DE19642521C1 - End-dimension checking method for workpiece dimension checking - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur maßlichen Prüfung von Parallelend maßen, insbesondere zum Zweck der Werkskalibrierung, bei dem nach dem Prinzip der Unterschiedsmessung die an mindestens einem Normal-Endmaß gemessene Länge auf das zu kalibrierende Endmaß übertragen wird. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for dimensional testing of parallel ends dimensions, in particular for the purpose of factory calibration, according to the principle of Difference measurement the length measured on at least one normal gauge block the gauge block to be calibrated is transferred. The invention further relates to an arrangement for performing this method.
Parallelendmaße sind als Maßverkörperung der Länge seit etwa einem Jahrhundert be kannt. Entsprechend der wichtigen Stellung der Parallelendmaße für den industriellen Einsatz ist die maßliche Prüfung derselben von fundamentaler Bedeutung. Zunächst wird die Längeneinheit durch die Messung des Mittenmaßes (Meßpunkt in der Mitte der Meßflächen) nach dem Meßprinzip der Lichtinterferenz auf ein Endmaß (Normal- Endmaß) übertragen. Die auf diese Weise gemessene Länge wird anschließend durch eine Unterschiedsmessung auf weitere Endmaße übertragen. Hierzu werden üblicher weise Endmaßprüfgeräte verwendet, bei denen das Normal-Endmaß und das zu mes sende Endmaß durch zwei in Summe geschaltete induktive Meßtaster abgetastet wer den. Diese Kalibrierung von Parallelendmaßen nach dem Prinzip der Unterschiedsmes sung, bei dem die Längendifferenz zwischen einem bereits kalibrierten Normal und einem Kalibriergegenstand gleichen Materials und gleichen Nennmaßes mit Hilfe von zwei induktiven Meßtastern bestimmt wird, gewährleistet geringe Meßunsicherheiten und hat sich als zuverlässiges Verfahren für die Kalibrierung von Bezugs- und Ge brauchsendmaßen bewährt.Gauge blocks have been the embodiment of length for about a century knows. According to the important position of the parallel gauge blocks for the industrial The dimensional check of the application is of fundamental importance. First the unit of length is determined by measuring the mean dimension (measuring point in the middle of the Measuring surfaces) according to the measuring principle of light interference to a final dimension (normal Gauge block). The length measured in this way is then determined by transfer a difference measurement to other gauge blocks. This will become more common wise gauge blocks used, in which the standard gauge and the mes transmit gauge block by two inductive measuring probes switched in total the. This calibration of gauge blocks according to the principle of difference measurement solution in which the length difference between an already calibrated standard and a calibration object of the same material and the same nominal size with the help of Two inductive probes is determined, ensures low measurement uncertainties and has proven to be a reliable method for calibration of reference and Ge tried and tested.
Die Kalibrierung (maßliche Prüfung) von Parallelendmaßen mit rechteckigem Quer schnitt im Nennmaßbereich von 0,5 bis 100 mm erfolgt nach dem bekanntem Stand der Technik so, daß zu nächst ein Normal-Endmaß, das heißt ein Endmaß mit definier ter, bekannter Länge zwischen zwei sich gegenüberstehende und fluchtend angeordne te induktive Meßtaster positioniert wird, die Meßflächen des Endmaßes zunächst mit dem einen, dann mit dem zweiten induktiven Meßtaster angetastet werden und die Meßergebnisse ausgelesen und gespeichert werden. In einem zweitem Meßschritt wer den unter Beibehaltung des Meßaufbaus und der äußeren Bedingungen in der gleichen Weise die maßlich zu prüfenden Parallelendmaße zwischen die beiden induktiven Meß taster positioniert und gemessen. Insofern erfolgt die Unterschiedsmessung zum Nor mal-Endmaß durch Übertragung der Länge vom Bezugsnormal auf das zu messende Endmaß.The calibration (dimensional check) of parallel gauge blocks with a rectangular cross Cut in the nominal size range from 0.5 to 100 mm is carried out according to the known status the technology in such a way that a normal gauge block, that is, a gauge block with define ter, known length between two opposing and aligned te inductive probe is positioned, the measuring surfaces of the gauge block with one, then touched with the second inductive probe and the Measurement results can be read out and saved. In a second measuring step who the same while maintaining the measurement setup and the external conditions Way the dimensionally to be checked parallel gauge blocks between the two inductive measuring button positioned and measured. In this respect, the difference measurement to the Nor Mal-gauge block by transferring the length from the reference standard to the one to be measured Gauge block.
Ein solches Verfahren ist beschrieben in LEMKE, Erwin: Fertigungsmeßtechnik, Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbaden, 1988, Seiten 16 bis 19. Zur Ausführung des Verfahrens werden sogenannte "vergleichende Prüfstände" verwendet, bei denen sich im Vergleich mit exakten Meßungen mit Hilfe von Interferenzkomparatoren Unter schiede von 0,01 µm ergeben, die jedoch für die Fertigungstechnik in der Regel genü gen.Such a method is described in LEMKE, Erwin: Produktionsmeßtechnik, Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig / Wiesbaden, 1988, pages 16 to 19. On the execution of the So-called "comparative test benches" are used in the process in comparison with exact measurements with the help of interference comparators sub differences of 0.01 µm, which are usually sufficient for manufacturing technology gene.
Trotz der Zuverlässigkeit und der geringen Meßunsicherheit dieses Verfahren liegt ein wesentlicher Nachteil darin, daß die induktiven Meßtaster nur in einem kleinen Meßbe reich (bis ±20 µm) eingesetzt werden können. Es ist deshalb für jedes zu kalibrierende Endmaß ein Bezugs normal mit gleichem Nennmaß erforderlich. Für die gängigen End maßsätze muß daher mindestens ein 122-teiliger Bezugsnormalsatz bereitgehalten werden. Für die Rekalibrierung dieser Normal-Endmaße fallen in regelmäßigen Zeitab ständen (in der Regel alle 1 bis 2 Jahre) relativ hohe Kosten an.Despite the reliability and the low measurement uncertainty, this method is a good one The main disadvantage is that the inductive probe only in a small Meßbe rich (up to ± 20 µm) can be used. It is therefore to be calibrated for each A standard reference gauge with the same nominal size is required. For the common end Therefore, at least one 122-part reference standard set must be available will. For the recalibration of these standard gauge blocks fall off at regular intervals would be (usually every 1 to 2 years) relatively high costs.
In SCHÜSSLER; H.-H.: Absolute Kalibrierung von Stufenendmaßen und Endmaßen mit einem zwei-achsigen Lasefinterfernmeter-Komparator. In: Technisches Messen 50. Jahrgang 1983 Heft 5, Seiten 191 bis 196 ist die Kalibrierung von Endmaßen mit einem zwei-achsigen Laserinterfernmeter-Komparator beschrieben. Dieser zwei-achsige Kom parator arbeitet nach dem Verschiebeprinzip und weist zu diesem Zweck eine symme trische, zwei-achsige Doppelstrahlanordnung innerhalb der Meßebene, doppelte Plan spiegelreflektion in beiden Lasermeßachsen und optische Überlagerung der Laserin formation auf. Die Antast- und Verfahrbewegungen werden durch ein CNC- Koordinatenmeßgerät mit automatischen Meßablauf durchgeführt, das auch die ge wünschte bidirektionale Antastkraft aufbringt, jedoch nicht als Meßeinrichtung benutzt wird. In SCHÜSSLER; H.-H .: Absolute calibration of step gauge blocks and gauge blocks with a two-axis laser remote meter comparator. In: Technical measurement 50. Year 1983, number 5, pages 191 to 196 is the calibration of gauge blocks with a described two-axis laser interferometer comparator. This two-axis comm parator works on the shift principle and has a symme for this purpose trical, two-axis double-beam arrangement within the measuring plane, double plan mirror reflection in both laser measuring axes and optical superimposition of the laser formation on. The probing and traversing movements are controlled by a CNC Coordinate measuring machine with automatic measuring process performed, which also the ge desired bidirectional probing force, but not used as a measuring device becomes.
Die hier dargestellte Verfahrensweise hat jedoch den Nachteil, daß die Kompensation der optischen Totstrecke des Lasers bei Nullpositionen über die Luftstrecke sowie die mechanische Totstrecke über dieselbe Distanz im Falle von thermischer Ausdehnung bei der Auswertung der Meßgrößen numerisch berücksichtigt werden muß.However, the procedure described here has the disadvantage that the compensation the optical dead distance of the laser at zero positions over the air distance as well as the mechanical dead distance over the same distance in the case of thermal expansion must be taken into account numerically when evaluating the measured variables.
Aus der DE-OS 42 36 042 A1 ist eine Verfahrensweise und eine "Anordnung zur auto matisierten Kompensation von elastischen Antastdeformationen bei Längenmeßtastern" bekannt. Dabei ist vorgesehen, daß eine Kombination aus einem Längenmeßtaster mit antriebsgesteuerter Tastbolzenverstellung und Meßkraftvariationen für mindestens zwei unterschiedliche Meßkräfte und einem Steuer- Rechen- Anzeigekomplex so gestal tet ist, daß aus den gegebenen Meßkraftverhältnissen des Längenmeßtasters für unter schiedliche Antastfälle ermittelbare Korrekturfaktoren in den Steuer- Rechen- Anzeige komplex eingebbar sind und die Meßwerte bei entsprechender Zuordnung so korrigiert werden, daß deformationsfreie Prüflingsmeßwerte angezeigt werden. Diese Anordnung beseitigt nicht die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik im Zusammenhang mit der Kalibrierung von Parallelendmaßen.DE-OS 42 36 042 A1 describes a procedure and an "arrangement for auto automated compensation of elastic probe deformations with length sensors " known. It is provided that a combination of a length probe with drive-controlled probe pin adjustment and measuring force variations for at least so two different measuring forces and a control-computing-display complex tet is that from the given measuring force ratios of the length probe for under different probing cases, ascertainable correction factors in the control, calculation and display can be entered in a complex manner and the measured values are corrected when assigned accordingly that deformation-free test specimen measurements are displayed. This arrangement does not eliminate the aforementioned drawbacks related to the prior art with the calibration of parallel gauge blocks.
In den Patentschriften DE 42 35 365 C2 und DE 42 35 366 C2 ist eine Längenmeßma schine dargestellt, die zur maßlichen Prüfung von Parallelendmaßen nutzbar ist. Hier mit ist es zwar möglich, ohne Umrüstung unterschiedliche Meßkräfte zu erzeugen und eine höhere Meßgenauigkeit zu erzielen, jedoch wird auch hierdurch nicht der Zeit- und Kostenaufwand für die Prüfung von Parallelendmaßen, die als Gebrauchsnormale in der Fertigung dienen, reduziert.In the patents DE 42 35 365 C2 and DE 42 35 366 C2 is a length measurement machine shown, which can be used for dimensional testing of parallel gauge blocks. Here with it is possible to generate different measuring forces and without retrofitting to achieve a higher measuring accuracy, but this also does not make the time and Cost of testing parallel gauge blocks, which are used in the Serve manufacturing, reduced.
Aus der DE 33 31 014 C2 ist eine Längenmeßvorrichtung, insbesondere zur Messung von Parallelendmaßen, bekannt, die aus einem Grundkörper mit einem Meßtisch, in dem ein erster Wegaufnehmer angeordnet ist, einer Verschiebeeinrichtung für die Parallelendmaße auf dem Meßtisch, die aus einem neben dem Meßtisch schwenk- und verschiebbar gelagerten Hebel mit einem Käfig besteht und bei der ein im Grundkörper längs verschiebbarer Meßschlitten vorgesehen ist, in dessen Führungsebene ein Ver stellsystem mit einem zweiten Wegaufnehmer befestigt ist. Mit dieser Längenmeßvor richtung ist zwar eine schnelle und genaue Positionierung der zu messenden Paralle lendmaße möglich, jedoch können auch damit nicht die o.g. Nachteile beseitigt werden, daß bei Einsatz induktiver Meßtaster für jedes zu kalibrierende Endmaß ein Bezugs normal mit gleichem Nennmaß erforderlich ist.DE 33 31 014 C2 describes a length measuring device, in particular for measuring of gauge blocks, known from a base body with a measuring table, in which is arranged a first displacement sensor, a displacement device for the Parallel gauge blocks on the measuring table, which can be swiveled from and next to the measuring table slidably mounted lever with a cage and one in the body longitudinally displaceable measuring slide is provided, in the guide plane of which a Ver setting system with a second displacement sensor is attached. With this length measuring device The direction is quick and precise positioning of the parallel to be measured dimensions are possible, but this also does not Disadvantages are eliminated, that when using inductive probes, a reference for each gauge block to be calibrated normal with the same nominal size is required.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der vorteilhaften Meßsi cherheit und Zuverlässigkeit das vorgenannte Verfahren so weiterzuentwickeln, daß damit eine weniger zeit- und kostenaufwendige Prüfung von Parallelendmaßen, insbe sondere die maßliche Prüfung von solchen Parallelendmaßen, die als Gebrauchsnormale z. B. der Kalibrierung von Meßschrauben, Meßschiebern oder anderweitigen Aufgaben im Maschinenbaubereich dienen, möglich ist.The invention has for its object while maintaining the advantageous Meßsi security and reliability to develop the above-mentioned method so that thus a less time-consuming and costly inspection of parallel gauge blocks, in particular in particular, the dimensional check of such gauge blocks, which are used as normal e.g. B. the calibration of micrometers, calipers or other tasks serve in mechanical engineering, is possible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe für ein gattungsgemäßes Verfahren dadurch gelöst, daß in einem ersten Meßschritt ein erstes Normal-Endmaß zwischen einem induktiven Meßtaster und einem hochauflösenden inkrementalen Meßtaster positioniert wird, wo bei die erste Meßfläche des Normal-Endmaßes dem induktiven Meßtaster und seine zweite Meßfläche dem inkrementalen Meßtaster zugewandt sind, daß nacheinander zunächst die erste Meßfläche mit dem inkrementalen Meßtaster und dann die zweite Meßfläche mit dem induktiven Meßtaster oder umgekehrt angetastet werden, daß die Meßwerte beider Taster zeitgleich ausgelesen, aus beiden Meßwerten der Differenzwert gebildet und der Differenzwert als Größe L₀ gespeichert wird, daß in einem zweitem Meßschritt unter weitgehend gleichen Meßbedingungen, die sowohl den Meßaufbau wie auch die äußeren Einflüsse betreffen, ein zweites Normal-Endmaß mit einer vom ersten Normal-Endmaß abweichenden Länge zwischen dem induktiven Meßtaster und dem hochauflösenden inkrementalen Meßtaster positioniert wird, wobei ebenfalls seine erste Meßfläche dem induktiven Meßtaster und seine zweiten Meßfläche dem inkre mentalen Meßtaster zugewandt sind, daß analog zum ersten Meßschritt nacheinander wiederum zunächst die erste Meßfläche mit dem inkrementalen Meßtaster und dann die zweite Meßfläche mit dem induktiven Meßtaster oder umgekehrt angetastet wer den, daß die Meßwerte beider Taster zeitgleich ausgelesen, aus beiden Meßwerten der Differenzwert gebildet und der Differenzwert als Größe L₁ gespeichert wird, daß für beide Normal-Endmaße nach der Beziehung N = R(1+α(T-20°C)) rechnerisch die Längen N₀ und N₁ ermittelt werden, die sich auf der Grundlage der Referenzmaße R₀ und R₁ bei 20°C unter Berücksichtigung der Meßtemperaturen T₀, T₁ und der Ausdehnungskoeffi zienten α₀, α₁ für beide Normal-Endmaße ergeben, daß die Größen N₀, N₁ gespeichert werden, daß die Größen L₀, L₁, N₀, N₁ einer Rechenschaltung zugeleitet werden, in wel cher eine Verknüpfung dieser Größen nach der BeziehungAccording to the invention, the object for a generic method is achieved by that in a first measuring step a first standard gauge between an inductive Probe and a high resolution incremental probe is positioned where at the first measuring surface of the standard gauge block the inductive probe and its second measuring surface facing the incremental probe that one after the other first the first measuring surface with the incremental probe and then the second Measuring surface with the inductive probe or vice versa that the Measured values of both buttons are read out simultaneously, the difference value from both measured values formed and the difference value is stored as a size L₀ that in a second Measuring step under largely the same measuring conditions, both the measurement setup as well as the external influences, a second standard gauge with one from first normal gauge block deviating length between the inductive probe and the high-resolution incremental probe is positioned, also his first measuring surface the inductive probe and its second measuring surface the incre mental probes are facing, that analog to the first measuring step in succession again first the first measuring surface with the incremental probe and then who touches the second measuring surface with the inductive probe or vice versa that that the measured values of both buttons are read out simultaneously from both measured values of the Differential value formed and the difference value is stored as a size L₁ that for both normal gauge blocks according to the relationship N = R (1 + α (T-20 ° C)) the lengths N₀ and N₁ are determined, which are based on the reference dimensions R₀ and R₁ 20 ° C taking into account the measuring temperatures T₀, T₁ and the coefficient of expansion cients α₀, α₁ for both normal gauge blocks indicate that the sizes N₀, N₁ are stored be that the sizes L₀, L₁, N₀, N₁ are supplied to a computing circuit, in wel linking these quantities according to the relationship
vorgenommen und das Ergebnis als Korrekturfaktor Δ zur linearen Fehlerkom pensation des Meßaufbaues gespeichert wird, daß in beliebig vielen weiteren Meß schritten von einer Anzahl zu prüfender Endmaße unterschiedlicher Längen unter wei testgehender Beibehaltung der Meßbedingungen, sowohl den Meßaufbau wie auch die äußeren Einflüsse betreffend, jeweils ein Endmaß zwischen den Meßtastern positioniert wird, wobei wiederum jeweils die erste Meßfläche dem induktiven Meßtaster und die zweite Meßfläche dem inkrementalen Meßtaster zugewandt sind, daß analog zu den ersten beiden Meßschritten zunächst die erste Meßfläche mit dem inkrementalen Meß taster und dann die zweite Meßfläche mit dem induktiven Meßtaster oder umgekehrt angetastet werden, daß die Meßwerte beider Taster zeitgleich ausgelesen, aus beiden Meßwerten der Differenzwert gebildet und der Differenzwert als Größe LN gespeichert wird, daß die Größen LN, L₀ und der Korrekturfaktor Δ einer zweiten Rechenschaltung zugeleitet werden, in welcher sie nach der Beziehung LN′=(LN-L₀)*Δ verknüpft werden und daß das Ergebnis LN′ als korrigierter, direkt ermittelter Meßwert des jeweils zu prüfenden Endmaßes ausgegeben wird.and the result is saved as a correction factor Δ for linear error compensation of the measurement setup, that in any number of further measurement steps from a number of gauge blocks to be tested of different lengths while maintaining the measurement conditions, both the measurement setup and the external influences, in each case Gauge between the measuring probes is positioned, again the first measuring surface facing the inductive measuring probe and the second measuring surface facing the incremental measuring probe, that, analogous to the first two measuring steps, first the first measuring surface with the incremental measuring probe and then the second measuring surface with the inductive one Probe or vice versa that the measured values of both probes are read out simultaneously, the difference value is formed from both measured values and the difference value is stored as size L N , that the sizes L N , L₀ and the correction factor Δ a between Not arithmetic circuit are supplied, in which they are linked according to the relationship L N '= (L N -L₀) * Δ and that the result L N ' is output as a corrected, directly determined measured value of the gauge block to be checked in each case.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß ausgehend von der Messung zweier Bezugsnormale, der Ermittlung einer Nullstellung und eines linearen Korrekturfaktors aus dieser Messung und dem Einstellen der Anzeige auf das von einem der Bezugs normale verkörperte Längenmaß sämtliche zu prüfenden Endmaße in einem großen Nennmaßbereich ohne zusätzliche Normale zu kalibrieren sind. Mit dem linearen Kor rekturfaktor werden Meßabweichungen korrigiert, die sich aufgrund der Einbauver hältnisse ergeben, wie Fluchtungsabweichung zwischen oberem und unteren Meßtaster und Rechtwinkligkeitsabweichungen von oberem und unterem Meßtaster zur Auflage fläche am Meßtisch. Mehr als zwei Bezugs normale können lediglich dann erforderlich sein, wenn Endmaße verschiedener Querschnitte, z. B. 9 mm*30 mm und 9 mm *35 mm als Abmessungen der Meßfläche, zu prüfen sind und diese Endmaße in Schablonen auf dem Meßtisch aufgenommen werden sollen; dann ist die Ermittlung der Nullstellung und des Korrekturfaktors getrennt für die Endmaß-Serien der verschiedenen Quer schnitte sinnvoll. So haben z. B. gemäß DIN 861, Teil 1, die Endmaße für den Nennmaß bereich 0,5 bis 10,1 mm den Querschnitt 9 mm*30 mm und die Endmaße für den Nennmaßbereich über 10,1 bis 1000 mm den Querschnitt 9 mm*35 mm. Je größer die Nennmaßdifferenz zwischen den im ersten und im zweiten Meßschritt vermessenen Normal-Endmaße ist, um so genauer ist das Ergebnis der Korrekturfaktorbestimmung. Die Ursache liegt darin, daß sich z. B. die Fluchtungsabweichung zwischen dem oberen und dem unteren Meßtaster über eine größere Höhendifferenz stärker bemerkbar macht als über eine kleinere und demzufolge auch genauer bestimmbar ist.The advantage of this method is that, based on the measurement of two reference standards, the determination of a zero position and a linear correction factor from this measurement and the setting of the display to the length dimension embodied by one of the reference standards, all final dimensions to be checked in a large nominal dimension range without additional Normal to be calibrated. With the linear correction factor, measurement deviations are corrected, which result from the installation conditions, such as misalignment between the upper and lower measuring probes and perpendicularity deviations from the upper and lower measuring probes to the bearing surface on the measuring table. More than two reference standards may only be required if gauge blocks of different cross sections, e.g. B. 9 mm * 30 mm and 9 mm * 35 mm as dimensions of the measuring surface, are to be checked and these gauge blocks are to be recorded in templates on the measuring table; then the determination of the zero position and the correction factor is useful separately for the gauge block series of the different cross sections. So z. B. according to DIN 861, Part 1, the gauge blocks for the nominal dimension range 0.5 to 10.1 mm, the cross section 9 mm * 30 mm and the gauge blocks for the nominal dimension range over 10.1 to 1000 mm, the cross section 9 mm * 35 mm . The greater the difference in nominal dimensions between the normal gauge blocks measured in the first and in the second measuring step, the more precise is the result of the correction factor determination. The reason is that z. B. makes the misalignment between the upper and lower probes more noticeable over a larger height difference than over a smaller one and can therefore also be determined more precisely.
Die Ermittlung der Nullstellung und des Korrekturfaktors sollte anhand der Mittenmaße erfolgen, d. h. durch Antasten der Mitte der jeweiligen Meßfläche. The determination of the zero position and the correction factor should be based on the center dimensions done, d. H. by touching the center of the respective measuring surface.
Als inkrementaler Taster zum Antasten der zweiten Meßfläche des zu prüfenden End maßes kann ein Längenmeßtaster mit einem Meßbereich von 0 bis 100 mm verwendet werden. Beide Meßtaster sollten elektronisch angesteuert werden.As an incremental button for probing the second measuring surface of the end to be tested a length probe with a measuring range from 0 to 100 mm can be used will. Both probes should be controlled electronically.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eine nicht lineare, auf den hochauflösenden inkrementalen Taster bezogene Fehlerkompensation vorgenommen wird. Dies bezüglich sollte vom Hersteller des Meßtasters eine Werkska librierung durch direkten Vergleich mit einem Laserinterferometer durchgeführt, die dabei ermittelten Längenmeßabweichungen in kleinen Meßschritten bestimmt und als Korrekturdatei mit dem Taster geliefert werden. Auf dieser Grundlage wird dann über die Auswertesoftware, die das erfindungsgemäße Verfahren unterstützt, während der Messung eine Korrektur der systematischen, nichtlinearen Längenmeßabweichungen des Meßtasters vorgenommen.A particularly advantageous embodiment of the invention is that one is not linear error compensation related to the high-resolution incremental button is made. This should refer to a Werkska from the manufacturer of the probe libration carried out by direct comparison with a laser interferometer, the thereby determined measuring deviations in small measuring steps and determined as Correction file can be delivered with the button. On that basis, then the evaluation software that supports the inventive method during the Measurement of a correction of the systematic, non-linear deviations in length of the probe.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß alle zu messenden Endmaße einer Temperaturkompensation unterzogen werden. Dazu können die zu prüfenden Endmaße vor der Messung auf einer Temperierplatte abgelegt werden.A further advantageous embodiment consists in the fact that all gauge blocks to be measured be subjected to temperature compensation. You can do this by checking Final gauges are placed on a temperature control plate before the measurement.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfah rens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß als unterer Meßtaster ein induktiver Meßta ster und als oberer Meßtaster ein mechanisch berührender inkrementaler Meßtaster mit gegenüber dem induktiven Meßtaster wesentlich größerem Meßbereich und mit über den gesamten Meßbereich gleichbleibender Auflösung vorgesehen ist, daß beide Meß taster mit einer elektronischen Meßwerterfassung ausgestattet und über einen Meß wertspeicher und eine Meßwertverarbeitung mit einer Meßwertausgabeeinheit verbun den sind und daß beide Meßtaster mit einer Ansteuereinheit gekoppelt sind.The invention further relates to an arrangement for performing the method rens, which is characterized in that an inductive Meßta ster and as a top probe a mechanically touching incremental probe with compared to the inductive probe much larger measuring range and with over the entire measuring range of constant resolution is provided that both measuring button equipped with an electronic data acquisition and a measurement value memory and a measured value processing combined with a measured value output unit are and that both probes are coupled to a control unit.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung zur maßlichen Prüfung von Parallelend maßen bestehen darin, daß der hochauflösende inkrementale Meßtaster mit einem op toelektronischen Maßstabmeßsystem und motorischem Tastbolzenantrieb versehen ist; daß als induktiver Meßtaster ein Axialmeßtaster mit pneumatischer Meßbolzenabhe bung ohne seitliche Krafteinwirkung auf die Meßbolzenführung mit einem Meßbereich von ±20 µm vorgesehen ist; daß in der Meßwertverarbeitung mindestens ein Diffe renzbildner zur Subtraktion zweier Meßwerte, eine Rechenschaltung nach der Bezie hungAdvantageous refinements of the arrangement for dimensional testing of parallel ends dimensions are that the high-resolution incremental probe with an op toelectronic measuring system and motorized stylus drive is provided; that as an inductive probe an axial probe with a pneumatic measuring pin Exercise without lateral force on the measuring pin guide with a measuring range of ± 20 µm is provided; that at least one Diff Limit generator for subtracting two measured values, a calculation circuit based on the relationship hung
mit L den gemessenen Längen der Endmaße und N den vorgegebenen Längen für die Endmaße, sowie eine Rechenschaltung der Beziehung N=R(1+α(T-20°C)) mit N der vor gegebenen Länge, R dem Referenzmaß des betreffenden Endmaßes bei einer Tempera tur von 20°C, α dem Ausdehnungskoeffizienten des Endmaßes und T der realen Meß temperatur vorgesehen sind; daß als hochauflösender inkrementaler Meßtaster ein Längenmeßtaster mit einem Meßbereich von 0 bis 100 mm vorgesehen ist, der über einen Glasmaßstab mit einer Gitterteilung von 8 µm verfügt, der über seinen gesamten Meßbereich eine konstante Meßkraft von 1 N aufweist, dessen Auflösung 10 nm be trägt, dessen Pinole aus einer speziellen Stahllegierung mit einem Ausdehnungskoeffi zienten von etwa 1 µm/m·K gefertigt ist und der mit einem integrierten Antriebsmotor ausgestattet ist; daß die Tasteransteuerung, die Meßwertspeicherung, die Meßwertver arbeitung und die Meßwertausgabe durch einen mit einer entsprechenden Software ausgerüsteten PC erfolgt; daß im PC eine Meßtasterkarte zur Meßwertverarbeitung für die Meßwerte des induktiven Meßtasters vorgesehen ist; daß der inkrementale Meßta ster in Zusammenwirkung mit der PC-Software über eine automatische Nennmaßerken nung verfügt und daß die Antastelemente der Meßtaster austauschbar sind.with L the measured lengths of the gauge blocks and N the specified lengths for the Gauges, as well as a calculation circuit of the relationship N = R (1 + α (T-20 ° C)) with N before given length, R the reference dimension of the relevant gauge block at a tempera of 20 ° C, α the coefficient of expansion of the gauge block and T of the real measurement temperature are provided; that as a high-resolution incremental probe Length measuring probe with a measuring range of 0 to 100 mm is provided, which over has a glass scale with a grating of 8 µm, which extends over its entire Measuring range has a constant measuring force of 1 N, the resolution of 10 nm be carries, the quill made of a special steel alloy with an expansion coefficient is made of about 1 µm / m · K and with an integrated drive motor Is provided; that the push button control, the measured value storage, the measured value ver work and the measured value output by a with appropriate software equipped PC is done; that in the PC a probe card for processing measured values for the measured values of the inductive probe are provided; that the incremental meas in cooperation with the PC software via an automatic nominal measurement tion and that the probing elements of the probe are interchangeable.
Nachfolgend werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße An ordnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, bei dem beide besonders vorteilhaft eingesetzt werden können.The method according to the invention and the method according to the invention are described below order explained in more detail using an exemplary embodiment, in which both particularly can be used advantageously.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings:
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Endmaß prüfgerätes. Fig. 1 is a schematic representation of the gauge block tester according to the invention.
In Fig. 1 ist ein Endmaßprüfplatz dargestellt, bestehend aus einem Gerätebett 1, einer an dem Gerätebett 1 angeordneten Säule 2, einem Meßtisch 3, einem induktiven Meß taster 4 und einem inkrementalen Meßtaster 5. Die beiden Meßtaster 4 und 5 sind übereinander und zueinander fluchtend angeordnet. Dabei ist der induktive Meßtaster 4 mit dem Gerätebett 1 fest verbunden und befindet sich in einem Durchbruch 6 des Meßtisches 3. Der inkrementale Meßtaster 5 ist über eine Schnell- und Feinverstellein richtung 7 in Richtung R beweglich mit der Säule 2 verbunden. Ein Endmaß 8 ist mit seiner zu messenden Länge l zwischen dem induktiven Meßtaster 4 und dem inkre mentalen Meßtaster S auf dem Meßtisch 3 positioniert. Das Endmaß 8 ist je nach Meß aufgabe- bzw. Meßschritt austauschbar, d. h. anstelle des Endmaßes 8 kann entspre chend der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ein Normal-Endmaß oder eines der zu prüfenden Endmaße angeordnet sein, wie im folgenden beschrieben wird.In Fig. 1, a gauge block is shown, consisting of a device bed 1 , a column 2 arranged on the device bed 1 , a measuring table 3 , an inductive probe 4 and an incremental probe 5 . The two measuring buttons 4 and 5 are arranged one above the other and in alignment with one another. The inductive probe 4 is firmly connected to the device bed 1 and is located in an opening 6 in the measuring table 3 . The incremental probe 5 is connected via a quick and Feinverstellein device 7 in the R direction to the column 2 . A gauge block 8 is positioned with its length l to be measured between the inductive probe 4 and the incremental probe S on the measuring table 3 . The gauge block 8 is interchangeable depending on the measurement task or measuring step, ie instead of the gauge block 8 , a standard gauge block or one of the gauge blocks to be tested can be arranged accordingly to the method steps according to the invention, as will be described below.
Als induktiver Meßtaster 4 ist ein Axialmeßtaster mit pneumatischer Meßbolzenabhe bung ohne seitliche Krafteinwirkung auf die Meßbolzenführung vorgesehen. Der Meß bereich des induktiven Meßtasters 4 beträgt ±20 µm.As an inductive measuring probe 4 , an axial measuring probe with pneumatic measuring pin removal is provided without lateral force acting on the measuring pin guide. The measuring range of the inductive probe 4 is ± 20 microns.
Als inkrementaler Meßtaster 5 ist ein Längenmeßtaster mit einem Meßbereich von 0 bis 100 mm vorgesehen, der über einen Glasmaßstab mit einer Gitterteilung von 8 µm verfügt, der über seinen gesamten Meßbereich eine konstante Meßkraft von 1 N auf weist und dessen Auflösung 10 nm beträgt. Die Pinole des inkrementalen Meßtasters 5 ist aus einer speziellen Stahllegierung gefertigt, die einen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 1 µm/m·K aufweist. Der inkrementale Meßtaster 5 ist mit einem integrierten Antriebsmotor ausgestattet.A length measuring probe with a measuring range from 0 to 100 mm is provided as an incremental measuring probe 5 , which has a glass scale with a grating pitch of 8 µm, which has a constant measuring force of 1 N over its entire measuring range and whose resolution is 10 nm. The sleeve of the incremental probe 5 is made of a special steel alloy, which has an expansion coefficient of about 1 µm / m · K. The incremental probe 5 is equipped with an integrated drive motor.
Der Endmaßprüfplatz ist an einen Personalcomputer (PC) 9 angeschlossen. Damit sind keine speziellen Meßeinheiten erforderlich; die Anzeige der Meßwerte erfolgt auf dem Monitor des PC 9. Im PC 9 sind eine Zählerkarte, Meßkarten für den inkrementalen wie auch für den induktiven Meßtaster sowie eine Motorsteuerungskarte vorgesehen. Des weiteren befindet sich im PC 9 eine Ansteuerkarte für die Vakuumpumpe 10, die zum Abheben des induktiven Meßtasters 5 vorgesehen ist. Weiterhin ist ein Temperatur meßgerät 11 vorhanden, welches eingangsseitig mit Temperaturmeßstellen am End maßprüfplatz und am Endmaß 8 versehen und ausgangsseitig mit einer Schnittstelle am PC 9 verbunden ist. Zum Betreiben des Endmaßprüfplatzes ist eine im PC 9 zu ver wendende Software vorgesehen, die folgende Aufgaben erfüllt:The gauge block is connected to a personal computer (PC) 9 . This means that no special measuring units are required; The measured values are displayed on the PC 9 monitor. A counter card, measuring cards for the incremental as well as for the inductive probe as well as a motor control card are provided in the PC 9 . Furthermore, there is a control card for the vacuum pump 10 in the PC 9 , which is provided for lifting the inductive probe 5 . Furthermore, there is a temperature measuring device 11 , which is provided on the input side with temperature measuring points at the end dimension test station and at the end dimension 8 and is connected on the output side to an interface on the PC 9 . A software to be used in PC 9 is provided to operate the gauge block, which performs the following tasks:
- - Initialisieren und Auslesen der Steuerkarten und Anzeigen der Aktuellen Meßpo sition,- Initialize and read out the control cards and display the current measuring point sition,
- - Initialisieren und laufende Steuerung des Motors zur Positionsänderung des in krementalen Meßtasters 5 mit Stillstandsregelung,- Initialization and ongoing control of the motor for changing the position of the incremental probe 5 with standstill control,
- - Initialisieren und Auslesen der Temperaturmeßeinrichtung 11, Kompensation der Abweichung von der Bezugstemperatur für die Temperaturmeßstellen sowie des Einflusses zeitlicher und räumlicher Temperaturgradienten,Initializing and reading out the temperature measuring device 11 , compensation of the deviation from the reference temperature for the temperature measuring points and the influence of temporal and spatial temperature gradients,
- - gleichzeitige Übernahme der Meßwerte vom induktiven und inkrementalen Meß taster 4, 5 mit linearer und nichtlinearer Fehlerkompensation und Berechnung der gemessenen Länge LN des kalibrierten Endmaßes, - Simultaneous acceptance of the measured values from the inductive and incremental measuring buttons 4 , 5 with linear and non-linear error compensation and calculation of the measured length L N of the calibrated gauge block,
- - On-Line-Verarbeitung beider Meßwerte, automatisches Erkennen des Nennmaßes und Ausgabe der Abweichung des Mittenmaßes vom Nennmaß, gegebenenfalls Berechnung der Abweichungsspanne und Einstufung des Endmaßes in einen Ge nauigkeitsgrad,- On-line processing of both measured values, automatic recognition of the nominal size and output of the deviation of the mean dimension from the nominal dimension, if necessary Calculation of the deviation range and classification of the gauge block into a Ge degree of accuracy,
- - Korrektur der Abplattung vom induktiven und inkrementalen Meßtaster 4, 5 ab hängig vom Werkstoff des zu kalibrierenden Endmaßes,- correction of the flattening of the inductive and incremental probes 4 , 5 depending on the material of the gauge block to be calibrated,
- - Bereitstellen von Funktionen zur Kalibrierung und Einstellung des Meßsystems (Ermittlung der Faktoren für die lineare Fehlerkompensation).- Provision of functions for calibration and setting of the measuring system (Determination of the factors for the linear error compensation).
Insbesondere im Hinblick auf die Verarbeitung der gemessenen Werte L, der vorgebba ren Größen N und der Ermittlung der gewünschten Ergebnisse Δ, LN hat die Compu tersoftware insbesondere die Beziehungen:In particular with regard to the processing of the measured values L, the predeterminable quantities N and the determination of the desired results Δ, L N , the computer software has in particular the relationships:
- - Differenzbildung aus den Meßwerten L und- Difference formation from the measured values L and
- - N = R(1+α(T-20°C)) zu erfüllen.- N = R (1 + α (T-20 ° C)) to fulfill.
Hierin bedeuten L die gemessenen Längen der Endmaße, N die vorgegeben Längen für die Endmaße, R die Referenzmaße eines betreffenden Endmaßes bei einer Tempe ratur von T=20°C, α den Ausdehnungskoeffizienten des Endmaßmaterials und T die Temperaturmeßwerte.Here L means the measured lengths of the gauge blocks, N the specified lengths for the gauge blocks, R the reference dimensions of a relevant gauge block for a temperature rature of T = 20 ° C, α the expansion coefficient of the final dimension material and T die Temperature readings.
Sollen beim Betreiben des Endmaßprüfplatzes Parallelendmaße einer Werkskalibrie rung unterzogen werden, so wird in einem ersten Meßschritt ein erstes Normal- Endmaß mit einer Nennlänge von 30 mm zwischen dem induktiven Meßtaster 4 und dem inkrementalen Meßtaster 5 auf dem Meßtisch 3 positioniert. Dabei ist die erste Meßfläche des Normal-Endmaßes dem induktiven Meßtaster 4 und die zweite Meßflä che dem inkrementalen Meßtaster 5 zugewandt. Dann wird zunächst die erste Meß fläche mit dem inkrementalen Meßtaster 5 angetastet und danach die zweite Meßflä che mit dem induktiven Meßtaster 4. Die Meßergebnisse von beiden Meßtastern 4, 5 werden im wesentlichen zeitgleich ausgelesen, aus beiden Meßergebnissen der Diffe renzwert gebildet und dieser als Größe L₀ über die PC-Software abgespeichert. If parallel gauge blocks are to be subjected to a factory calibration when operating the gauge block test station, a first standard gauge block with a nominal length of 30 mm is positioned between the inductive probe 4 and the incremental probe 5 on the measuring table 3 in a first measuring step. The first measuring surface of the standard gauge block faces the inductive probe 4 and the second measuring surface che faces the incremental probe 5 . Then first the first measuring surface is touched with the incremental probe 5 and then the second measuring surface with the inductive probe 4 . The measurement results from both probes 4 , 5 are read out essentially at the same time, the difference value is formed from both measurement results and this is stored as size L₀ via the PC software.
In einem zweiten Meßschritt, der unter weitestgehend gleichen Meßbedingungen vor genommen werden sollte, wird ein zweites Normal-Endmaß mit einer Nennlänge, die vom ersten Normal-Endmaß verschieden ist und beispielsweise 70 mm beträgt, zwi schen die beiden Meßtaster 4, 5 auf dem Meßtisch 3 positioniert. Dabei ist seine erste Meßfläche ebenfalls dem induktivem Meßtaster 4 und seine zweite Meßfläche dem in krementalen Meßtaster 5 zugewandt. Wiederum wird jetzt nacheinander zunächst die erste Meßfläche mit dem inkrementalen Meßtaster 5 und dann die zweite Meßfläche mit dem induktiven Meßtaster 4 angetastet. Beide Meßwerte werden wie beim ersten Meßschritt zeitgleich ausgelesen, aus den beiden Meßwerten wird ein Differenzwert gebildet und dieser Differenzwert als Größe L₁ abgespeichert.In a second measuring step, which should be carried out under largely the same measuring conditions, a second standard gauge block with a nominal length, which is different from the first standard gauge block and is, for example, 70 mm, is between the two measuring buttons 4 , 5 on the measuring table 3 positioned. Its first measuring surface is also facing the inductive probe 4 and its second measuring surface is facing the incremental probe 5 . Again, the first measuring surface is now successively touched with the incremental probe 5 and then the second measuring surface with the inductive probe 4 . Both measured values are read out simultaneously as in the first measuring step, a difference value is formed from the two measured values and this difference value is stored as size L 1.
Unabhängig von diesen beiden Meßschritten werden für das erste Normal-Endmaß nach der Beziehung N = R(1+α(T-20°C)) rechnerisch die Länge N₀ und für das zweite Normal-Endmaß die Länge N₁ ermittelt, wobei die Referenzmaße R₀ für das erste Nor mal-Endmaß und R₁ für das zweite Normal-Endmaß einzusetzen sind. Die Referenz maße beziehen sich dabei jeweils auf eine Temperatur von 20°C. Bei der Berechnung werden die Meßtemperaturen T₀ und T₁ sowie die für das jeweilige Normal-Endmaß zu treffenden Ausdehnungskoeffizienten α₀ und α₁ berücksichtigt. Die ermittelten Größen N₀ und N₁ werden ebenfalls gespeichert. In der weiteren Folge werden mittels der Rechnersoftware die Größen L₀, L₁, N₀ und N₁ gemäß der BeziehungRegardless of these two measuring steps for the first normal gauge block according to the relationship N = R (1 + α (T-20 ° C)) the length N₀ and for the second Normal gauge block determines the length N₁, the reference dimensions R₀ for the first Nor times gauge block and R₁ are to be used for the second standard gauge block. The reference dimensions refer to a temperature of 20 ° C. At the calculation are the measuring temperatures T₀ and T₁ and those for the respective standard gauge block to take into account expansion coefficients α₀ and α₁. The determined Sizes N₀ and N₁ are also saved. In the further sequence, means the computer software the sizes L₀, L₁, N₀ and N₁ according to the relationship
miteinander verknüpft und das Rechenergebnis wird als Korrekturfaktor Δ gespei chert. Somit steht nun Δ als Korrekturfaktor zur linearen Fehlerkompensation für wei tere Messungen bereit.linked with each other and the calculation result is saved as correction factor Δ chert. Thus, Δ now stands for white as a correction factor for linear error compensation ready measurements.
In beliebig vielen weiteren Meßschritten können jetzt die zu prüfenden Endmaße ei ner Werkskalibrierung unterzogen werden. Dazu werden die zu prüfenden Endmaße, die entsprechend dem Längenmeßbereich des inkrementalen Tasters unterschiedliche Längen aufweisen können, nacheinander auf den Meßtisch zwischen dem induktiven Meßtaster 4 und dem inkrementalen Meßtaster 5 positioniert, wobei jeweils die erste Meßfläche des zu prüfenden Endmaßes dem induktiven Meßtaster und die zweite Meßfläche dem inkrementalen Meßtaster zugewandt sind. Bei jedem zu messenden Endmaß wird ebenso wie bei den ersten beiden Meßschritten nacheinander zunächst die erste Meßfläche mit dem inkrementalen Meßtaster, dann die zweite Meßfläche mit dem induktiven Meßtaster angetastet. Die Ansteuerung erfolgt dabei jeweils durch die PC-Software über die Motoransteuerungskarte für den inkrementalen Meßtaster 5 bzw. über die Ansteuerkarte für die Vakuumpumpe 10 auf den induktiven Meßtaster. Auch hier sollten die Meßbedingungen weitestgehend beibehalten bleiben. Für jedes zu prüfende Endmaß werden die Meßwerte beider Taster zeitgleich ausgelesen, aus den beiden Meßwerten der Differenzwert gebildet und dieser als Größe LN gespei chert. Die für das jeweilige Endmaß ermittelte Größe LN wird mit der im ersten Meß schritt gewonnenen Größe L₀ und mit dem Korrekturfaktor Δ mittels der Software nach der Beziehung LN′= (LN - L₀)*Δ verknüpft und das Ergebnis LN′ dieser Verknüp fung wird als korrigierter, direkt ermittelter Meßwert dem jeweiligen Endmaß zu ge ordnet.The final dimensions to be checked can now be subjected to a factory calibration in any number of further measuring steps. For this purpose, the gauge blocks to be tested, which can have different lengths depending on the length measuring range of the incremental probe, are successively positioned on the measuring table between the inductive probe 4 and the incremental probe 5 , the first measuring surface of the gauge block to be checked being the inductive probe and the second Measuring surface facing the incremental probe. For each gauge block to be measured, just like in the first two measuring steps, first the first measuring surface is touched with the incremental probe, then the second measuring surface with the inductive probe. The control is carried out in each case by the PC software via the motor control card for the incremental probe 5 or via the control card for the vacuum pump 10 on the inductive probe. Here too, the measurement conditions should be largely maintained. For each gauge block to be checked, the measured values of both buttons are read out simultaneously, the difference value is formed from the two measured values and this is stored as quantity L N. The size L N determined for the respective gauge block is linked with the size L₀ obtained in the first measurement step and with the correction factor Δ using the software according to the relationship L N ′ = (L N - L₀) * Δ and the result L N ′ of this Linking is assigned to the respective gauge block as a corrected, directly determined measured value.
Wird in der praktischen Anwendung beispielsweise ein 122-teiliger Normalsatz für Endmaße (nach DIN 861, Teil 1) kalibriert, so ist zu beachten, daß die Querschnitte der Endmaße mit den Nennmaßen 0,5 mm bis 10,1 mm kleiner sind als die Endmaße mit dem Nennmaß über 10,1 mm und größer. Das ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Endmaße in einer Schablone auf dem Meßtisch aufgenommen werden. Sol che Schablonen dienen in der Praxis häufig nicht nur der Aufnahme der Endmaße, sondern auch zu ihrer Verschiebung in vorbestimmte Meßpositionen.For example, a 122-part standard set for Gauges calibrated (according to DIN 861, part 1), please note that the cross sections of the Gauge blocks with the nominal dimensions of 0.5 mm to 10.1 mm are smaller than the gauge blocks with the nominal size over 10.1 mm and larger. This is particularly important when the gauge blocks are recorded in a template on the measuring table. Sol In practice, templates are often used not only to record the final dimensions, but also for their displacement into predetermined measuring positions.
Claims (16)
- - daß in einem ersten Meßschritt ein erstes Normal-Endmaß zwischen einem in duktiven Meßtaster (4) und einem hochauflösenden inkrementalen Meßtaster (5) positioniert wird, wobei die erste Meßfläche des Normal-Endmaßes dem indukti ven Meßtaster (4) und seine zweite Meßfläche dem inkrementalen Meßtaster (5) zu gewandt sind
- - daß nacheinander zunächst die erste Meßfläche des ersten Normal-Endmaßes mit dem inkrementalen Meßtaster (4) und dann die zweite Meßfläche mit dem induk tiven Meßtaster (5) oder umgekehrt angetastet werden,
- - daß die Meßwerte beider Taster (4, 5) zeitgleich ausgelesen, aus beiden Meßwer ten der Differenzwert gebildet und der Differenzwert als Größe L₀ gespeichert wird,
- - daß in einem zweitem Meßschritt unter weitgehend gleichen Meßbedingungen, die sowohl den Meßaufbau wie auch die äußeren Einflüsse betreffen, ein zweites Normal-Endmaß mit einer vom ersten Normal-Endmaß abweichenden Länge l zwi schen dem induktiven Meßtaster (4) und dem hochauflösenden inkrementalen Meßtaster (5) positioniert wird, wobei ebenfalls seine erste Meßfläche dem in duktiven Meßtaster (4) und seine zweiten Meßfläche dem inkrementalen Meßta ster (5) zugewandt sind,
- - daß analog zum ersten Meßschritt nacheinander zunächst die erste Meßfläche des zweiten Normal-Endmaßes mit dem inkrementalen Meßtaster (5) und dann die zweite Meßfläche mit dem induktiven Meßtaster (4) oder umgekehrt angeta stet werden,
- - daß die Meßwerte beider Taster (4, 5) zeitgleich ausgelesen, aus beiden Meßwer ten der Differenzwert gebildet und der Differenzwert als Größe L₁ gespeichert wird,
- - daß für die beiden Normal-Endmaße gemäß N = R(1+α(T-20°C)) rechnerisch die Längen N₀ und N₁ ermittelt werden, die sich auf der Grundlage der Referenzmaße R₀ und R₁ bei 20°C unter Berücksichtigung der Meßtemperaturen T₀, T₁ und der Ausdehnungskoeffizienten α₀, α₁ für beide Normal-Endmaße ergeben,
- - daß die Größen N₀, N₁ gespeichert werden,
- - daß die Größen L₀, L₁, N₀, N₁ einer Rechenschaltung zugeleitet werden, in welcher eine Verknüpfung dieser Größen nach der Beziehung vorgenommen und das Ergebnis als Korrekturfaktor Δ zur linearen Fehlerkom pensation des Meßaufbaues gespeichert wird,
- - daß in beliebig vielen weiteren Meßschritten von einer entsprechenden Anzahl zu prüfender Endmaße unterschiedlicher Längen l unter weitestgehender Beibehal tung der Meßbedingungen, sowohl den Meßaufbau wie auch die äußeren Einflüs se betreffend, jeweils eines der Endmaße zwischen den Meßtastern (4, 5) posi tioniert wird, wobei wiederum jeweils die erste Meßfläche dem induktiven Meßta ster (4) und die zweite Meßfläche dem inkrementalen Meßtaster (5) zugewandt sind,
- - daß analog zu den ersten beiden Meßschritten zunächst die erste Meßfläche mit dem inkrementalen Meßtaster (5) und dann die zweite Meßfläche mit dem induk tiven Meßtaster (4) oder umgekehrt angetastet werden,
- - daß die Meßwerte beider Taster (4, 5) zeitgleich ausgelesen, aus beiden Meßwer ten der Differenzwert gebildet und der Differenzwert als Größe LN gespeichert wird,
- - daß die Größen LN, L₀ und der Korrekturfaktor Δ einer zweiten Rechenschaltung zugeleitet werden, in welcher sie nach der Beziehung LN′=(LN-L₀)*Δ verknüpft werden und
- - daß das Ergebnis LN′ als korrigierter, direkt ermittelter Meßwert des jeweiligen Endmaßes ausgegeben wird.
- - That in a first measuring step, a first standard gauge between a in ductive probe ( 4 ) and a high-resolution incremental probe ( 5 ) is positioned, the first measuring surface of the gauge block the inductive probe ( 4 ) and its second measuring surface incremental probe ( 5 ) are facing
- - That first the first measuring surface of the first standard gauge block is touched with the incremental probe ( 4 ) and then the second measuring surface with the inductive probe ( 5 ) or vice versa,
- - That the measured values of both buttons ( 4 , 5 ) are read out at the same time, the difference value is formed from both measured values and the difference value is saved as size L₀,
- - That in a second measuring step under largely the same measuring conditions, which affect both the measurement setup and the external influences, a second normal gauge block with a length l different from the first normal gauge block between the inductive probe ( 4 ) and the high-resolution incremental probe ( 5 ) is positioned, its first measuring surface also facing the inductive measuring probe ( 4 ) and its second measuring surface facing the incremental measuring probe ( 5 ),
- - that, analogously to the first measuring step, first the first measuring surface of the second standard gauge block is successively turned on with the incremental measuring probe ( 5 ) and then the second measuring surface with the inductive measuring probe ( 4 ) or vice versa,
- - That the measured values of both buttons ( 4 , 5 ) are read out simultaneously, the difference value is formed from the two measured values and the difference value is stored as a variable L 1,
- - That for the two normal gauge blocks according to N = R (1 + α (T-20 ° C)) the lengths N₀ and N₁ are calculated, which are based on the reference dimensions R₀ and R₁ at 20 ° C taking into account the Result in measuring temperatures T₀, T₁ and the expansion coefficient α₀, α₁ for both standard gauge blocks,
- - That the sizes N₀, N₁ are stored,
- - That the sizes L₀, L₁, N₀, N₁ are fed to a computing circuit in which a link of these sizes according to the relationship and the result is saved as a correction factor Δ for linear error compensation of the measurement setup,
- - That in any number of further measuring steps from a corresponding number of gauge blocks to be tested of different lengths l while largely maintaining the measuring conditions, both the measurement setup and the external influences regarding one of the gauge blocks between the probes ( 4 , 5 ) is positioned , again the first measuring surface facing the inductive measuring probe ( 4 ) and the second measuring surface facing the incremental measuring probe ( 5 ),
- - That, analogous to the first two measuring steps, first the first measuring surface with the incremental probe ( 5 ) and then the second measuring surface with the inductive probe ( 4 ) or vice versa,
- - That the measured values of both buttons ( 4 , 5 ) are read out simultaneously, the difference value is formed from both measured values and the difference value is stored as quantity L N
- - That the quantities L N , L₀ and the correction factor Δ are fed to a second arithmetic circuit in which they are linked according to the relationship L N '= (L N -L₀) * Δ and
- - That the result L N 'is output as a corrected, directly determined measured value of the respective gauge block.
- - daß als unterer Meßtaster ein induktiver Meßtaster (4) und als oberer Meßtaster ein mechanisch berührender inkrementaler Meßtaster (5) mit gegenüber dem in duktiven Meßtaster (4) wesentlich größerem Meßbereich und mit über den ge samten Meßbereich gleichbleibender Auflösung vorgesehen ist,
- - daß beide Meßtaster (4, 5) mit einer elektronischen Meßwerterfassung ausgestat tet und über einen Meßwertspeicher und eine Meßwertverarbeitung mit einer Meßwertausgabeeinheit verbunden sind und
- - daß beide Meßtaster (4, 5) mit einer Ansteuereinheit gekoppelt sind.
- - That as the lower probe an inductive probe ( 4 ) and as the upper probe a mechanically touching incremental probe ( 5 ) is provided with a significantly larger measuring range compared to the inductive probe ( 4 ) and with a constant resolution over the entire measuring range.
- - That both measuring buttons ( 4 , 5 ) are equipped with an electronic measured value acquisition and are connected to a measured value output unit via a measured value memory and a measured value processing unit
- - That both measuring buttons ( 4 , 5 ) are coupled to a control unit.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8330 | Complete disclaimer |