DE1759198U - Vorrichtung zur beruehrungsfreien ermittlung der masse eines gegenstandes. - Google Patents
Vorrichtung zur beruehrungsfreien ermittlung der masse eines gegenstandes.Info
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- DE1759198U DE1759198U DE1957Z0005041 DEZ0005041U DE1759198U DE 1759198 U DE1759198 U DE 1759198U DE 1957Z0005041 DE1957Z0005041 DE 1957Z0005041 DE Z0005041 U DEZ0005041 U DE Z0005041U DE 1759198 U DE1759198 U DE 1759198U
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Description
- Vorrichtung zur berührungsfreien Ermittlung der Maße eines Gegenstandes Die vorliegende Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur berührungsfreien Ermittlung der Maße eines Gegenstandes.
- Sie findet Anwendung für Meßzwecke aller Art sowie zur automatischen Steuerung von Maschinen, beispielsweise Werkzeugmaschinen.
- Die bekannten Feintaster zur Ermittlung der Maße eines Gegenstandes verwenden einen auf dem Gegenstand aufliegenden Fühltaster. Die Bewegung dieses Fühltasters wird dabei über mechanische Mittel auf eine Anzeigevorrichtung übertragen. Die Verwendung von mechanischen Mitteln bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß durch sie die Genauigkeit der Messung leidet.
- Es ist auch schon ein Feintaster bekanntgeworden, bei dem ein mechanischer Fühlhebel den zur Abbildung einer Meümarke auf eine Skala dienenden Abbildungsstrahlenag durch Verschiebung von planen Spiegelflächen beeinfluß. ein derartiger Taster hat jedoch den Nachteil, daß sein mechanischer Fühlhebel gewissen Abnützungserschoinungen unterworfen ist, welche insbesondere bei einer Anwendung des Tasters zur laufenden Messung allnählieh ins Gewicht fallen. Beispielsweise kann ein solcher taster ohne zusätzliche Steuerungseinrichtungen auch nicht verwendet werden, wenn es sich darum handelt, die Maße von Werkstücken, die durch einen Zwischenraum getrennt sind, laufend festzustellen.
- Alle diese Nachteile werden bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Neuerung vermieden.
- Bei dieser Vorrichtung findet Licht als Tastglied Verwendung, so daß keine Abnutzungserscheinungen auftreten.
- Darüber hinaus ist diese Vorrichtung einfach im Aufbau und erlaubt äußerst genaue Messungen.
- Die Vorrichtung nach der Neuerung besteht aus einer Abbildungseinrichtung zur Abbildung mindestens einer Marke
ai, f der Oberfläche eines Eichmaßes bzw. des zu meo*ondtn - Zur Messung wird zunächst eine Marke auf die Oberfläche eines Eichmaßes abgebildet und mittels der auf diene Oberfläche eingestellten Beobachtungseinrichtung beobachtete Zugleich wird der Ort des beobachteten Markenbildes
(Dichbildes) fixiert. Nach Ersatz des Eichmaßes durch den zu messenden Gegenstand wird das nunmehr beobachtete Mark. n- bild zu dem Bichbild in Beziehung gesetzt. Dieser eigent liehe Meßvorgang kann in einer rein optischen Feststellung - Zu diesem Zweck wird in der Bildebene der Beobachtungeinrichtend eine Vorrichtung angeordnet, die bei einer Verschiebung des Markenbildes gegenüber dem Eichbild das Licht auf mindestens einen entsprechend angeordneten photoelektrischen Empfänger fallen läßt. Fällt das Licht auf diesen Empfänger, so erzeugt er einen Strom, der nach entsprechender Verstärkung zu einer Nachsteuerung des gesagten Gerätes in der Weise dienen kann, daß nach erfolgter Nachsteuerung das Markenbild wieder am Ort des Eichbildes erscheint. Durch den Betrag um den die entsprechenden Teile des Gerätes verschoben werden ist das festzustellende Maß des Gegenstandes festgelegt. Zur Messung dieser Verschiebung selbst können elektrische, elektronische, mechanische oder optische Mittel oder entsprechende Kombinationen dieser Mittel Verwendung finden.
- Eine Verschiebung des Markenbildes zum Ort des Eichbildea kann dabei durch eine Verschiebung des gesamten Gerätes nach der Hohe erreicht werden. Es ist auch möglich und in manchen Fälen vorteilhaft, die Objektive oder entsprechende Teile der Objektive der abbildungs- und der
neobaclrtlUlGseinriohtung zu verschieben. Ferner kann e. verschränken oder in der Bildebene der Beobachtungsein- richtn angeordnete photoelektrische Empfänger zu ver- schieben Es ist auch möglich, die beobachtungseinriohtung parallel nit sich selbst nach der Seite zu verschieben oder die Auflage des Werkstückes zu verstellen. Die Vorrichtung nach der Neuerung wird vorteilhaft für die laufende Messung von Werkstücken, beispielsweise laufende Dickenmessung verwendet. Es ist ebenso zweck- mäßig, die Vorrichtung zur Steuerung von Werkzeugma- schien z vewenden wobei die Vorrichtung an der je- Die Hcucrm wird im folgenden an Hand der Ausführung8- - Dabei zeigen: Yiß. 1 eine Vorrichtung nach der Neuerung, bei welcher das festzustellende Maß eines Gegenstandes durch automat tische Verschiebung von in der Beobachtungseinrichtung angeordneten Photozellen erreicht wird ;
Fi< 2 ein geändertes AusfUhrungsbeispiel, bei welchem die cssng durch Verschwenken von im Strahlengang an- geordneten planparallelen Platten vorgenommen wird ; - In Fig. 1 ist mit 1 eine Lichtquelle bezeichnete welche über eine Linse 2 zur Beleuchtung eines Spaltes 3 dient.
- Dieser Spalt 3 wird mittels eines, durch die Glieder 4 und 5 angedeutetes Objektiv auf die Oberfläche eines Werk-
stückes 6 abgebildet. Auf diese Oberfläche ist eine Be- obachtungseinrichtung 24 eingestellt. Die Beobachtunga- wegen, auf welcher die Photozellen 9 und 10 angeordnet sind. it der Platte 17 ist eine Glasskaia 18 verbunden, welche über ein Beleuchtungssystem 19 beleuc-tet wird. EinProjektionssystem 20 dient zur Projektion des jeweils erleuchteten Ausschnittes der Glasskala 18 auf eine Matt- 21. Soll nit deu in Figur 1 dargestellten Gerät eine Messung fährt werden, so wird zunächst das Werkstück 6 durch ein Sichmaß ersetzt. Die Oberfläche des Eichmaßes « el matt 22 bczsichnet Daraufhin wird das gesamte Gerät in dar so lange verschoben, bis das beobachtete Bild des Spaltes 3 mit dem in der Bildebene der Beobachtung » in,." riehtims 24 angeordneten Spalt 11 zusammenfällt. Auf der Mattscheibe 21 wird dann der für die Messung gültige Aus- ancuert angezeigt. Wird nun das Eichmaß durch ein Werkstück eschen nach links verschoben. Dadurch erhält die Photozelle - Der otor 15 erhält Spannung und verschiebt über das Getriobe 16 die Platte 17 so lange, bis das Bild des Spalte 3 mit dem Spalt 11 zusammenfällt. Das Maß dieser Verschiebung
uird af der Mattscheibe 21 angezeigte wobei nach entaprahm - Es ist möglich, daß bei einer verhältnismäßig großen
Apertur der Abbildung-rund der Beobachtungaeinrichtung bei einer Verschiebung der Werkstück-Oberfläche gegen- - Dieser effekt ist jedoch ohne Belange da die dargestellt te Einrichtung stets auf den Schwerpunkt des Spaltbildes einstellt. Durch die Geeneinanderschaltung der Photozellen 9 und 10 wird erreicht, daß gleiche auf die Photosellen @allende Lichtströme nicht zu einer Verschieb bung der Platte 17 Anlaß geben* Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung kann vorteilhaft zur laufenden Dickenmessung verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, das Gerät an einer Werkzeugmaschine anzubringen und diese Maschine entsprechend den verschieden nen Stellungen der Platte 17 zu schalten. Dazu ist es nur noch notwendige die Platte 17 mit einem Kontaktgeber zu versehen. Ebenso ist es möglich, die Vorrichtung zur Serienkontrolle und zur Sortierung von Werkstücken zu verwenden. Verbindet man beispielsweise die Platte 17 mit eines. Kontaktgeber, so wird bei einer Sortierung Ton Werk-
stUcen der der jeweiligen Dicke des Werktückeß ent- In Stelle der in ? ig. 1 dargestellten kontinuierlichen Nachstellung des Gerätes über den Verstärker 14"and den 1- otor 15 kann die nordnung auch so getroffen werden, daß der 1-Iotor 15 Qit konstanter Spannung beaufschlagt wird, ... Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist der Wien- kiel zwischen der Werkstücknormalen und der optischen Achse der Abbildungs-* und Beobachtungaeinrichtung gleich groß gewählt. Es ist jedoch prinzipiell möglich, diese Winkel a ! : ch verschieden groß zu machen. Ferner ist es möglich, eiurichtng zusammenzufassen d. h., also nur ein gemein- kers 30 eine Spannung, und der Motor 31 beginnt zu laufen. - Mittols dieses Motors 31 werden über Getriebe 32 und 33 die planparallelen Platten 34 und 35 so verschwenkt, da8 das Jild des Spaltes 3 genau an der Stelle des Eichbildes, lodiglich nach unter verschoben erscheint. Ist dieser Zustand erreicht, so fällt über das Teilungsprisma 25 und
die su ( ; oordnetcn Linsen 26 und 27 eine gleiche Lichtmenge af die Photozellen 23 und 29, und der Motor 31 kommt zum 23 rnd 299 DI, 1 Platten 34 und 35 können auch durch aiicr" : cjinete optische Elemente ersetzt werden. rotor 5 eine Spindel 36 in der Art gekoppelte den hai Drohung des Llotors ein Schreibstift 37 verschoben wird. Dieser Schreibstift 37 zeichnet auf einer rotieren- clcii 38 eine der Verschwenkung der planplatten 34 d 5 entsvrechende Kurve auf. Trägt die Trommel 38 eine O eclxende ieilu ss Rs durch die Stellung des Stiftes 3 ? direkt das Uaß des Werkstückes 6 abgelesen uoron, D it ebenso möglich, mit dem otor 31 eine Vorrichtung s I : ocln) die bei Drehvn des Llotors eine elektriBohe -ilie sich dad-c-rch ergebende Spannung in. der Brnckondia. g'onalen ist wiederum ein Maß des Werk- stcos 6. Jbenso ist es mögliche mit dem Motor 31 andere. ; iCal 73 (t ; O {: ? 1eR rO E he e eSeR : 1 ; r1SChe f mechnn1 xehe c sich bekannte elektronische, elektrische mechanische oder optische Anzeigevorrichtungen, beispielsweise ein zu koppeln. Dia in FiC-2 darßeotellte Vorrichtung kann wiederum zur lfoudenickenmessuns, zum Anba an Werkzeugmaschinen oder uur Serienontrolle und Sortierung von Werkstücken finden. - In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Neuerung dargestellt, welche besonders vorteilhaft zur Serienkontrolle und Sortierung von Werkstucken oder zur Steuerung von Werkzeugmaschinen Verwendun finden kanm Bei der hier dargestellten Vorrichtung wird ein Bild des Spaltes 3 auf der mit 41 bezeichneten Oberfläche eines Werkstückes 40 abgebildet. Im Strahlengang des Beobachtungsteilea ist eine Teilungsplatte 44 angeordnet, mittels welcher ein Teil des Lichtes auf einen Projektionssehirm 45 geworfen wird. Dieser Schirm trägt eine Teilung, und es kann so das jeweilige Maß des Werkstückes 40 abgelesen werden. Das die Teilungsplatte 44 durchdringende Licht fällt auf einen in der Bildebene angeordneten Doppelspalt 46t 47. Hinter den Spalten 46 und 47 eind zwei Photozellen 48 und 49 angeordnet.
- Wird die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zur Steuerung einer Werkzeugmaschine verwendete die zur Abtragung von
Material dient, so ist die Photozelle 48 mit einem Kontakt verbunden der zum Abschalten des Grobbearbeitungeteiles - Die dargestellte Vorrichtung findet beispielsweise vorteilhaft Anwendung bei Flächenschleifmaschinen. Bei solchen Maschienen sind auf einer rotierenden Scheibe mehrere Werkstücke angeordnet, die von einer radial bewegten Schleif-Scheibe bearbeitet werden. Das Gerät ist nun auf eine bestimmte Stelle der Scheibe eingestellt und schaltet die Maschine entsprechend dem festgestellten Maß der Werkstücke.
- Die Abstände zwischen den einzelnen Werkstücken spielen dabei keine Rolle, denn weder die Photozelle 48 noch die Photozelle 49 erhält Licht, wenn eine solche Stelle angemessen wird.
- In FLG. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Neuerung dargestellt, bei welchem die gesamte Steuerung des Gerätes über eine Photozelle vorgenommen wird. Die Beobachtungseinrichtung enthält in diesem Pall die Spiegel 50, 51 und 52 zur Aufteilung des Lichtes, die Linsen 53 und 54 zur Erzeugung eines Bildes der Oberfläche des Werkstückes 6, eine Wechsellichtblende 55 zur abwechselnden Freigabe der beiden Lichtwege und die Spiegel 56, 57 und 58 zur Wiedervereinigung des Lichtes.
- Wandert in dem hier dargestellten Fall das Bild des Spaltes' seitlich aus, so ist die Lichtmenge in den beiden Lichtwegen verschieden groß und in der Photozelle 49 wird ein Wechselstrom erzeugt. Dieser Wechselstrom ist in seiner Amplitude und Phase abhängig von dem Verhältnis der Lichtmenge in beiden Lichte Er kann deshalb zur Steuerung eines Nachlaufmotors verwendet werden.
- Dieser, hier nicht dargestellte Nachlaufmotor kann, ebenso wie in Figur 2 dargestellt, im Strahlengang angeordnete optische Elemente verschwenken oder verschieben, er kann jedoch ebenso zur Verschiebung des gesamten Gerätes nach der Höhe dienen.
- Ist ein Abgleich erreicht, d.h., fällt das Bild des Spaltes 3 mit dem Eichbild zusammen, so liefert die Photozelle 59 einen Gleiche strom und der Nachstellmotor kommt zum Stillstand.
- Es ist ebenso möglich, mit der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung die Objektive der Abbildungs- und Beobachtungseinrichtung zu verschieben. Bei geeigneter optischer Ausbildung dieser Objektive genügt es auch, zur Verschiebung des Spaltbildee einzelne Teile dieser Objektive gegenüber den Restgliedern zu verschieben. Ebenso ist es möglich, in der Beobachtungseinrichtung eine
Verschiebung des Spaltbildes dadurch zu erreichen, daß die Be- - In der Beobachtungseinrichtung kann auch ein an sich bekanntes Doppelbildokular verwendet werden. Dieses Okular erzeugt zwei Spaltbilder, die sich bei einer Verschiebung des Gerätes oder bei einer Verstellung von Abgleichelementen, beispielsweise
planparallelen latteiiy gegenläufig bewegen* Zu Beginn Eichmaß übereinstimmt. Die Abgleichelemente werden nun so dient zur Festlegung des Verkstückmaßes.
Claims (1)
- Schutzansprüche 1. Vorrichtung zur berührungsfreien Ermittlung der Maße eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch eine Abbildungeinrichtung zur Abbildung mindestens einer Marke auf die Oberfläche eines Eichmaßes bzw. des zu messenden Gegenstandes sowie durch eine auf diese Oberfläche eingestellte,
urBeobachtung dieses Markenbildes dienende, und ein zur Fixierung des Ortes des Markenbildes dienendes Element ent- haltende,Bobachtungseinrichtung. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungseinrichtung ein zur Aufteilung des Strahlonganges in zwei einen Winkel mit der optischen Achse bildende Strahlengänge dienendes optisches Element enthält, wobei in jedem dieser Strahlengänge ein photoelektrischer Empfänger angeordnet ist und die Empfänger gegeneinander geschaltet sind, und daß ein vom Photostrom erregter, zur Verschiebung des Markenbildes durch Verstellung geeigneter optischer Elemente dienender Motor vorgesehen ist.3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die Beobachtungseinrichtung zur Aufspaltung und Wiedervereinigung des Lichtes dienende optische Elemente enthält, zwischen denen eine die beiden Lichtwege abwechselnd freigebende Blende und hinter denen am Ort der Wiedervereinigung der Lichtwege eine Photozelle angeordnet ist, und daß ein von Photostrom erregter, zur Verschiebung des Markenbilden durch Verstellung geeigneter optischer Elemente dienender Llotor vorgesehen ist.4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3e dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang der Abbildungs und Beobach-tungseinrichtun verschwenkbare planparallele Platten angeardv net sind, und daß zur Verschwenkung dieser Platten ein mit dem vom Photostrom erregten Motor gekoppeltes Getriebe TOr- gesehenist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennseicimet, daß der vom Photostrom erregte Motor mit einem Getriebe gekoppelt ist, das zur gemeinsamen Verschiebung der abbildung-und Beobachtungseinrichtung nach der Hohe dient.6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Photostrom erregte Motor mit einem Getriebe gekoppelt ist, das zur gemeinsamen Verschiebung der Objektive oder zugeordneten Teile der Objektive der Abbildungs- und der Beobachtungseinrichtung dient.7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungseinrichtung einen in der Bildebene angeordneten und quer zur optischen Achse verschiebbaren Spalt enthalt, zu dessen beiden Seiten jeweils ein ausanmen mit dem Spalt verschiebbarer photoelektrischer Empfänger angeordnet ist, wobei diese Empfänger gegeneinander geschaltet sind, und daß ein vom Photostrom erregter und zur seitlichen Verschiebung des Spaltes dienender Motor vorgesehen ist.8. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 71 dadurch gekennzeichnet, daß der vom Photostrom erregte Motor mit einer Anzeigevorrichtung zur laufenden Anzeige des gemessenen Wertes gekoppelt ist.9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dcobachtungseinrichtung einen in der optischen Achse am Ort des Stehbildes angeordneten Spalt sowie mindestens einen seitlich davon angeordneten weiteren Spalt enthält und daß hinter jeden Spalt ein jeweil zum Schließen eines Kontaktes dienender photoelektrischer Empfänger angeordnet ist.10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Anwendung zur Steuerung einer Werkzeugmaschine, wobei der seitlich von der optischen Achse angeordnete photo-Empfänger zum Ausschalten des Grobbearbeitungt-i-. oittcis und Einschalten des Feinbearbeitungsmittels und der andere Empfänger zum Ausschalten des Feinbearbeitungen mittelsdiente 11. Vorrichtung nach Anspruch 1. und einem oder mehreren derfolgenden, gekennzeichnet durch die Anwendung zur 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, gekennzeichnet durch die Anwendung zur laufenden Messung von werkstücken, wobei eine von der Be-o7 ; tt ric. ng gesteuerte registrierende Anzeige- vorrichia.beicielsweise ein Zifferndruckwerk zur R. <- istrierunc der jeweiligen Werkstückmaße vorge » hen ist.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1759198U true DE1759198U (de) | 1958-01-02 |
Family
ID=32797165
Family Applications (1)
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DE1957Z0005041 Expired DE1759198U (de) | 1957-11-09 | 1957-11-09 | Vorrichtung zur beruehrungsfreien ermittlung der masse eines gegenstandes. |
Country Status (1)
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DE (1) | DE1759198U (de) |
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1957
- 1957-11-09 DE DE1957Z0005041 patent/DE1759198U/de not_active Expired
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