DE1926482C - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Formgestalt von Werkstücken - Google Patents

Description

1026 482

I 2

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie der Meßtaster 2 α eingeschaltet wird und bei der Aufeine Vorrichtung zur Messung der Formgestalt von würtsbewegung der Halterung 3 längs der Führungs-WerksfUeken, insbesondere von Werkstücken großer bahn 4 das untere Drittel des Werkstückes I abtastet. •Abmessungen, wobei zwischen wenigstens einem Der am Ende dieser ersten Teümessung vom Meßelektrischen Meßtaster und dem abzutastenden Werk- 5 taster 2 β gelieferte Meßwert wird gespeichert,
stück eine Relativbewegung herbeigeführt wird. Dann wird die Halterung 3 wieder nach unten in

Bei der Messung der Formgestalt von Werkstücken ihre Ausgangslage zurückgeführt. Der Meßtaster 2 a .wird im allgemeinen ein elektrischer Meßtaster längs ./wird abgeschaltet, und der Meßtaster 26 wird em-' einer sehr genau bearbeiteten Führungsbahn bewegt, geschaltet, Der vom Meßtaster 2 b gelieferte Anwobei er das Werkstück abtastet. Bei Werkstücken αο fangsmeßwert weicht im allgemeinen von dem gegroßer Abmessungen werden bisher infolgedessen ' ,speicherten Endmeßwert des Meßtasters 2 α ab. Die sehr lange Führungsbahnen benötigt, deren Herutel- 'Differenz beider Meßwerte wird ermittelt und bildet lung in der erforderlichen Genauigkeit außsrordent- einen Korrekturwert, mit dem während der nun follich teuer ist. gendcn Abtastung des mittleren Driuels des Werk-

Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, 15: Stückes 1 alle vom Meßtaster 2 b gelieferten Meßein Verfahren, zur Messung der Formgestalt von werte elektrisch korrigiert werden; es wird also, mit Werkstücken großer Abmessungen zu entwickeln, das anderen Worten, der vom Meßtaster 2 b zu Beginn eine wesentliche Verringerur des Aufwandes, ins- der zweiten Teilmessung gelieferte · Meßwert elek- i- besondere die Verwendung - ;rhältriismäßig kurzer irisch auf den Wert korrigiert, den der^Meßtaster 2 a Führungsbahnen, gestattet, ao am Ende des ersten Teilmeßvorganges lieferte.

Diese Aufgabe wird erfinuungsgemäß dadurch ge- Entsprechend wird dann am Ende der zweiten löst, daß die gesamte Messung in mehreren aufein- Teilmessung die Halterung 3 mit den Meßtastern wieanderfolgenden Teilmessungen derart durchgeführt der nach unten zurückgeführt. Der Meßtaster 2 ö, wird, daß jeweils der am Ende einer Teilmessung vor- dessen Endmeßwert zuvor gespeichert wurde, wird handene elektrische Endmeßwert gespeichert wird, es abgeschaltet. Der Meßtaster 2 c wird eingeschaltet, daß dann eine neue räumliche Zuordnung von Werk- Die von ihm während der dritten Teilmessunf» gestück und Meßtaster hergestellt und der Anfangsmeß- lieferten Werte werden entsprechend der Abweichung wert der neuen Teilmessung mit dem gespeicherten des Aniangsmeßwertes des Tasters Ic vom Endmeß-Endmeßwert der vorangegangenen Teilmessung ver- wert des Tasters 2 b korrigiert,
glichen wird und daß schließlich alle Meßwerte der 30 Auf diese Weise kann mit einer sehr kurzen, genau neuen Teilmessung mit dem beim Vergleich gewon- bearbeiteten Führungsbahn 4, die beim dargestellten nenen Differenzwert korrigiert werden. Ausführungsbeispiel etwa nur ein Drittel der Länge

Bei dem erfindungsgemäßen Meßverfahren braucht des Werkstückes 1 aufweist, ein Werkstück großer Abdie mit hoher Genauigkeit herzustellende Führungs- messungen abgetastet werden, ohne daß an den Überbahn nur die Länge einer Teilmeßstrecke zu besitzen; 35 gangen von einer Teilmessung zur nächsten Teilmesdie Führungsbahn kann also wesentlich kürzer als sung ein störender Meßwert auftritt,
die abzutastende Länge des Werkstückes ausgebildet Das Prinzipschema der F i g. 2 enthält einen elek-

werden. Wird dabei nach Dutchführung einer Teil- frischen Meßtaster 2, an den in bekannter Weise ein messung eine neue räumliche Zuordnung von Werk- elektronischer Meßverstärker angeschlossen ist. Diestück und Meßtaster hergestellt, um anschließend 40 ser kann beispielsweise nach dem Trägerfrequenzverdie nächste Teilmessung durchführen zu können, so fahren arbeiten. Er liefert an seinem Ausgang eine weicht im allgemeinen der Anfangsmeßwert der dem Meßwert proportionale Meßspannung, beispielsneuen Teilmessung von dem Endmeßwert der voran- weise in Form einer pulsierenden Gleichspannung, gegangenen Teilmessung ab. Da letzterer erfindungs- die auch wechselnde Polarität haben kann,
gemäß jedoch gespeichert wird, kann man auf ein- 45 Der elektrische Meßtaster 2 ist hier stellvertretend fache Weise elektrisch die Meßwerte der neuen Teil- für einen oder mehrere Meßtaster aufgeführt. Wird messung so korrigieren, daß sich kein Sprung in den mit mehreren elektrischen Meßtastern gearbeitet, Meßwerten am Übergang aufeinanderfolgender Teil- dann werden diese auf gleiche elektrische Ausgangs-' messungen ergibt. spannung in Abhängigkeit von der Tasterverstellung,

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung 50 d. h. auf gleiche Empfindlichkeit und gleiche Linearigehen aus der folgenden Beschreibung eines in der tat eingestellt. Es ist dann völlig gleichgültig, welcher Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles von mehreren Meßtastern jeweils eine Meßspannung hervor. Es zeigt auf den Meßverstärker liefert.

Fig. 1 ein Schema einer Vorrichtung zur Durch- An den Ausgang des Meßverstärkers schließt sich führung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 55 nun die Einrichtung nach der Erfindung an. Diese

Fig.2 ein Prinzipschaltbild der gesamten Meß- besteht aus einem Vergleichs- und Korrekturschalanordnung, tungsteil 5, zwei elektrischen Speichern 6 und 7

Fig. 3 ein Diagramm. sowie einer Anzeige- und gegebenenfalls Registrier-

Um das verhältnismäßig große Werkstück 1 abzu- einrichtung §. Es ist außerdem eine elektrische Steuertasten, sind drei Meßtaster20, Ib und Ic vorge- 60 schaltung vorhanden, die in Abhängigkeit vom Absehen, die an einer gemeinsamen Halterung 3 sitzen, lauf des Meßvorganges die An- und Umschaltung der die längs einer sehr genau bearbeiteten Führungs- Speicher 6 und 7 vornimmt. Diese Meß- und Steuerbahn 4 beweglich ist. Der Antrieb der Meßtasterhai- schaltung ist durch die RelaisL undS gekennzeichnet, terung 3 ist im einzelnen nicht veranschaulicht. Die ohne daß aber dargestellt wäre, wie in Abhängigkeit Führungsbahn 4 besitzt eine Länge, die wesentlich 65 von der Bewegung des Meßtasters 2 im Verhältnis kleiner als die Länge des abzutastenden Werkstük- zum Meßobjekt beim Abfahren der einzelnen Teilkes 1 ist. strecken durch Steuerkontakte diese Relais betätigt

Die Messung erfolgt In der Weise, daß zunächst werden.

1 926^82

f \ . Das Relais L ist in Fig, 2 so dargestellt, daß die jungS2 umgelegt wird, Dadurch wird auf dem Spei-

I f Speicher 6 und 7, verkörpert durch die Kondensato- . eher 7 der Endwert der Spannung 12 festgehalten und

% i ren Ci und Cl, kurzgeschlossen und damit ent- . tier Speicher 6 an die Eingangsspannung während des

fr" ι laden sind, zweiten Rücklaufesangeschlossen, Er wird in der RPck-

t f Beim Meßbeginn wird diese Verbindung durch 5 jaufzeit (Pause 2) auf die Differenzspannung 13

r ■ Anziehen des Relais L aufgehoben, so daß nun die zwischen der Speicherspannung 12 und der Meßtaster-

|; Speicher 6 und 7 bzw. die Kondensatoren C 2 und Cl 'spannung aufgeladen.

I ; für die gesamte Messung freigegeben sind. . Es wird angenor men, daß eine Verlagerung in

r . Fig. 3 zeigt den Ablauf des Meßvorganges. Wenn dem Sinne eintritt, daß bei 4er dritten Teilmessung

L : jetzt die erste Teilmcssung erfolgt, erhält der An- io die Meßspannung 14 im negativen Bereich liegt. Das

ί schlußpunkt zum Schaltungsteil S die Eingangsspan- ist ohne jeden Belang, da der Speicher 6 entspre-

' nung 10, die in der gezeichneten Stellung des Relais 5 chend mitgelau "en ist und die phasengedrehte Kor-

• über dea Speicher 7 bis. zum Schaltungspunkt A1 rekturspannung 13' bei der dritten Teilmessung die

I ' läuft. Die Spannung 10 tritt also am Schaltpunkt A1 Meßspannung 14 zum genauen Anschluß an die

auf; der Kondensator C1 des Speichers 7 wird auf die 15 Meßspannung 12 bringt.

:, jeweils durch den Speicher 7 laufende Spannung auf- Die dritte Teilmcssung wird, dadurch eingeleitet,

geladen. Diese Spannung kann im übrigen an dem daß das Relais S in die Stellung 51 gelegt wird.

Instrument 8 abgelesen oder durch die Registrierein- infolgedessen korrigiert der Speicherwert 13 des

Mi richtung 9 aufgezeichnet werden. Speichers 6 als phasengedrehter Korrekturwert 13' die

1 Nach Durchlaufen der ersten Teilstrecke zieht das 30 Lage der Meßspannung 14, und die Meßspannung

ψ Relais S an und gelangt in die Lage 52. Infolgedessen 14 läuft nun wieder über den Speicher 7, damit

I wird der letzte angezeigte oder geschriebene Span- auf diesem dessen Endwert festgehalten werden kann.

nungswert der ersten Teilmessung der Spannung 10 Diese Vorgänge können beliebig oft wiederholt

~ auf dem Speicher 7 bzw. dem Kondensator C1 fest- werden.

I gehalten, wobei durch den hochohmigen, elektroni- 25 Erfindungsgemäße Besonderheiten bestehen noch

I sehen Schalter GDS, im vorliegenden Fall beispiels- darin, daß in den Speichern 7 und 6 vor den Kon-

% weise ein Feldeffekt-Transistor, ein Abfließen der deiisatoren C1 und C 2 noch Widerstände R 1 und

ί Ladung des Kondensators verhindert wird.' Rl eingefügt werden können. Hierdurch läßt sich

ί Dadurch, daß das Relais S in die Stellung Sl erreichen, daß nicht der Spitzenwert der Meßspan-

I gelangte, ist nun der Speicher 6 bzw. der Kondensator 30 nung, sondern der mittlere Wert der Meßspannung

I C 2 eingeschaltet. In der Rücklaufbewegung bzw. der gespeichert wird. Trotzdem wird ein versatzfreies An-

|: Pause 1 werden nun sämtliche Spannungen, die sich einanderfügen der Meßspannungen erreicht. Die Mit-

I als Änderungen gegenüber dem auf dem Speicher? telwertspeicherung hat aber den Vorteil, daß nicht

I festgehaltenen Wert ergeben, festgehalten. Es ist ja einzelne möglicherweise auftretende Störimpulse ge-

I der auf dem Speicher 7 festgehaltene Spannungswert 35 speichert werden, wodurch eine falsche Aneinander-

\ über den Punkt A1 auf den Korrektur- und Ver- reihung eintreten könnte.

|i gleichsschaltungsteil 5 zuiückgekoppelt, und dieser Eine weitere Forderung besteht darin, auch bei

I Punkt wiederum mit dem Spannungspunkt A 2 ver- größeren Verlagerungswerten noch eine einwandfreie

I bunden, so daß dadurch die Differenz zwischen dem versatzfreie Aneinanderreihung der Meßspannungen

I auf dem Speicher 7 festgehaltenen Wert und dem in 40 zu erreichen. Um dies zu erzielen, wird erfindungs-

I der Pause zufließenden Spannungswert gebildet wer- gemäß durch einen Schaltungsteil Re die Eingangs-

I den kann. meßspannung wesentlich herabgesetzt und die Aus-

I Diese Änderungen sind am Spannungspunkt A1 gangsspannung dann durch Verstärkungseinrichtun-

I meßbar und können dort auch angezeigt werden, um gen Vm und Vr vor dem Anzeigeinstrument 8 und

I beispielsweise während der Rücklaufbewegung eine 45 der Schreibeinrichtung 9 wieder auf den ursprünglichen

j; mechanische oder elektrische Verstellung am Meß- Wert heraufgesetzt.

k. taster 2 vorzunehmen, damit der Speicher 6 nicht Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich in ver- ■ überlastet wird. schiedenen Ausführungsformen verwirklichen. So Sobald nun der Meßtaster 2 wieder in die Aus- kann beispielsweise die Führungsbahn nur einen gangslage zurückgekehrt ist und die zweite Teilmes- 50 euzigen Meßtaster tragen, der nach Durchführung sung beginnen soll, wird das Relais S in den Schalt- einer Teilmessung in seine Ausgangslage zurückpunkt 51 umgelegt. Nun wirkt die auf dem Speicher 6 bewegt wird. Um hierbei eine neue räumliche Zu- ^; bzw. Kondensator C 2 am Ende der Pause vorhan- Ordnung von Werkstück und Meßtaster für die dene Spannung über den Schaltpunkt A1 auf den nächste Teilmessung zu schaffen, wird in diesem Korrektur- und Vergleichsschaltungsteil 5 mit ent- 55 Falle das Werkstück nach Durchführung einer Teilsprechender Phasendrehung zurück, so daß, wie in messung um einen der Meßteiilänge entsprechenden F ig. 3 zu sehen ist, die verlagerte Meßspannung 12 Wert gegenüber der Führungsbahn verstellt,
der zweiten Teilmessung durch die Korrekturspan- Die Relativbewegung von Meßtaster und Werknung 11 am Speicher 6 und deren in der Phase ge- stück braucht ferner nicht geradlinig zu erfolgen, drehte Korrekturspannung 11' auf dasselbe Potential Bo sondern kann auch in einer Drehbewegung bestehen, zurückgeführt wird wie die Spannung 10 der ersten Schließlich ist es auch möglich, während der Messung Teilmessung. Infolgedessen schließen die Spannungs- den Meßtaster ortsfest anzuordnen und statt dessen diagramme 10 und 12 ohne Versatz unmittelbar an- das Werkstück zu bewegen,
einander an, wie in Fig. 3 am unteren Linienzug zu Außerdem kann man mit einem Meßtaster das

das Spiel wiederum, indem das Relais 5 in die Stel- Spannung eines einzigen Meßtaslers entsprechen, der

auf der Bezügsebene geführt wird und dabei das MeBobjektrabtastet. .

- Dieses Prinzip läßt sich'beispielsweise auch dafür anwenden, daß beifdef Prüfung uriregelmäßiggeformiter Körper der Vergicichstaster auf dnV'Vergfefchsbezugsebene, oder 'einem entsprechenden kinematischen Getriebe geführt wird, wobei jajese so dimensioniert sein* können, daß fder optimale jHerstellvorgang mit der optimalen Baügr'öße in Übereinstimmung gebracht wird. Durch die erfindungs- gemäße Einrichtung des mehrmaligen Durchlaufens, der Vergrößerungsanpassung und der Meßwertspeicherung kann aber trotzdem ein versatzfreies Meßergebnis erreicht werden,

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung der Formgestalt von V/erkstücken, insbesondere von Werkstücken großer Abmessungen, wobei zwischen wenigstens zo einem elektrischen Meßtaster und dem abzutastenden Werkstück eine Relativbewegung herbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Messung in mehreren aufeinanderfolgenden Teilmessungen derart durch- as geführt wird, daß jeweils der am Ende einer Teilmessung vorhandene elektrische Endmeßwert gespeichert wird, daß dann eine neue räumliche Zuordnung von Werkstück und Meßtaster hergestellt und der Anfangsmeßwert der neuen Teilmessung mit dem gespeicherten Endmeßwert der vorangegangenen Teilmessung verglichen wird und daß schließlich aile MePwerte der neuen Teilmessung mit dem beim Vergleich gewonnenen Differenzwert korrigiert werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Führungsbahn zur Erzielung der Relativbewegung zwischen Werkstuck und Meßtaster, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Führungsbahn (4), deren Länge kleiner aL die abzutastende Lange des Werkstuckes (1) ist, als auch das Werkstuck ortsfest angeordnet und im Abstand der Meßteillangen mehrere nacheinander die einzelnen Teilmessungen durchfuhrende,' längs der Fuhrungsbahn in ihre Ausgangslage zurückbewegbare Meßtaster (2a,2b,2c) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Führungsbahn zur Erzielung der Relativbewegung zwischen Werkstück und Meßtaster, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn, deren Länge kleiner als' die abzutastende Länge des Werkstückes ist, ortsfest angeordnet ist und einen nach Durchführung einer Teilmessung in seine Ausgangslage zurückbewegbaren Meßtaster trägt, während das Werkstück nach Durchführung einer Teilmessung um einen der Meßteillänge entsprechenden Weg gegenüber der Führungsbahn verstellbar ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrische Speicher (6,7) sowie ein Vergleichs- und Korrektur-Schaltungsteil (S) derart abwechselnd umschaltbar sind, daß jeweils der eine Speicher (z. B. 7) den am Ende der vorangegangenen Teilmessung gespeicherten Wert dsm Vergleichs- und Korrektur-Schaltungsteil (5) zuführt, während dem anderen Speicher (6) der vom Meßtaster (2) gelieferte und durch den vom Vergleichs- und Korrektur-Schaltungsteil (5) erzeugten Korrekturwert beeinflußte Meßwert zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen