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 gegenstandes

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DE2407042A1 DE19742407042 DE2407042A DE2407042A1 DE 2407042 A1 DE2407042 A1 DE 2407042A1 DE 19742407042 DE19742407042 DE 19742407042 DE 2407042 A DE2407042 A DE 2407042A DE 2407042 A1 DE2407042 A1 DE 2407042A1
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Bertil Prof Colding
Arne Novak
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Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH Ο —8 MÖNCHEN 22
Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10 Dr. rer. not. W. KÖRBER * (0811) '*"*"
Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS 2407042
PATENTANWÄLTE 14, Februar 1974
VERKSTADSIEKNIK AB.
Vasteras, Schweden
Ploggatan 30
P at ent anmeldung
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)

ANSPRÜCHE
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
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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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