves, which is known from Kind of can be. The spindle 1 is rotating between two points 3 and 4 through all appropriately driven.

Die Drehbewegung der Spindel 1 wird durch einen Abnehmer 5 gemessen, der auch als Antriebsmotor für die Spindel 1 dienen kann. Der Abnehmer kann von jeder geeigneten Art sein, mechanisch, optisch, elektro-optisch, magnetisch usw.. Er kann insbesondere ein numerischer Abnehmer sein zur Anzeige durch Zahlen von Impulsen oder durch Drehkodieren usw. Er kann auch ein rotierender Analogabnehmer sein, wie ein rotierender Umformer. The rotary movement of the spindle 1 is measured by a pick-up 5, which can also serve as a drive motor for the spindle 1. The customer can from be of any suitable type, mechanical, optical, electro-optical, magnetic, etc. In particular, it can be a numeric pickup for display by numbers from Impulses or by rotary coding etc. It can also be a rotating analog pickup be like a rotating converter.

Der drehbewegliche Abnehmer 5 liefert über eine Zuleitung 6 ein erstes elektrisches Signal (Impulskette oder variable Spannung), welches die Drehbewegung der Spindel 1 wiedergibt. The rotatable pickup 5 supplies a first via a supply line 6 electrical signal (pulse train or variable voltage) indicating the rotary movement the spindle 1 reproduces.

Die Langsbewegung der Mutter 2 wird mittels eines anderen Abnehmers 7 gemessen. Der Abnehmer ist auf einem beweglichen Schlitten 8 angeordnet, der bei 9 mibder Mutter 2 verbunden ist, so daß der Schlitte 8 und die Mutter 2 sich zusammen längsverschieben. The longitudinal movement of the nut 2 is by means of another pickup 7 measured. The pick-up is arranged on a movable carriage 8, which is at 9 mibder nut 2 is connected, so that the carriage 8 and the nut 2 come together move lengthways.

Der Abnehmer der Längsbewegung kann von irgendeinem mechanischen, optischen, elektro-optischen, magnetischen Typ usw. sein. Er kann insbesondere, wie der Abnehmer 5, vom numerischen Typ sein, vom Typ zum Zählen von Impulsen oder zum linearen Kodieren oder vom Analogtyp durch Gebrauch eines linearen Umformers. The reciprocator of the longitudinal movement can be of any mechanical, optical, electro-optical, magnetic type, etc. In particular, he can like pickup 5, be of the numerical type, of the pulse counting type or for linear coding or of the analog type by using a linear converter.

In der die Erfindung nicht beschränkenden, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform besteht der Abnehmer 7 aus einer photoelektrischen Zelle, die sich gegen-Uber einem MaBstab 11 bewegt und Uber eine Zuleitung 12 ein periodisches Meßsignal aussendet entsprechend den verschiedenen Strichen des Maßstabes 11. In the non-limiting of the invention, shown in the drawing Embodiment consists of the pickup 7 from a photoelectric cell, which Moved in relation to a scale 11 and a periodic measurement signal via a supply line 12 sends out according to the different lines of the scale 11.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann der Schlitte 8 mit einem System verbunden sein, das die geradlinige Bewegung des Schlittens in eine Drehbewegung umwandelt, z. B. mit einem eine umkehrbare Spindel-Schraubenmutter oder eine Zahnstange und ein Ritzel von sehr großer PrAzision aufweisendem System. In diesem Fall muB der Abnehmer 7 eine zweite Einrichtung zum augenblicklichen Ablesen einer Drehbewegung und nicht mehr einer linearen Bewegung erhalten. According to a modified embodiment, the carriage 8 can with be connected to a system that converts the linear movement of the slide into a Converts rotary motion, e.g. B. with a reversible spindle nut or a very high precision rack and pinion system. In this case, the consumer 7 must have a second device for instant reading a rotary motion and no longer a linear motion.

Die Zuleitungen 6 und 12, über welche die von den Abnehmern 5 und 7 hervorgebrachten elektrischen Signale übertragen werden, sind mit zwei Eingängen eines elektronischen Komparators 13 verbunden. Der Komparator, der von irgendeiner bekannten Bauart sein kann, liefert über eine Ausgangsleitung 14 ein Signal, das in jedem Augenblick dem wirklichen Wert des gemessenen Schrittes entspricht. Das Meßsignal kann auf ein Registriergerät 15 übertragen werden, das ein kontinuierliches Anzeigen (Aufzeichnen) der Anderung der Gewindesteigung der Spindel 1 wiedergibt. The leads 6 and 12, through which the customers 5 and 7 generated electrical signals are transmitted with two inputs an electronic comparator 13 is connected. The comparator used by any can be known type, supplies via an output line 14 a signal which corresponds at every moment to the real value of the measured step. That Measurement signal can be transmitted to a recording device 15, which is a continuous Displaying (recording) the change in the thread pitch of the spindle 1 reproduces.

Es ermöglicht, durch Voraufzeichnen eines vorbestimmten Wertes des Schrittes, eine durch das Registriergerät 15 aufgezeichnete Fehlerkurve zu erhalten.It enables, by pre-recording a predetermined value of the Step to obtain an error curve recorded by the recorder 15.

Das MeBsignal kann gleichfalls auf ein numerisches Aufzeichnungsgerät 16 Ubertragen werden, das direkt den Fehlerwert des Schrittes (der Gewindesteigung) wiedergibt. The measurement signal can also be sent to a numerical recording device 16 are transmitted, which directly shows the error value of the step (the thread pitch) reproduces.

Der Komparator kann Storungsfehler, Impulsentzerrer, Verstärker, Vervielfacher oder Teiler der Frequenz enthalten. The comparator can detect interference errors, pulse equalizers, amplifiers, Contains multipliers or dividers of the frequency.

Er kann ferner eine Einrichtung enthalten, die erlaubt, die durchlaufene Linge während der Meßoperation der linearen Verschiebung auf der Abszissenachse des Registiergeräts 15 aufzuzeichnen, um eine Synchronisation des Ablaufs des RegistriergerEts mit der wirklichen Verschiebung zu vermeiden. It can also contain a device that allows the traversed Linge during the measuring operation of the linear displacement on the abscissa axis of the registration device 15 in order to synchronize the operation of the registration device with avoiding the real shift.

Zwecks Vereinfachung kann einer der Ableseabnehmer 5 oder 7 eine diskontinuierliche Ablesung vornehmen, d. h. die gemessene Position in festgelegten Intervallen in der Größenordnung von 1 bis 5 mm der linearen Verschiebungen wiedergeben, was zum Aufzeichnen einer Fehlerkurve des Schrittes durch Punkte anstelle des Aufzelohnens einer kontinuierlichen Kurve fUhrt. For the sake of simplicity, one of the reading consumers 5 or 7 can be a take a discontinuous reading, d. H. the measured position in specified Represent intervals on the order of 1 to 5 mm of linear displacements, what to plot an error curve of the step by dots instead of indenting a continuous curve.

Das Meßgerät des Schrittes (der Gewindesteigung bzw. The measuring device of the step (the thread pitch or

Zahnteilung) nach der Erfindung kann unter Umständen eine automatische Korrektureinrichtung fUr die durchgefUhrten Messungen enthalten, wenn infolge der Anderung der Temperatur des Prüfstücks oder der Prüfbank eine Wärmedehnung die Messungen stört.Tooth pitch) according to the invention can be an automatic Correction device for the measurements carried out included, if as a result of the Changing the temperature of the test piece or the test bench causes thermal expansion to take the measurements disturbs.

Das Eichen der Registrierung (Aufzeichnung) ist besonders leicht durch Vergleiche mit der numerischen Ablesung des Fehlers, und das ZurUckstellen auf Null kann mechanisch oder elektronisch durchgeführt werden. The calibration of the registration (record) is particularly easy by comparing with the numerical reading of the error, and resetting to zero can be done mechanically or electronically.

Fig. 2 veranschaulicht die Anpassung eines Geräts gemäß der Erfindung zum PrUfen der Verschiebung eines Frästisches 17. In dieser Figur sind die gleichen Teile wie die der Fig. 1 mit gleichen Bezugsziffern versehen. Fig. 2 illustrates the adaptation of a device according to the invention for checking the displacement of a router table 17. In this figure are the same Parts like those in FIG. 1 have been given the same reference numerals.

Bei einer solchen Anwendung erlaubt das Gerät nach der Erfindung, alle Fehler beim Positionieren des Tisches einer Werkzeugmaschine zu ermitteln, einschließlich derer, die von Mängeln der Starrheit oder einem Verspannen der ganzen montierten Maschine herrühren, selbst wenn diese Maschine in sich selbst eine Ableseeinrichtung fUr die Stellung mittels gleicher bzw. ähnlicher Abnehmer wie die Abnehmer 5 und 7 enthält.In such an application, the device according to the invention allows determine all errors when positioning the table of a machine tool, including those suffering from defects of rigidity or a distortion of the whole assembled machine, even if this Machine in itself even a reading device for the position by means of identical or similar customers as the takers 5 and 7 contains.

Die Wahl der Abnehmer 5 und 7 und die Anordnung (Bauart) des Komparators 13 erlauben eine mehr oder weniger vollständige Verwirklichung entsprechend dem angestrebten Zweck und der Endgenauigkeit der Einrichtung, die insbesondere von dem Auflösungsvermögen der Abnehmer 5 und 7 und der Geschwindigkeit der Auswertung der Messungen durch den Komparator 13 und die Ausgangseinheiten 15 und 16 abhangig ist. The choice of consumers 5 and 7 and the arrangement (design) of the comparator 13 allow a more or less complete realization according to the intended purpose and the final accuracy of the establishment, in particular by the resolving power of consumers 5 and 7 and the speed of the evaluation the measurements by the comparator 13 and the output units 15 and 16 dependent is.

Selbstverständlich ist die Ausführungsform der Erfindung, die oben in Verbindung mitaer Zeichnung beschrieben ist, nur als Ausführungsbeispiel und keineswegs als die Erfindung beschränkendes Beispiel beschrieben worden. Es kbnnen zahlreiche Anderungen vorgenommen werden, ohne daß der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Of course, the embodiment of the invention is that above is described in connection with the drawing, only as an exemplary embodiment and has by no means been described as an example limiting the invention. It can numerous changes can be made without departing from the scope of the present invention is left.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H E 1. Test device for the pitch of the spindle or the tooth pitch of a rack of a system that converts a rotary motion into a Shifting movement transformed or vice versa, of the spindle-nut or rack-and-pinion type, characterized in that it contains a first pickup (5) which performs the rotary movement of the revolving organ (1) of the system, a second consumer (7), the Sliding movement of the organ (8) for linear displacement of the system measures, and a comparator (13) with two inputs into which electrical measurement signals are entered which derive from the two consumers, with the comparator at its output emits an electrical signal indicating the change in the pitch of the spindle or the Indicates the pitch of the rack at each point of the latter, d. H. the processing errors.

2. Apparatus according to claim le, characterized in that the output of the comparator (13) is connected to a display device (15) which has a continuous or discontinuous curve of the change in the value of the slope or division of the examined organ.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the output of the comparator (13) is connected to a device for numerical display (16) is.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the customers (5, 7) of the testing device are arranged on the machine itself on which the organ, whose thread pitch or tooth pitch is checked, machined or in who it is used.

L e r s e i t e