-
Verfahren zum Ermitteln von Unebenheiten mittels eines fötoelektrischen
jutokolliniationsfernrohres Die Erfindung betrifft ein Vorfahren zum Ermitteln von
Unebenheiten mittels eines fotoelektrischen Autokollimationsfernrohres, das elektrische
Meßwerte abgibt, die den auf Spiegelkippungen beruhenden Markenauslenkungen proportional
sind, und mit einer Einriohtung zum Anzeigen der Unebenheiten nach Maßgabe der Änderungen
der -Meßwerte.
-
Autokollimationsfernrohre zum Ermitteln von Unebenheiten sind bekannt.
Bei diesen wird eine Marke mittels eines auf dem Prüfling verschiebbaren Spiegels
beobachtbar auf sich selbst abgebildet, um kleine Richtungs- oder Neigungsänderungen
festzustellen. Solche auf Unebenheiten des Prüflings beruhenden Höhenänderungen
rufen Spiegelkippungen hervor, die zu Auslenkungen der reflektierten Marke von der
Bezugsmarke führen. Diese Auslenkungen, die den Spiegelkippungen proportional sind,
werden durch einen fotoelektrischen Wandler in proportionale elektrische Meßwerte
umgewandelt.
-
Diese elektrischen Meßwerte werden durch ein Anzeigegerät als Richtungs-
oder Neigungsänderungen sichtbar gemacht.
-
Die Anmelderin hat es hierbei als nachteilig empfunden, daß die angezeigten
Werte nicht ohne weiteres ein Maß für die Unebenheiten darstellen. Hierzu ist es
nämlich bisher erforderlich, aus den Meßwerten durch graphische Integration zunächst
eine Bezugslinie zu ermitteln und sodann anhand des Diagramms den tatsächlichen
Abstand der dazugehörigen Punkte von der Bezugslinie rechnerisch oder grafisch zu
Ermitteln. Diese Auswertung ist gegenüber dem eigentli
chen Meßvorgang
sehr zeitraubend und von der Sorgfalt des Auswertenden abhängig.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beheben.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß lul Ermitteln von Unebenheiten
mittels eines fotoelektrisohen utokollimationsfernrohres mit einer Einrichtung zur
Anzeigen der Un-Unebenheiten nach Maßgabe der Änderungen der Meßwerte in der Hauptsache
so verfahren wird, daß diese Einrichtung aus den auf den Markenauslenkungen beruhenden
ausgangs signalen des Autokollimationsfernrohres zunächst bei Bewegen des Spiegels
in der einen Richtung (Hingang) die Bezugslinie und danach beim Bewegen in der anderen
Richtung (Rückgang) die Ebenheitsabweichungen ermittelt. Äußerst ;weokmäßig ist
es, den Spiegel entlang einem Leitlineal zu bewegen, das an vorbestimmten Punkten
eine der jeweiligen Entfernung des Spiegels vom Autokollimationsfernrohr entsprechenden
Meßwert Eis X-Wert liefert. In weiterer Ausbildung der Erfindung werden beim Bewegen
des Spiegels in der einen Richtung (Hingang) an den vorbestimmten Punkten die auf
den Markenauslenkungen beruhenden Änderungen der elektrischen Meßwerte als Y-Werte
aufsummiert und ihr Endwert wird gespeichert. Sodann werden beim Bewegen des Spiegels
in der anderen Richtung (rückgang) die an den vorbestimmten Punkten anstehenden
Y-Werte von dem proportional der Spiegelentfernung verkleinerten Endwert abgesogen
und an einem Anzeige-bzwO Registriergerät als Höhenversetzungen angezeigt. Die Auswahl
der vorbestimmten Punkte kann so getroffen sein, daß der Meß- und Registriervorgang
kontinuierlich erfolgt.
-
Anhand von Zeichnungen die Erfindung nachstehend in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
-
Es zeigen: Fig. la) die Vermessung von Unebenheiten mittels eines
Autokolllmat40nsfernrohres im Prinzip, Fig. 1b) ein Diagramm der vom Autokollimator
enthaltenen Meßwerte im Winkelmaß, Fig. 1c) das Diagramm der integrierten Meßwerte
umgerechnet im Längenmaß, Fig. 1d) das Diagra, nach Fig. 1c) mit reduzierter Bezugslinie,
Fig. 2 in schematischer Darstellung einek Anordnung zur Durchführung des Verfahren
nach der Erfindung.
-
Zum Verständnis der Erfindung sei vorerst die Arbeitsweise eines ublichen
fotoelektrischen Autokollimationsfernrohres zur Messung kleiner Neigungsänderungen
z.B. an Führungsflächen von Werkzeugmaschinen erläutert.
-
Vie in Fig. ia) schematisch dargestellt ist, sendet das Autokollimationsfernrohr
1 einen Lichtstrahl 2 aus. Ein Spiegel 4, der mit seiner Basis von der Länge L auf
dem zu prüfenden Gegenstand 3 in drei Punkten verschiebbar aufliegt, wirft den Lichtstrahl/zurück.
Steht die Spiegel fläche des Spiegel. 4 senkrecht sur optisoten Achse des Fernrohres,
wird eine in diesem Fernrohr enthaltene Marke in sich selbst zurückgespiegelt. In
diesem Fall ist eine Unebenheit nicht vorhanden. Liegt eine Unebenheit aber vor,
so erfolgt an der betreffenden Stelle eine Verkippung der Spiegelfläche um einen
Winkel α. Diese Verkippung lenkt den
vom Spiegel zurückgeworfenen
Strahl und damit das Bild der in diesem Strahl enthaltenen Kollimationsmarke um
2 a ab.
-
Diese Auslenkungen werden durch einen im Fernrohr enthaltenen fotoelektrischen
Wandler in proportionale Meßwerte umgewandelt, die in einem nicht dargestellten
Anzeigegerät in der aus Fig. ib) ersichtlichen Art als Winkelmaß a sichtbar gemacht
werden.
-
Hier setzt die Erfindung ein.
-
Während es bisher zur Bestimmung der tatsächlichen Größe der ermittelten
Unebenheiten erforderlich war, die im Diagramm nach Fig. 1b) enthaltenen Meßwerte
im Winkelmaß rechnerisch oder graphisch zu integrieren und entsprechend der Spiegelbasis
in Längenmaße umzurechnen, um nach der Integration die Bezugslinie ermitteln zu
können (siehe Fig. 1c), und dodann die Bezugslinie mit der X-Achse in Deckung zu
bringen (Fig. 1d), um die tatsächliche Größe der Unebenheiten zu erhalten, fällt
diese Zeit und Sorgfalt beanspruchende Tätigkeit nunmehr dadurch fort, daß die Bezugslinie
selbsttätig allein dadurch ermittelt wird, daß der Spiegel 4 vom Autokollimationsfernrohr
1 nach Maßgabe der zu messenden Punkte entfernt wird. Die tatsächlichen Unebenheitsabweichungen
von dieser Bezugslinie werden sodann beim nachfolgenden Zurückführen des Spiegels
4 ebenso selbsttätig gewonnen.
-
Dies ist nachstehend anhand der Fig. 2 näher erläutert, die eine Anordnung
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zeigt.
-
Diese Anordnung weist ein fotoelektrisches Autokollimationsfernrohr
1 und einen Spiegel 4 auf, der auf P einem Prüfling in Richtung der optischen Achse
des Fernrohrs 1 entlang einem Leitlineal 5 bewegt werden kann, das an vorbestimmten
Stellen
z.B. mit Ohm'schen oder induktiven Widerständen versehen ist, um eine der jeweiligen
Entfernung des Spiegels vom Autolcollimationsfernrohrs proportionale Spannung als
X-Meßwert liefern zu können. Diese Meßwerte werden über einen Verstärker 6 einem
Registriergerät 7 zugeführt, um den Ort festzulegen, an dem der Spiegel 4 sich jeweils
befindet. Ein durch ein Steuergerät 9 regelbarer Motor 8 bewegt den Spiegel 4 auf
dem Prüfling entlang dem Leitlineal 5 in beiden Richtungen der optischen Achse des
Autokollimationsfernrdres.
-
Trifft der Spiegel 4 an den vorbestimmten Punkten des Leitlineals
5 auf Unebenheiten des Prüflings, wird er durch diese gekippt. Die hierdurch bewirkten
AuslenlUmgen der reflektierten Marke aus der optischen Achse werden durch den fotoelektrischen
Wandler des Autokollimationsfernrohres 1 in Meßwerte für ein Schaltgerät 10 und
ein Anzeigegerät umgewandelt.
-
Diese Geräte sind bekannter Art und sind in Verbindung mit einem ebenfalls
bekannten Integrator (12) so eingerichtet, daß dann, wenn der Spiegel 4 vom Autokollimationsfernrohr
1 fortbewegt wird, die an den vorbestimmten Punkten des Leitlineals 5 durch Spiegelkippungen
hervorgerufenen Winkelmeßwerte summiert, in Längenwerte umgeformt und ihr in der
Endstellung des Spiegels ermittelter Summenwert gespeichert werden. Durch diesen
Endwert und den Nullwert vor der ersten Messung ist die Bezugslinie festgelegt.
-
Wird der Spiegel von seiner Endstellung in die Ausgangsstellung zurückbewegt,
wird der gespeicherte Endwert nach Maßgabe der ar'i Leitlineal vorbestimmten Punkte
bzw. der von ihnen gelieferten X-Meßwerte proportional verkleinert. Die proportional
zu X verkleinerten Y-Bezugswerte werden den vom photoelektrischen Wandler gelieferten,
rüokwWrt integrierten Y-Meßwerten gegengesohaltet und einem Anzeigeinstrument zugeführt.
Dieses zeigt sodann die tatsächliohe Hflhenversetzung an.