DE2407042A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen des durchmessers, der unrundheit oder von schwingungen eines gegenstandes - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum messen des durchmessers, der unrundheit oder von schwingungen eines gegenstandesInfo
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Description
Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH Ο —8 MÖNCHEN 22
Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS 2407042
PATENTANWÄLTE 14, Februar 1974
VERKSTADSIEKNIK AB.
Vasteras, Schweden
Ploggatan 30
Vasteras, Schweden
Ploggatan 30
Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Durchmessers,
der ünrundheit oder von Schwingungen eines Gegenstandes
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Messen des Durchmessers, der Ünrundheit und von Schwingungen
eines Gegenstandes, z.B. eines Werkstücks.
Wenn Werkstücke, an deren Maßgenauigkeit hohe Anforderungen
gestellt werden, z.B. durch Drehen oder Rundschleifen bearbeitet werden, ist es sehr erwünscht, Vorrichtungen
zum Übertragen von Durchmessermeßwerten zur Verfügung zu haben, die es ermöglichen, auf Grund von Meßwerten
den Bearbeitungsvorgang zu steuern. Es sind bereits verschiedene Bauarten solcher Meßwert-Übertragungsvorrichtungen
bekannt, die sich seit langer Zeit in Gebrauch befinden. Bei diesen bekannten Vorrichtungen sind zwei Meßspitzen
vorhanden, die in mechanischer Berührung mit einander diametral gegenüberliegenden Punkten auf dem Werkstück
stehen. Bei diesen Meßwert-Übertragungsvorrichtungen besteht ein Nachteil darin, daß sich die Meßspitzen abnutzen,
und daß die Meßgenauigkeit durch eine vorhandene Ünrundheit des Werkstücks und/oder Schwingungen beeinträchtigt wird.
Ferner sind pneumatische Meßwert-Übertragungsvorrichtungen bekannt, bei denen berührungsfreie Blasdüsen vorhanden
sind, die" in einem Abstand von etwa 1 mm von dem zu messenden Gegenstand angeordnet sind und sich daher nicht abnutzen
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können. Bei diesen beiden Arten bekannter Vorrichtungen ergibt sich jedoch ferner der Nachteil, daß ihr Meßbereich
nur eine Größe von etwa 1 mm in der Umgebung eines vorher eingestellten Wertes hat. Daher ist es nicht möglich, eine
solche Meßvorrichtung längs einer das Werkstück bildenden Welle oder dergleichen zu verstellen, die Schultern oder
Absätze aufweist, oder deren Durchmesser sich in Richtung der Längsachse auf andere Weise ändert. Außerdem kann in
manchen Fällen das Vorhandensein von Keilnuten und dergleichen die Durchführung von Messungen unmöglich machen.
Optische Verfahren zum Messen von Durchmessern weisen zwar nicht die vorstehend genannten Nachteile auf,
doch haften ihnen andere Nachteile an. Als Beispiel sei ein bekanntes Verfahren genannt, bei dem die Umrißform des
zu messenden Gegenstandes auf dem Bildschirm einer Vidikonröhre sichtbar gemacht und der Durchmesser dann durch Analysieren
des Videosignals ermittelt wird. In diesem Fall muß die Vorrichtung von äußerst starrer Konstruktion sein,
denn anderenfalls würden die Meßergebnisse durch sämtliche Relativbewegungen beeinflußt, welche die optischen Teile
ausführen.
Bei einem anderen bekannten System wird ein dünner Lichtstrahl gegenüber dem zu messenden Gegenstand bewegt,
und es wird die Strecke gemessen, längs welcher der Lichtstrahl durch den Gegenstand abgeschirmt wird. Bei diesem
Verfahren darf der zu messende Gegenstand während der Messung
keine Bewegung ausführen.
Bei einer dritten bekannten Meßvorrichtung wird der zu messende Gegenstand durch zwei parallele Lichtstrahlen
beleuchtet, die eine Translationsbewegung ausführen können, so daß zwei einander diametral gegenüberliegende Teile
der Umrißform des Gegenstandes als Basis für die Messung benutzt werden. In diesem Fall ist der Durchmesser eine
Funktion des gegenseitigen Abstandes der Meßlichtstrahlen und des Ausmaßes der Abschirmung, die gemessen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dem zuletzt genannten Verfahren anhaftenden Nachteile zu vermeiden.
Der Hauptnachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß das Meßergebnis von der Intensität der
Licht strahlen abhängt, Man kann dies zum Teil dadurch ausgleichen,
daß man die Intensität der Lichtquelle mißt und das Meßergebnis unter Berücksichtigung der gemessenen
Abweichungen korrigiert. Hierbei verbleibt jedoch immer noch eine gewisse Unsicherheit, da es erforderlich ist,
getrennte Detektoren und Verstärker zu benutzen, die mit unterschiedlicher Empfindlichkeit arbeiten können. Eine
weitere !"ehlerquelle besteht darin, daß sich die Lichtstrahlen
gewöhnlich nicht unabhängig voneinander verstellen lassen, was dazu führt, daß die Mittellinie oder Achse des
zu messenden Gegenstandes mit einer Symmetrieachse der Meßvorrichtung zusammenfallen muß.
Durch die Anwendung der Erfindung ist es möglich, alle Fehöerquellen auszuschalten und weitere. Vorteile zu
erzielen, z.B. die Anwendung eines einfacheren, geringere Kosten verursachenden Meßverfahrens zu ermöglichen.
Genauer gesagt ist durch die Erfindung ein Verfahren zum Messen des Durchmessers, der Unrundheit und der Lage
eines Gegenstandes geschaffen worden, bei dem mindestens ein Meßlichtstrahl auf jeder Seite des zu messenden Gegenstandes
so ausgesandt wird, daß zwischen den Lichtstrahlen ein Abstand vorhanden ist und jeder Lichtstrahl
durch den zu messenden Gegenstand teilweise abgeschirmt wird; der gemessene Abstand zwischen den beiden Lichtstrahlen
bildet dann ein Maß für den Durchmesser. Das Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßlichtstrahlen veranlaßt werden, in Abhängigkeit von ihrer Intensität synchrone Translationsbewegungen auszuführen, wobei der Abstand zwischen ihnen
unverändert bleibt, damit die Meßlichtstrahlen unabhängig
von der Lage des Gegenstandes innerhalb des vorhandenen Meßbereichs in eine symmetrische Lage zu dem Gegenstand
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gebracht werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es auf einfache und billige Weise, den Abstand zwischen den Meßlichtstrahlen
einzustellen, so daß eine nach diesem Verfahren arbeitende Meßvorrichtung gegenüber einer !fehlerhaften
Lage des zu messenden Gegenstandes unempfindlich ist. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung
ermöglichen nicht nur das Messen von Durchmessern, sondern auch das Messen von Unrundheiten und Schwingungen. Das
Maß der Unrundheit ergibt sich in Form einer Änderung des Durchmessers beim Drehen des zu messenden Gegenstandes. Die
Durchbiegung läßt sich als Mittelwert der Strecke bestimmen, längs welcher die beiden Lichtstrahlen Translationsbewegungen
ausführen. Das Ausmaß der Schwingungen läßt sich dann aus den Änderungen der Durchbiegung ermitteln.
Die Erfindung läßt sich nicht nur in der schon erwähnten Weise zum Messen des Durchmessers, der unrundheit
und von Schwingungen anwenden, sondern sie ermöglicht es z.B. auch, Meßvorgänge durchzuführen und Fertigungsvorgänge
mit Hilfe der gewonnenen Meßergebnisse zu steuern.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung
werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils teilweise in einer axialen Ansicht und teilweise schematisch drei verschiedene
Ausführungsformen einer Meßvorrichtung.
Zu der Vorrichtung nach Fig. 1 gehört ein Laser 1, der einen Laserstrahl 2 aussendet, welcher in einem Strahlenteiler
$ in drei parallele Teilstrahlen 4, 5 und 6 unterteilt wird. Bei der Vorrichtung nach Fig. Λ dient einer
der Teilstrahlen, und zwar der Strahl 5, als Bezugsstrahl,
während die Teilstrahlen 4 und 6 als Meßstrahlen benutzt werden. Gemäß Fig. 1 sind zwei Prismen oder Spiegel 7 und
8 vorhanden, die gegenüber einer waagerechten Linie 9
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symmetrisch "bewegbar sind. Fig. 1 zeigt eine Einrichtung
zum Ermöglichen einer solchen Bewegung; zu dieser Einrichtung gehören eine Gewindespindel 10 mit Gewindeabschnitten
von entgegengesetzter Gangrichtung, die mittels eines Servomotors 11 verstellbar ist, sowie zwei Muttern
und 13, die auf den beiden Gewindeabschnitten angeordnet und mit dem Prisma 7 bzw. dem Prisma 8 verbunden sind. Die
beiden Meßstrahlen 4 und 6 werden durch die zugehörigen Prismen 7 und 8 so umgelenkt, daß sie sich parallel zueinander
an beiden Seiten eines zu messenden Gegenstandes 14 vorbei erstrecken. Der Bezugsstrahl 5 wird in gleicher
Weise durch eines der Prismen, und zwar im vorliegenden Fall durch das Prisma 7» umgelenkt. Auf der anderen Seite des
zu messenden Gegenstandes 14 treffen die drei Strahlen auf weitere Prismen 15 und 16, durch die sie in der gleichen
Richtung umgelenkt werden, so daß sie auf einen Detektor 17 treffen. Es kann zweckmäßig sein, in den Strahlenweg
unmittelbar vor dem Detektor 17 eine Sammellinse 18 oder drei optische Keile einzuschalten, mittels welcher die
drei Strahlen veranlaßt werden, auf einen gemeinsamen Punkt bzw. eine gemeinsame Fläche des Detektors zu fallen. Die
Prismen 15 und 16 sind so angeordnet, daß sie sich stets
parallel zu den Prismen 7 und 8 und synchron mit ihnen bewegen. Fig. 1 zeigt eine dies ermöglichende Einrichtung,
zu der eine Doppelgewindespindel 19 und Muttern 20 und 21
gehören, mit welch letzteren die Prismen 15 und 16 gekuppelt sind. Die Gewindespindel 19 kann z.B. von der ersten Gewindespindel
10 aus mit Hilfe eines Zahnriemens 22 angetrieben werden, der mit an den unteren Enden der Gewindespindeln
vorhandenen Zahnrädern 23 und 24 zusammenarbeitet.
In den Strahlenweg ist gemäß Fig. 1 ferner eine Zerhackerscheibe 25 eingeschaltet, die durch einen Motor
26 gedreht wird. Die Zerhackerscheibe 25 weist, öffnungen
auf, die so angeordnet sind, daß die drei Strahlen 4, 5 und 6 getrennt gesteuert und in einer vorbestimmten Reihenfolge
freigegeben werden, wobei die Meßstrahlen 4 und 6
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jeweils gleichzeitig durch die· Scheibe fallen. Gemäß
Fig. 1 ist eine Stellungsfühleinrichtung 27 vorhanden, zu der z.B. eine Lampe und ein photoelektrischer Detektor gehören,
und die es ermöglicht, die jeweilige Stellung der Zerhackerseheibe 25 zu ermitteln, so daß in jedem Augen- ·
blick bekannt ist, welcher der drei Strahlen durch die Zerhackerscheibe fällt.
Gemäß Fig. 1 ist in den Strahlenweg zwischen dem Laser 1 und dem ersten Prisma 7 eine planparallele Glasplatte
28 eingeschaltet, die im vorliegenden Fall vor dem Strahlenteiler 3 angeordnet ist und durch einen Servomotor 29
so gedreht werden kann, daß der ausgesandte Lichtstrahl eine Translationsbewegung über eine gewisse Strecke ausführt.
Die Meßvorrichtung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Wenn der Durchmesser des zu messenden Gegenstandes 14 den
Abstand zwischen den Meßstrahlen 4 und 6 überschreitet, werden beide Meßstrahlen vollständig abgeschirmt, so daß
kein Licht zu dem photoelektrischen Detektor 17 gelangt. Das Ausgangssignal des Detektors liegt dann unter einem
vorbestimmten Wert, und eine elektronische Einrichtung S, die auf eine noch zu beschreibende Weise als Signalverarbeitungseinrichtung
ausgebildet ist, erzeugt ein Steuersignal .derart, daß der Servomotor 11 die Prismen 7 und 8
weiter voneinander entfernt, so daß auch der Abstand zwischen den Meßstrahlen 4 und 6 entsprechend vergrößert wird;
Der Motor 11 kommt zum Stillstand, sobald beide Meßstrahlen durch den zu messenden Gegenstand teilweise abgeschirmt
werden, so daß das Signal des Detektors 17 einen vorbestimmten
Wert annimmt. Ist der Durchmesser des zu messenden Gegenstandes kleiner als der Abstand zwischen den beiden
Meßstrahlen, werden die Meßstrahlen auf entsprechende Weise einander genähert, bis der richtige Abschirmungsgrad erreicht
ist.
Somit ist die Vorrichtung bestrebt, sich selbst so einzustellen, daß der Abstand zwischen den Meßstrahlen 4
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und 6 gleich dem Durchmesser des zu messenden Gegenstandes
14- wird, der auf indirektem Wege durch Messen des Abstandes
zwischen den Prismen 7 und 8 gemessen wird. Um diese
Messung durchzuführen, kann man z.B. gemäß Fig. 1 die Drehung der Gewindespindel 10 mit Hilfe eines Drehmelders
30 messen und mit Hilfe einer Darstellungseinrichtung 31
anzeigen.
Befindet sich der zu- messende Gegenstand nicht in der
Mitte zwischen den Meßstrahlen 4- und 6, wird einer der
Meßstrahlen stärker abgeschirmt als der andere. Dies wird dadurch angezeigt, daß die beiden Meßstrahlen periodisch,
jeweils einzeln durch die Zerhackerscheibe 25 freigegeben
werden, und daß die Lichtmengen der nacheinander auf den Detektor 17 fallenden Strahlen verglichen werden. Das hierbei
entstehende Differenzsignal steuert den Servomotor 29 so, daß die Glasplatte 28 gedreht wird und die Lichtstrahlen
veranlaßt werden, eine Translationsbewegung auszuführen, bis beide Meßstrahlen in gleichem Ausmaß abgeschirmt
werden, ^er Bezugsstrahl 5 ermöglicht es, die
durch den Detektor 17 gemessene Lichtintensität des Lasers zu bestimmen. Mit Hilfe dieser Messung wird festgestellt,
welche Signalstärke der Detektor liefern muß, wenn die beiden Meßstrahlen durch den zu messenden Gegenstand in der
richtigen Weise abgeschirmt werden.
Die einen Bestandteil der Meßvorrichtung nach Fig. bildende elektronische Einrichtung S kann auf verschiedene
Weise ausgebildet sein; Fig. 1 zeigt eine geeignete Ausführungsform.
Gemäß Fig. 1 gehören zu der elektronischen Einrichtung S vier elektrische Gatter G1 bis G4, die auf ähnliche
Weise arbeiten wie Relais bekannter Art. Der Steuerstrom wird den Gattern über Leitungen a, b, c und d zugeführt,
und die Gatter öffnen sich beim Zuführen des Steuerstroms. Ferner sind vier Speicher M1, M2, M3 und M4- vorhanden, deren
Ausgangssignale jeweils die gleiche Größe haben wie das ihnen zuletzt jsugeführte Eingangssignal. An diese
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Speicher sind zwei Differentialverstärker ΈΑ und Έ2 "bekannter
Art angeschlossen. Durch die Stellungsfühleinrichtung 27 werden den Leitungen a bis d Steuersignale zugeführt,
die sich Jeweils nach dem bzw. (jedem Lichtstrahl richten, der von der ^erhackerscheibe 25 durchgelassen wird.
Kann der Bezugsstrahl 5 durch die Zerhackerscheibe fallen, wird in der Leitung a ein Steuersignal zum Öffnen
des Gatters G1 erzeugt. Dann wird das Signal des Detektors 17 dem Speicher M1 zugeführt. Wenn die beiden Meßstrahlen M-
und 6 gleichzeitig durch die Zerhackerscheibe 25 fallen,
wird der Leitung b ein Steuersignal zugeführt, um das Gatter G2 zu öffnen, so daß die Detektorsignale dem Speicher M2
zugeführt werden. Der Verstärker ΙΊ verstärkt dann die Differenz zwischen den den Speichern M1 und M2 eingegebenen
Signalen, und dieses Differenzsignal wird dem Servomotor
II zugeführt, der den Abstand zwischen den Meßstrahlen M-
und 6 verändert, bis das Differenzsignal des "Verstärkers
III den Wert Null angenommen hat. Nunmehr werden die beiden
Meßstrahlen M- und 6 durch den zu messenden Gegenstand 14·
so abgeschirmt, daß ihre gemeinsame Intensität beim Auftreffen auf den Detektor 17 die gleiche ist wie diejenige
des Bezugsstrahls 5· Dieses Ausmaß der Abschirmung der Meßstrahlen wird weder durch die Intensität des Lasers 1
noch durch die Empfindlichkeit des Detektors 17 beeinflußt.
Wenn jeweils einer der beiden Meßstrahlen M- und 6 durch
die Zerhackerscheibe 25 fällt, erscheint in der Leitung c bzw. d ein Steuersignal, so daß das zugehörige Gatter G2
bzw. GM- geöffnet wird. In den Speichern M3 und UM- wird
die Intensität jedes gemessenen Strahls gespeichert, und hierauf wird die Differenz zwischen den beiden Signalen
durch den Verstärker 12 verstärkt. Durch das Signal des Verstärkers P2 wird dann der Servomotor 29 so betätigt,
daß die Platte 28 gedreht wird, um eine Translationsbewegung der Meßstrahlen M- und 6 herbeizuführen, bis der Unterschied
zwischen den beiden zugehörigen Signalen wieder gleich Null geworden ist. Sobald dies geschehen ist, liegt
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der zu messende Gegenstand 14 in der Mitte zwischen den beiden Meßstrahlen. Auch diese Stellung wird durch die
Intensität des Lasers 1 nicht beeinflußt.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung mit einer Weiterbildung einer elektronischen Einrichtung
S, die allgemein ebenso aufgebaut ist wie diejenige nach Fig. 1, bei der jedoch zwei weitere Verstärker F3
und F4 vorhanden sind.
Bei dem Verstärker F3 wird der Verstärkungsfaktor durch ein elektrisches Signal geregelt, das diesem Verstärker
über eine Leitung 33 zugeführt wird, die an einen Verstärker F4 angeschlossen ist, bei dem es sich um einen
integrierenden Differenzverstärker handelt, dessen einer Eingang an ein Normalelement 32 oder eine andere Quelle für
eine konstante Spannung angeschlossen ist. Der andere Eingang des Verstärkers F4 ist mit dem Ausgang des Speichers
M1 verbunden, so daß ihm das durch den Verstärker ΙΓ3 verstärkte
Bezugsstrahlsignal zugeführt wird. Der Verstärker F4 hat die Aufgabe, die Spannungsdifferenz zwischen seinen
Eingängen zu integrieren und den Verstärkungsfaktor des Verstärkers F3 so einzuregeln, daß die Differenz gleich
Null wird. Das am Ausgang des Verstärkers F3 erscheinende elektrische Ausgangssignal für den Bezugsstrahl 5 ist von
der Lichtintensität des Lasers 1 und der Empfindlichkeit des Detektors 17 unabhängig. Auch die Steuersignale der
Verstärker F1 und F2 sind von Änderungen dieser Größen unabhängig und richten sich nur proportional nach den zeitweiligen
Lagefehlern der Vorrichtung gegenüber dem zu messenden Gegenstand 14.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung, die sich von den Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 grundsätzlich
nur dadurch unterscheidet, daß ein Strahlenteiler 3 vorhanden ist, der den von dem Laser 1 ausgesandten
Strahl 2 in vier Teilstrahlen so unterteilt, daß sich an jeder Seite des zu messenden Gegenstandes 14 vorbei sowohl
ein Meßstrahl 4 bzw. 6 als auch ein nicht abgeschirmter
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Bezugsstrahl 5 erstreckt. Die Prismen 15 und 16 nach Fig.
bzw. Fig. 2 sind jeweils durch einen Detektor 17 ersetzt,
und zwar derart, daß für jede einen Meßstrahl und einen Bezugsstrahl umfassende Gruppe ein detektor vorhanden ist;
die Detektoren 17 sind mit den zugehörigen Muttern 20 und 21 starr verbunden. Beide Detektoren sind gemäß Figί
an eine nur schematisch angedeutete elektronische Einrichtung S zum Verarbeiten der Signale angeschlossen.
Der Zerhacker 25 ist in diesem Fall so ausgebildet,
daß er abwechselnd die beiden Meßstrahlen 4 und 6 bzw. die beiden Bezugsstrahlen 5 durchläßt.
Die Signalverarbeitungseinrichtung S ist so ausgebildet, daß sie ein Gesamtsignal für die Bezugsstrahlen 5»
ein Gesamtsignal für die Meßstrahlen 4 und 6 sowie ein Signal für die Differenz zwischen den beiden Gesamt- oder
Summensignalen erzeugt. Dieses Differenzsignal dient dazu, die Meßstrahlen 4 und g mit Hilfe des Servomotors 11, der
Doppelgewindespindel 10 und der Muttern 12 und 13 zu verstellen, bis die Differenz gleich Null geworden ist.
Die Signalverarbeitungseinrichtung S erzeugt ferner ein Signal für die Differenz zwischen den Intensitätswerten
der beiden Bezugsstrahlen 5 sowie ein Signal für die Differenz zwischen den Intensitätswerten der Meßstrahlen
und 6; die Differenz zwischen den Differenzsignalen dient dazu, über den Servomotor 29 und die Glasplatte 28 die
Translationsbewegung der Meßstrahlen 4 und 6 unter Aufrechterhaltung ihres gegenseitigen Abstandes zu steuern,
bis die Differenz gleich Null geworden ist.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbei_
spiele} vielmehr läßt sich das ^erfahren nach der Erfindung ebenso wie die Vorrichtung zu ihrer Durchführung im Rahmen
der Erfindung auf verschiedene Weise abändern. Statt die Meßstrahlen in der beschriebenen Weise relativ zueinander
zu verstellen, um die gewünschte Abschirmung zu bewirken,
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kann man z.B. eine Konstruktion benutzen, bei der die Lage der Meßstrahlen vor dem Gebrauch der Vorrichtung beispielsweise
mit Hilfe einer Lehre fest eingestellt wird. Ferner brauchen die Strahlen nicht notwendigerweise durch eine
einzige Lichtquelle erzeugt zu werden, und die verschiedenen beschriebenen Teile der Vorrichtungen könnten durch
andere gleichwertige Teile ersetzt werden. Kennzeichnend für die Erfindung ist die Tatsache, daß abgeschirmte Strahlen
erzeugt werden, und daß eine Translationsbewegung der Strahlen ohne Änderung ihres gegenseitigen Abstandes herbeigeführt
werden, um die Strahlen gegenüber dem zu messenden Gegenstand ohne Rücksicht auf seine jeweilige Lage
symmetrisch einzustellen.
Ansprüche:
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Claims (20)
1.) Verfahren zum Messen des Durchmessers, der Unrundheit
und der Lage eines zu messenden Gegenstandes, bei dem mindestens ein Meßlichtstrahl an jeder Seite des zu messenden
Gegenstandes so vorbeigeleitet wird, daß zwischen den Meßlichtstrahlen ein Abstand derart vorhanden ist, daß
jeder Meßlichtstrahl durch den zu messenden Gegenstand teilweise abgeschirmt wird, wobei der Abstand zwischen den
Meßlichtstrahlen ein Maß für den Durchmesser ist, dadurch gekennzeichnet , daß die abgeschirmten Meßlichtstrahlen
veranlaßt werden, in Abhängigkeit von ihrer Intensität eine synchrone Translationsbewegung auszuführen,
bei welcher der Abstand zwischen den Meßlichtstrahlen unverändert gehalten wird, um die Meßlichtstrahlen ohne
Rücksicht auf die Lage des zu messenden Gegenstandes innerhalb des vorhandenen Meßbereichs symmetrisch zu dem zu
messenden Gegenstand anzuordnen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität jedes MeßlochtStrahls
gemessen wird, und daß aus der Intensitätsdifferenz ein Steuersignal zum Steuern der Translationsbewegung der Meßlichtstrahlen
abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlichtstrahlen durch eine
Translationsbewegung in die symmetrische Lage zu dem zu messenden Gegenstand gebracht werden, bei der die Differenz
zwischen den Intensitätswerten gleich Null ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßlichtstrahlen parallel an dem zu messenden Gegenstand vorbeigeleitet
werden.
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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennze ichnet , daß die Meßlichtstrahlen dadurch erzeugt werden, daß ein von einer gemeinsamen Lichtquelle
ausgesandter Lichtstrahl unterteilt wird, und daß die Meßlichtstrahlen so geleitet werden, daß sie durch den
zu messenden Gegenstand in der genannten Weise abgeschirmt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsrahl der Lichtquelle zusätzlich
zu den Meßlichtstrahlen in mindestens einen Bezugslichtstrahl unterteilt wird, daß die Intensität des
Bezugslichtstrahls und die ^esamtintensität der Meßlichtstrahlen
gemessen wird, und daß"die Intensitätsdifferenz benutzt wird, um ein Steuersignal zu erzeugen, das dazu
dient, den Abstand zwischen den Meßlichtstrahlen einzustellen.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtstrahlen nach dem
Unterteilen des Lichtstrahls durch eine Einrichtung gelei- '
tet werden, die es den Lichtstrahlen ermöglicht, diese Einrichtung zum Zweck des Messend der Intensität in einer
vorbestimmten Eeihenfolge zu durchlaufen, daß die abgeschirmten Meßlichtstrahlen und der Bezugslichtstrahl veranlaßt
werden, auf einen gemeinsamen Detektor zu fallen, und daß dieser Detektor ein Ausgangssignal erzeugt, das
einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Messen der Intensität
der Lichtstrahlen zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den genannten Meßlichtstrahlen
zwei nicht abgeschirmte Bezugslichtstranlen benutzt werden, daß die Differenz zwischen den Intensitätswerten der Bezugslichtstrahlen und die Differenz zwischen
den Intensitätswerten der Meßlichtstrahlen gemessen wird, und daß auf Grund des Unterschiedes zwischen den Intensität
sdiff ere nz Signalen ein Signal zum Steuern der Translationsbewegung
der Meßlichtstrahlen erzeugt wird.
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9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl die Intensitätssumme der Bezugslichtstrahlen
als auch die Intensitätssumme der Meßlichtstrahlen gemessen wird, und daß die Differenz zwischen
den beiden Gesamtintensitätssignalen dazu dient, ein Sig-'
nal zum Einstellen des Abstandes zwischen den Meßlichtstrahlen zu erzeugen.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlichtstrahlen und die
Bezugslichtstrahlen veranlaßt werden, auf einen gemeinsamen
Detektor zu fallen, und daß die Ausgangssignale des
Detektors einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Messen der Intensitätswerte zugeführt werden.
11· Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Messen des Durchmessers,
der Unrundheit und der Lage eines zu »essenden Gegenstandes
mit einer Einrichtung zum Eichten zum Meßlichtstrahlen, von denen auf jeder Seite des zu messenden Gegenstandes min_
destens einer so vorbeigeleitet wird, daß zwischen den Meßlichtstrahlen ein solcher Abstand vorhanden ist, daß sie
durch den zu messenden Gegenstand jeweils teilweise abgeschirmt werden, so daß dieser Abstand ein Maß für den
Durchmesser des Gegenstandes ist, dadurch gekennzeichnet , daß jenseits des zu messenden Gegenstandes
(14) in dem Strahlenweg ein Detektor (17) angeordnet ist, durch den die Intensität der Meßlichtstrahlen (4, 6) ermittelt
wird, nachdem die Meßlichtstrahlen an dem zu messenden Gegenstand vorbeigeleitet worden sind, daß eine
Signal Verarbeitungseinrichtung (S) zum Verarbeiten der
Ausgangssignale des Detektors vorhanden ist, und daß Steuereinrichtungen (28, 29) vorhanden sind, die durch die
als Steuersignale wirkenden Ausgangssignale der Signalverarbeitungseinrichtung
so betätigt werden, daß eine synchrone Translationsbewegung der Meßlichtstrahlen unter
Aufrechterhaltung ihres Abstandes voneinander derart herbeigeführt
wird, daß die Meßlichtstrahlen ohne Rücksicht auf die Lage des zu messenden Gegenstandes in dem vorhan-
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denen Meßbereich in eine symmetrische Lage zu dem zn
messenden Gegenstand gebracht werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung (25) vorhanden ist,
die an die Signalverarbeitungseinrichtung (S) angeschlossen und vor dem zu messenden Gegenstand (14·) im Strahlenweg
angeordnet ist, und daß diese Einrichtung die Meßlichtstrahlen (4, 6) in einer vorbestimmten Reihenfolge durchläßt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Lichtquelle (1)
vorhanden ist, die einen Lichtstrahl (2) aussendet, daß im Strahlenweg dieses Lichtstrahls ein Strahlenteiler (3)
angeordnet ist, ddr den Strahl in die Meßlichtstrahlen (4,6) unterteilt, und daß Einrichtungen (7» 8) vorhanden sind,
welche die Meßlichtstrahlen so umlenken, daß sie sich auf beiden Seiten des zu messenden Gegenstandes (14) fortpflanzen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlenweg vor den Einrichtungen
(7j 8) zum Umlenken der Meßlichtstrahlen (4, 6)
Steuereinrichtungen (28, 29) zum Bewirken der Translationsbewegung
der Meßlichtstrahlen angeordnet sind.
15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen (28, 29)
im Strahlenweg des Lichtstrahls (2) vor dem Strahlenteiler (3) angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15» dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlenteiler
(3) so ausgebildet ist, daß er den Lichtstrahl (2) der Lichtquelle (1) zusätzlich zu den Meßlichtstrahlen
(4, 6) in mindestens einen Bezugslichtstrahl (5) unterteilt, und daß die Einrichtungen (7, 8) zum Umlenken der
Meßlichtstrahlen so angeordnet sind, daß der bzw. jeder
409836/0 383
- 'it. -
Bezugslichtstrahl an dem zu messenden Gegenstand (14) zu dem Detektor (17) vorbeigeleitet wird, ohne durch den
zu messenden Gegenstand abgeschirmt zu werden.
17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umlenken des
bzw. jedes Bezugslichtstrahls (7) durch die Einrichtungen (7, 8) zum Umlenken der Meßlichtstrahlen (4, 6) gebildet
wird.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (10 bis 13) vorhanden
sind, die es ermöglichen, den Abstand zwischen den Einrichtungen (7i 8) zum Umlenken der Lichtstrahlen (4, 5» 6)
in Abhängigkeit von den Signalen der SignalVerarbeitungseinrichtung (S) einzustellen.
19· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß Einrichtungen
(15, 16) vorhanden sind, durch welche die Lichtstrahlen (4, 6 bzw. 4, 5» 6) so umgelenkt werden, daß sie auf einen
gemeinsamen Detektor (17) fallen.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlenteiler
(3) so ausgebildet ist, daß er den Lichtstrahl (2) der Lichtquelle (1) zusätzlich zu den Meßlichtstrahlen (4, 6)
in zwei Bezugslichtstrahlen (5) unterteilt, daß Einrichtungen (7, 8) vorhanden sind, die dazu dienen, eine Gruppe von
Lichtstrahlen umzulenken, zu der ein Meßlichtstrahl (4 bzw.6) und ein nicht abgeschirmter Bezugslichtstrahl gehören, von
denen je einer an jeder Seite des zu messenden Gegenstandes
(14) vorbeigeleitet wird, und daß zwei Detektoren (17) vorhanden sind, von denen jeder Gruppe von Lichtstrahlen jeweils
einer zugeordnet ist.
Der Patentanwalt:
inranwaJ-T;:
409836/0983
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