DE2034635C3

DE2034635C3 - Device for determining position and / or dimensional deviations

Info

Publication number: DE2034635C3
Application number: DE19702034635
Authority: DE
Inventors: Edwin Dr.-Ing. Ddr 8010 Dresden Nordmann
Original assignee: Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
Current assignee: Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
Priority date: 1970-07-13
Filing date: 1970-07-13
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE2034635A1; DE2034635B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Bestimmen von Lage- und/oder Maßabweichungen von Werkstücken gegenüber vorgegebenen Sollmaßen auf spanenden Werkzeugmaschinen, insbesondere Koordinatenbohrmaschinen nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 3.The invention relates to a device for determining positional and / or dimensional deviations of workpieces compared to specified nominal dimensions on cutting machine tools, in particular coordinate drilling machines according to the preamble of claims 1 and 3.

Diese aus der GB-PS 9 03 385 bekannte Einrichtung dient im wesentlichen zum Zentrieren von Werkzeugmaschinenspindeln gegenüber in weiter zu bearbeitenden Werkstücken bereits vorhandenen Bohrungen. Dabei ist der Tastkopf über eine axial bewegliche Stange und ein Kugelgelenk mit einer Meßeinrichtung verbunden, die seitliche Auslenkungen bzw. Schwenkbewegungen der Stange und damit des Tastkopfes in entsprechende elektrische Signale umwandelt. Der Tastkopf selbst besteht hingegen aus drei in einer Normalebene zur Achse der Stange um 120° versetzt angeordneten Fühlstiften, die federbelastet gegen ein im Inneren des Tastkopfes koaxial auf der in ihn hineinragenden Stange angeordnetes Kegelstück anliegen. Dieses insoweit vor allem bezüglich seiner Mechanik umständlich konstruierte Gerät ist daher für sehr genau und möglichst auch automatisch durchzuführende Messungen jedoch nur bedingt verwendbar.This device known from GB-PS 9 03 385 essentially serves to center machine tool spindles compared to existing holes in workpieces to be processed. The probe head is axially movable Rod and a ball joint connected to a measuring device, the lateral deflections or pivoting movements converts the rod and thus the probe head into corresponding electrical signals. Of the The probe head itself, however, consists of three offset by 120 ° in a normal plane to the axis of the rod arranged feeler pins, which are spring-loaded against an inside of the probe head coaxially on the inside of it protruding rod arranged cone piece rest. This in so far, especially with regard to his Mechanics with a cumbersome construction is therefore very precise and, if possible, also to be carried out automatically However, measurements can only be used to a limited extent.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Gerät so weiterzubilden, daß mit ihm eineThe invention is therefore based on the object of developing the known device so that with it a

ίο höhere Meßgenauigkeit und uneingeschränkte Automatisierbarkeit des Meßvorganges erzielbar istίο higher measuring accuracy and unlimited automation of the measuring process is achievable

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe bei dem als bekannt vorausgesetzten Gerät entweder dadurch gelöst, daß die Meßeinrichtung innerhalb des Tastkopfes angeordnet und der hier als konischer und die Stange koaxial umgebender Hohlkörper ausgebildete Fühler mit der Stange über Blattfedern verbunden ist oder daß der hier als konischer und die Stange koaxial umgebender Körper ausgebildete Fühler unmittelbar auf der Stange befestigt ist, daß zur seitlichen Auslenkbarkeit des Fühlers das Führungsgehäuse der Stange auf dem maschinenseitigen Anschlußteil des Gerätes in einer quer zur Längsachse des Gerätes verlaufenden Ebene über Wälzlager verschiebbar gelagei t ist, daß die Druckfeder auf die Stange mittelbar über einen im Anschlußteil koaxial geführten Bolzen mit einer in eine entsprechende stirnseitige Ausnehmung der Stange eingreifenden Kegelspitze wirkt und daß die Meßeinrichtung im Führungsgehäuse angeordnet ist.According to the invention, this task is either in the case of the device which is assumed to be known solved that the measuring device within the probe arranged and the sensor designed here as a conical hollow body coaxially surrounding the rod is connected to the rod via leaf springs or that the here as a conical and the rod coaxial surrounding body trained sensor is attached directly to the rod that to the side Deflectability of the sensor the guide housing of the rod on the machine-side connector of the Device displaceable in a plane running transversely to the longitudinal axis of the device via roller bearings It is possible that the compression spring acts indirectly on the rod Via a bolt which is guided coaxially in the connection part and has a corresponding recess on the end face the rod engaging cone tip acts and that the measuring device is arranged in the guide housing.

Bei diesen Lösungen entfallen also in die Genauigkeit des Geräts verbessernder Weise einerseits die spielbehafteten mechanischen Übertragungsglieder zwischen dem Fühler und der elektrischen Meßeinrichtung weitgehend und andererseits ist durch die koaxiale Anordnung der Stange und konische Ausbildung des Fühlers der Meßvorgang uneingeschränkt automatisierbar. In these solutions, on the one hand, the backlash-related ones are omitted in order to improve the accuracy of the device mechanical transmission links between the sensor and the electrical measuring device largely and on the other hand is due to the coaxial arrangement of the rod and the conical design of the Sensor, the measuring process can be fully automated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind im Führungsgehäuse zwei bei unterschiedlichen Axiallagen der Stange ansprechende Endschalter angeordnet. Mit diesen Endschaltern ist es bei automatischem Betrieb möglich, das axiale Einfahren des Tastkopfes in die Meßposition mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten, d. h. im Eil- und Schleichgang durchzuführen sowie nach Erreichen der Meßposition die Einfahrbewegung gänzlich abzuschalten.According to a preferred embodiment, there are two with different axial positions in the guide housing the rod responsive limit switch arranged. With these limit switches it is in automatic operation possible, the axial retraction of the probe head into the measuring position with two different speeds, d. H. to be carried out in rapid and creep speed as well as the retraction movement after reaching the measuring position to switch off completely.

Nachstehend werden anhand einer Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtTwo exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. In shows the drawings

so F i g. 1 ein Gerät mit paralleler Führung des Fühlers über Blattfedern,so F i g. 1 a device with parallel guidance of the sensor via leaf springs,

F i g. 2 den Schnitt A -B aus F i g. 1 und
F i g. 3 ein Gerät mit Führung des Tastkopfes am Anschlußteil.F i g. 2 shows the section A-B from FIG. 1 and
F i g. 3 a device with guidance of the probe head on the connector.

j. Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Gerät besitzt ein Führungsgehäuse 2 mit einem fest angeordneten Aufnahmekegel 1. Im Führungsgehäuse 2 ist in einer spielfreien Wälzlagerung 3 der Tastkopf 4 bis 8 angeordnet, der aus einer Stange 4 mit einer Meßeinrichtung 5 und einem topfartigen konischen Fühler 6 besteht, der an einem Befestigungskörper 7 auswechselbar angeordnet ist. Die Verbindung der Stange 4 mit dem Befestigungskörper 7 ist durch vier Blattfedern 8 hergestellt. In einer Bohrung der Stange 4 j. The device shown in Fig. 1 and 2 has a guide housing 2 with a fixedly arranged receiving cone 1. In the guide housing 2, the probe 4 to 8 is arranged in a play-free roller bearing 3, which consists of a rod 4 with a measuring device 5 and a pot-like conical sensor 6, which is arranged on a fastening body 7 so as to be exchangeable. The connection of the rod 4 to the fastening body 7 is established by four leaf springs 8. In a hole in the rod 4

Ί5 ist eine Druckfeder 9 und gegenüber dem dem Tastkopf 4 bis 8 abgewandten Ende der Stange 4 sind im ι ührungsgehäuse2zwei Endschalter 10,11 angeordnet. Die Wirkungsweise dieses Gerätes ist folgende:Ί5 is a compression spring 9 and opposite that of the probe head 4 to 8 facing away from the end of the rod 4 are arranged in ι ührungsgehäuse2zwei limit switches 10, 11. This device works as follows:

Wird in eine auszumessende Bohrung, die unter die Werkzeugspindel beispielsweise einer Bohrmaschine gebracht wurde, der nach allen Seiten um kleine Wege, die den zu erwartenden Abweichungen entsprechen, radial verlagerbare Fühler 6 eingeführt, so wird der Fühler 6 bei vorhandener Lageabweichung der Bohrung gegenüber der Achse der Bohrspindel und damit zur Bezugsachse der Meßeinrichtung verschoben.Is in a hole to be measured, which is under the tool spindle, for example a drilling machine was brought to all sides by small paths that correspond to the expected deviations, radially displaceable sensor 6 is introduced, the Sensor 6 if there is a positional deviation of the hole relative to the axis of the drilling spindle and thus to the The reference axis of the measuring device has been shifted.

Diese Verschiebung wird durch die z. B. aus induktiven Wegaufnehmern bestehende Meßeinrichtung 5 ermitteltThis shift is caused by the z. B. measuring device consisting of inductive displacement transducers 5 determined

Da die Meßelemente der Meßeinrichtung 5 in den Koordinatenrichtungen χ und y (Fig.2) angeordnet sind, wird die anteilige Verschiebung des Fühlers 6 in den Koordinateneinrichtungen ermittelt, wobei die Druckfeder 9 die hierzu erforderliche Meßkraft erzeugt. Wird der Tastkopf 4 bis 8 in eine Bohrung eingefahren, deren Durchmesser kleiner als der größte Durchmesser deb Fühlers 6 ist, können die Endschalter 10, 11 nacheinander durch die Stange 4 betätigt wt/den, wobei die Einfahrgeschwindigkeit zunächst mittels des Schalters 10 herabgesetzt und nach Erreichen der max. Anpreßkraft mittels des Schalters 11 schließlich vollständig gestoppt wird.Since the measuring elements of the measuring device 5 are arranged in the coordinate directions χ and y (FIG. 2), the proportional displacement of the sensor 6 in the coordinate devices is determined, the compression spring 9 generating the measuring force required for this. If the probe head 4 to 8 is inserted into a bore whose diameter is smaller than the largest diameter deb sensor 6, the limit switches 10, 11 can be actuated one after the other by the rod 4, the retraction speed initially being reduced by means of the switch 10 and afterwards When the maximum contact force is reached by means of switch 11, it is finally stopped completely.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Gerät besteht der Tastkopf 30,31,40,41 aus einer Stange 40 mit einem fest verbundenen Fühler 31, der in einem quer zur Längsachse des Gerätes über ein Wälzlager 22 verschiebbaren Führungsgehäuse 30 aufgenommen ist In einem Anschlußteil 32 ist in einer koaxialen BohrungIn the case of the FIG. 3, the probe head 30,31,40,41 consists of a rod 40 with a fixed connected sensor 31, which is in a transverse to the longitudinal axis of the device via a roller bearing 22 displaceable guide housing 30 is received In a connection part 32 is in a coaxial bore

33 eine Druckfeder 35 und ein sich gegen diese abstützender Bolzen 34 mit einer Kegelspitze 34' angeordnet In einer quer zur Längsachse liegenden Bohrung 36 des Anschlußteiles 32 ist ein Hebel 37 schwenkbar gelagert, dessen eines Ende in eine ringförmige Aussparung 38 des Bolzens 34 eingreift. Auf dem Anschlußteil 32 ist zwischen Aufnahmekegel und dem Hebel 37 eine Stellmutter 39 angeordnet.33 a compression spring 35 and one against this supporting bolt 34 with a cone tip 34 'arranged in a transverse to the longitudinal axis Bore 36 of the connecting part 32, a lever 37 is pivotably mounted, one end of which in a annular recess 38 of the bolt 34 engages. On the connection part 32 is between the receiving cone and an adjusting nut 39 is arranged on the lever 37.

Die Wirkungsweise dieses Gerätes ist folgende:
Zum Abgleichen der elektronischen oder pneumatischen Meßeinrichtung 14 wird das radial verschiebbare Führungsgehäuse 30 des Tastkopfes 30,31,40,41 durch den Bolzen 34, der mit seiner Spitze 34' in eine Zentrierungsbohrung der Stange 40 mittels der Feder 35 eingedrückt ist, gegenüber dem Anschlußteil 32 bei abgehobenem Tastkopf 30,31,40,41 zentriert.This device works as follows:
To adjust the electronic or pneumatic measuring device 14, the radially displaceable guide housing 30 of the probe 30,31,40,41 by the bolt 34, which is pressed with its tip 34 'in a centering hole of the rod 40 by means of the spring 35, opposite the connector 32 centered with the probe head 30,31,40,41 lifted.

Während der Messung selbst wird jedoch der BolzenHowever, during the measurement itself, the bolt

34 mittels des durch die Stellmutter 39 schwenkbaren Hebels 37 gegen die Feder 35 verstellt, so daß der Bolzen 34 den Tastkopf 30, 31, 40, 41 freigibt. Der Meßvorgang selbst ist daraufhin derselbe wie bei dem Gerät nach F i g. 1 und 2.34 adjusted by means of the pivotable by the adjusting nut 39 lever 37 against the spring 35, so that the Bolt 34 releases the probe head 30, 31, 40, 41. The measurement process itself is then the same as that Device according to FIG. 1 and 2.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for determining positional and / or dimensional deviations of workpieces opposite specified dimensions on cutting machine tools, in particular coordinate drilling machines, with an in the device by means of an axially movable in a guide housing and with a pretensioned compression spring loaded rod longitudinally displaceable guided probe head, its feeler is laterally deflectable and with an electrical measuring device detecting the deflection, thereby characterized in that the measuring device (5) arranged within the probe head (4 to 8) and here as a conical and the Rod (4) coaxially surrounding hollow body sensor (6) with the rod (4) via leaf springs (8) is connected

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that two different in the guide housing (2) Axial positions of the rod (4) responsive limit switches (10,11) are arranged.

3. Device for determining positional and / or dimensional deviations of workpieces opposite specified dimensions on cutting machine tools, in particular coordinate drilling machines, with an in the device by means of an axially movable in a guide housing and with a pretensioned compression spring loaded the rod along the displaceable probe head, its feeler is laterally deflectable and with an electrical measuring device detecting the deflection, thereby characterized in that the body formed here as a conical body and coaxially surrounding the rod (40) Sensor (31) is attached directly to the rod (40) that the lateral deflectability of the Sensor (31) the guide housing (30) of the rod (40) on the machine-side connecting part (32) of the Device displaceable in a plane running transversely to the longitudinal axis of the device via roller bearings (22) is mounted that the compression spring (35) on the rod (40) indirectly via a connection part (32) coaxially guided bolt (34) with one in a corresponding frontal recess of the rod (40) engaging cone tip (34 ') acts and that the measuring device (41) in the guide housing (30) is arranged.