DE2411509C2

DE2411509C2 -

Info

Publication number: DE2411509C2
Application number: DE19742411509
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-11
Filing date: 1974-03-11
Publication date: 1987-07-16
Also published as: DE2411509A1

Description

Die Erfindung betrifft ein dokumentarisierendes Oberflächenmeßgerät entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a documentary Surface measuring device according to the generic term of claim 1.

Ein Oberflächenmeßgerät entsprechend dem Oberbe griff des Anspruches 1 ist durch die DE-PS 8 94 452 bekannt. Die von Rechenzählwerken angezeigten Ober flächenmeßzahlen werden hierbei auf einem das Ober flächenprofil enthaltenden Registrierstreifen abge druckt.A surface measuring device according to the Oberbe handle of claim 1 is by DE-PS 8 94 452 known. The waits displayed by arithmetic counters Area measurements are the upper one registration profile containing area profile prints.

Durch die US-PS 31 67 166 ist ferner ein Druckknopf bekannt, der mehrere übereinanderliegende Schreib spitzen enthält und demgemäß die Aufzeichnung aller Zeichen einer Zeichenzeile in einem einzigen Durch gang des Schreibgerätes durchführt.Through the US-PS 31 67 166 is also a push button known, the several superimposed writing contains tips and accordingly the record of all Characters of a character line in a single pass of the writing instrument.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein do kumentarisierendes Oberflächenmeßgerät entspre chend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszu bilden, daß nicht nur die errechneten Oberflächen maße, sondern auch alle Einstelldaten des Ober flächenmeßgerätes aufgezeichnet werden und daß eine Registriermöglichkeit mit einem vereinfach ten konstruktiven System geschaffen wird.The invention has for its object a do documentary surface measuring device Chend the preamble of claim 1 so form that not only the calculated surfaces dimensions, but also all setting data of the waiter area measuring device are recorded and that a registration option with a simplified constructive system.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the kenn Drawing features of claim 1 solved.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Appropriate configurations of the invention are Subject of the subclaims.

Das erfindungsgemäße dokumentarisierende Oberflä chenmeßgerät gestattet es, mit der ohnehin vor handenen, einzigen, punktförmig aufzeichnenden Schreibfeder in beliebigen Zeichen sowohl er rechnete Oberflächenmeßdaten als auch Einstell werte des Meßgerätes zu registrieren.The documentary surface according to the invention Chenmeßgerät allows it with the anyway available, single, punctiform recording Pen in any characters both he calculated surface measurement data and settings register the values of the measuring device.

Anhand der Abb. 1 bis 3 der Zeichnung wird im fol genden ein Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen dokumentarisierenden Oberflächenmeßgerätes im einzelnen erläutert.On the basis of FIGS. 1 to 3 of the drawings, an embodiment of the erfindungsge MAESSEN dokumentarisierenden Oberflächenmeßgerätes is explained in detail in the fol lowing.

Im Oberflächenprofilschreiber, der den elektrischen Strom- oder Spannungsverlauf des Profildiagrammes aufzeichnet, wird abhängig von Strom oder Spannung ein drehbewegliches Element, beispielsweise eine Drehspule gegen eine Rückstellfeder verdreht. Die Drehspule wirkt auf einen längeren Zeiger, der meist als Lenkergeradführung ausgebildet ist und der am vorderen Ende eine Schreibfeder besitzt, die den Zeigerausschlag auf darunter liegendes und kontinuierlich fortbewegtes Registrierpapier auf zeichnet. Bei einem Oberflächenprofilschreiber steht diese Papiervorwärtsbewegung in einem ein stellbaren festen Verhältnis zu der Geschwindig keit, mit der die Diamantspitze des Mikrotasters die Oberfläche abtastet. Aus dem Verhältnis der konstanten Mikrotastergeschwindigkeit zu der eben falls konstanten Registrierpapiergeschwindigkeit ergibt sich dann die eingestellte Horizontalver größerung der Oberflächenprofilaufzeichnung. In the surface profile recorder, which is the electrical Current or voltage curve of the profile diagram records, becomes dependent on current or voltage a rotatable element, for example one Rotating coil twisted against a return spring. The Moving coil acts on a longer pointer, the is mostly designed as a straight handlebar and which has a pen at the front end, which move the pointer to the underlying and continuously moving registration paper draws. With a surface profile recorder this paper forward movement stands in one adjustable fixed ratio to the speed with the diamond tip of the micro button scans the surface. From the ratio of constant micro probe speed to the just if constant registration paper speed then the horizontal ver Enlargement of the surface profile recording.

Als Registrierpapier wird im vorliegenden Fall ein elektrosensitives Papier verwendet, das un ter der Einwirkung des elektrischen Stromes ge schwärzt wird. Die am Schreibzeiger befindliche Schreibfeder ist daher an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen, durch den ihr eine so bemessene Spannung zugeführt wird, daß sie auf dem hellen Registrierpapier dunkle Punkte oder Linien erzeugen kann. Das Registrierpapier wird als länglicher Streifen von einer Vorrats rolle abgewickelt und die Schreibfeder bewegt sich quer zu ihm, d. h. über seine Breite hin weg. Wenn also die Drehspule von einem in sei ner Größe unterschiedlich hohen Strom durchflossen wird, bewegt sich durch die Auslenkung der Drehspule die Schreibfeder quer über den Diagrammstreifen und zeichnet so den Profilverlauf durch entsprechende elektri sche Schwärzung auf. Die Vergrößerung in dieser Querrichtung, d. h. also der Profiltiefen, muß durch entsprechende Eichung unter Beachtung der Einstellung des Vergrößerungsschalters ermit telt werden. As registration paper in the present case uses an electrosensitive paper, the un ter the influence of the electric current ge blackens. The one on the writing pointer Pen is therefore on an electrical Circuit connected through which one voltage is supplied so that it dark spots on the light registration paper or create lines. The registration paper is made as an elongated strip from a supply unrolled and the pen moves across from him, d. H. across its width path. So if the moving coil was in one of different sizes of current flows through, moves through the deflection of the moving coil the pen across the chart strip and draws like this the profile course by appropriate electri blackening. The magnification in this Cross direction, d. H. So the profile depths must by appropriate calibration taking into account the Setting the magnification switch with be communicated.

Um mit einem derartigen Profilschreiber Zeichen und Druck zeichen (Zahlen, Buchstaben usw.) schreiben zu können, muß die Schreibfeder mit konstanter Geschwindigkeit über die ganze Breite des Registrierpapiers ausgelenkt werden. Da die Rückführung in die Ausgangslage sehr viel schnel ler erfolgen kann, ergibt sich eine sägezahnförmige Charakteristik der Aus lenkungsgeschwindigkeiten, und die erforderliche elektrische Größe zur Erzeu gung der Auslenkung erfolgt durch einen Sägezahngenerator.To sign and print with such a profile pen The pen must be able to write characters (numbers, letters, etc.) at a constant speed across the entire width of the registration paper be deflected. Because the return to the starting position is very fast ler can result in a sawtooth-shaped characteristic of the off steering speeds, and the electrical size required to generate Deflection is carried out by a sawtooth generator.

Während der durch diese Einrichtung bewirkten Querbewegung der Schreibfeder über das Registrierpapier wird der an der Schreibfederspitze anliegende Strom ein- und ausgeschaltet und zwar in solcher Steuerung, daß in einem bestimm ten Raster Schwärzungspunkte entstehen. Vorzugsweise wird ein aus 5 Spalten und 7 Zeilen bestehender 5 × 7 Punktraster zu Grunde gelegt, zu dessen Er zeugung ein Zeichengenerator vorgesehen ist. Abb. 1 verdeutlicht dies. Der Zeichengenerator 1 besitzt 6 Eingänge 2, mit denen 2⁶ = 64 Zeichen aus gewählt werden können. Für die Zeilenauswahl 3 sind drei binär codierte Eingänge vorhanden. Fünf Ausgänge 4 geben dann die Punktverteilung in den Zeilen ab. Das darüber dargestellte Raster 5 läßt erkennen, wie beispiels weise die Zahl 4 geschrieben wird.During the transverse movement of the nib caused by this device over the registration paper, the current applied to the nib tip is switched on and off, in such a way that blackening points occur in a particular grid. A 5 × 7 dot matrix consisting of 5 columns and 7 lines is preferably used as the basis, for the generation of which a character generator is provided. Fig. 1 illustrates this. The character generator 1 has 6 inputs 2 , with which 2 ⁶ = 64 characters can be selected. There are three binary-coded inputs for row selection 3 . Five outputs 4 then give the point distribution in the lines. The grid 5 shown above shows how the number 4 is written, for example.

Die Ablaufgeschwindigkeit des Registrierpapiers muß bei jeder Protokollauf zeichnung dieselbe Größe haben, da anderenfalls das Raster verzerrt aufge zeichnet wird. Da aber zur Registrierung des Oberflächenprofils nicht die selbe Registriergeschwindigkeit eingestellt werden kann, wie für die Proto kollierung, ist Vorsorge getroffen, daß vor Durchführung der Protokollierung auch die hierfür vorgesehene Papierablaufgeschwindigkeit ein geschaltet wird. Hierzu sind in dem Getriebe, mit dem die Papiergeschwindig keit eingestellt wird, elektrisch steuerbare Kupplungen oder ähnliche Mittel eingebaut, durch die unabhängig von der für die Profilregistrierung einge stellten Geschwindigkeit die für die Protokollierung erforderliche Geschwin digkeit eingeschaltet werden kann und zwar nur für die Dauer der Protokol lierung.The running speed of the registration paper must be drawing have the same size, otherwise the grid will appear distorted is drawn. But since the registration of the surface profile is not the same registration speed can be set as for the Proto collision, precaution is taken that before carrying out the Log also the intended paper flow speed is switched. For this purpose, in the gear with which the paper speed speed is set, electrically controllable clutches or similar means built-in, through which independently of that for profile registration speed set the speed required for logging can be switched on and only for the duration of the protocol lation.

Abb. 2 gibt einen Gesamtüberblick über das Oberflächenmeßgerät nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Oberfläche 10 wird durch die Diamantspitze 11 abgetastet, die sich in dem Mikrotastsystem 12 am beweglichen Teil des eingebauten Meß wertwandlers befindet. Die gleichmäßige Bewegung über die Oberfläche besorgt der Vorschubapparat 13. Das Tastsystem 12 ist am Vorschubapparat auswechsel bar und mit Kontakten versehen, durch die es bezüglich seiner Art und vor allem seines Tiefenmeßbereiches durch das Protokollgerät identifiziert wer den kann. Durch Kabel ist der Meßkopf 13 mit dem Oberflächenmeßgerät 14 ver bunden. In seinem Inneren befindet sich der Meßverstärker 15 für die vom Mikrotaster 12 bzw. dessen Meßwertwandler gelieferten elektrischen Span nungen, die dem Oberflächenprofil proportional sind. Fig. 2 gives an overview of the surface measuring device according to the embodiment of the invention. The surface 10 is scanned by the diamond tip 11 , which is located in the micro-touch system 12 on the movable part of the built-in transducer. The feed device 13 ensures a uniform movement over the surface. The touch probe 12 is on the feed apparatus interchangeable bar and provided with contacts through which it can be identified with regard to its type and especially its depth measuring range by the protocol device. The measuring head 13 is connected to the surface measuring device 14 by cable. Inside is the measuring amplifier 15 for the electrical voltages supplied by the microswitch 12 or its transducer, which are proportional to the surface profile.

In Verbindung mit dem Meßverstärker 15 stehen der Schalter 16 für die Ein stellung der Meßbereiche bzw. der Vergrößerung, der Schalter 17 für die Wahl der Welligkeitstrennlänge (cut-off) und der Schalter 19 für die abzu tastende Meßstrecke. Der Ausgang des Meßverstärkers 15 ist verbunden sowohl mit dem Oberflächenprofilschreiber 31 als auch mit den Recheneinrichtungen 20 für die Errechnung der verschiedenen Oberflächenmaße. Diese werden zu nächst analog gespeichert und durch den Schalter 19 abgefragt, der mit dem Analog-Digitalwandler 22 in Verbindung steht, so daß der Meßwert numerisch auf dem Ziffernfeld 23 erscheint. Gleichzeitig steht der Ausgang des Analog- Digital-Wandlers mit dem Steuergerät 32 in Verbindung über 41. Die im Ober flächenmeßgerät 14 eingebaute Steuerung 24, die den Meßvorgang durch Ein schalten des Vorschubapparates 13 bewirkt, wird durch eine Starttaste aus gelöst. Sie steht über 44 mit dem Steuergerät für die Protokollierung 32, als auch mit dem Profilschreiber 31 in Verbindung.In connection with the measuring amplifier 15 are the switch 16 for the setting of the measuring ranges or the magnification, the switch 17 for the selection of the ripple separation length (cut-off) and the switch 19 for the measuring path to be sampled. The output of the measuring amplifier 15 is connected both to the surface profile recorder 31 and to the computing devices 20 for calculating the various surface dimensions. These are first stored in an analog manner and queried by the switch 19 , which is connected to the analog-digital converter 22 , so that the measured value appears numerically on the numerical field 23 . At the same time, the output of the analog-digital converter is connected to control unit 32 via 41 . The built-in surface measuring device 14 controller 24 , which causes the measuring process by switching on the feed device 13 , is triggered by a start button. It is connected via 44 to the control unit for logging 32 and to the profile recorder 31 .

Dieser Profilschreiber 31 enthält das Schreibsystem 25, beispielsweise in der Form eines sehr schweren Drehspulmeßwerkes, mit der Schreibfeder 28, die ihrerseits an eine zu- und abschaltbare Schreibspannungsquelle 27 angeschlos sen ist. Die Aufzeichnung erfolgt auf das Registrierpapier 29, dessen Vor schub durch den Antriebsteil 30 bewirkt wird. Durch den steuerbaren Schalter 26 wird die Drehspule des Schreibsystems entweder an den Ausgang des Meß verstärkers 15 zur Aufzeichnung des Profildiagramms oder an die Sägezahn spannung aus 36 angeschlossen, wenn das Meßergebnis protokolliert werden soll.This profile recorder 31 contains the writing system 25 , for example in the form of a very heavy moving-coil measuring mechanism, with the writing spring 28 , which in turn is connected to a writing voltage source 27 that can be switched on and off. The recording is made on the registration paper 29 , the advance of which is effected by the drive part 30 . By the controllable switch 26 , the moving coil of the writing system is either connected to the output of the measuring amplifier 15 for recording the profile diagram or to the sawtooth voltage from 36 if the measurement result is to be logged.

In dem Protokollsteuergerät 32 befindet sich der Sägezahngenerator 36, der die Schreibfeder ständig quer über das Diagrammband pendeln läßt. Durch eine schrittweise schaltende Abfrage- und Ablaufsteuerung 37, die über die Verbindung 44 eingeschaltet wird, erfolgt über 43 der Abruf der Einstell daten 16; 17; 18 (und selbstverständlich noch weiterer, die hier nicht darge stellt sind) sowie der errechneten Oberflächenmaß-Meßwerte. Die Einstellda ten werden über 42, die Meßwerte über 41 dem ersten Multiplexer 33 im Proto kollgerät 32 zugeführt, der seinerseits zur Zeichenauswahl über 38 mit der Steuerung verbunden ist. Auf 33 folgt der Zeichengenerator 34, der zur Zei chenauswahl über 39 gesteuert wird und an diesen schließt sich der Multi plexer 35 an zur Steuerung der Spaltenauswahl über 40. Die Ausgangsleitung dieses Multiplexers 35 bewirkt dann im Profilschreiber das Ein- und Ausschal ten 27 der Schreibspannung. Selbstverständlich muß dies mit dem Sägezahnge nerator koordiniert werden, so daß dieser ebenfalls von 37 gesteuert wird. In welcher Form die Protokollierung erfolgt, ist abhängig von dem in dem Protokollsteuergerät getriebenen Aufwand. Es können Buchstaben, Zahlen und Zeichen geschrieben werden, aber natürlich auch längere Texte, wenn diese in Form von Programmspeichern eingebaut sind und abgerufen werden können. In the protocol control device 32 there is the sawtooth generator 36 , which constantly allows the pen to oscillate across the diagram band. By a step-by-step query and sequence control 37 , which is switched on via the connection 44 , 43 retrieves the setting data 16; 17; 18 (and of course still others, which are not shown here) and the calculated surface measurement values. The setting data are supplied via 42 , the measured values via 41 to the first multiplexer 33 in the protocol device 32 , which in turn is connected to the controller via 38 for character selection. 33 is followed by the character generator 34 , which is controlled for character selection via 39 , and this is followed by the multiplexer 35 for controlling the column selection via 40 . The output line of this multiplexer 35 then causes in the profile recorder on and off th 27 of the write voltage. Of course, this must be coordinated with the sawtooth generator so that it is also controlled by 37 . The form in which the logging takes place depends on the effort involved in the log control device. Letters, numbers and characters can be written, but of course also longer texts if these are built in and can be called up in the form of program memories.

Abb. 3 stellt das Protokollsteuergerät 32 noch etwas eingehender dar, vor allem bezüglich der Abfrage- und Ablaufsteuerung 37. Sobald die Ober fläche nach Auslösen des Startknopfes abgetastet, die Meßwerte errechnet und der Profilverlauf geschrieben sind, wird in der Ablaufsteuerung der Taktge nerator 45 in Gang gesetzt, das erste Zeichen über 41/42 über den Multi plexer 33 dem Zeichengenerator 34 zur Verfügung gestellt. In 33 können für eine Zeile 12 Zeichen gespeichert werden. Nunmehr tastet der Spaltenzähler 46 in Verbindung mit dem Multiplexer 35 die 5 Ausgänge des Zeilengenerators 34 ab, die die Punktbelegung in der ersten Zeile darstellen und zur Steuerung der Schreibspannung dienen. Selbstverständlich bewegt sich die Schreibfeder gleichzeitig quer über das Registrierpapier. Infolgedessen wird die erste Zeile des ersten Zeichens geschrieben. Der Spaltenzähler 46 besitzt in dieser beispielsweisen Ausführung 7 Stellungen, davon 5 für die eigentliche Spal tenabtastung und 2 freie Stellungen für die Zeichentrennung. Sobald der Spaltenzähler von 6 auf 0 schaltet, wird der Zeichenzähler 47 eine Stellung weitergeschaltet und das zweite Zeichen wird dem Zeichengenerator zugeführt. Nunmehr wird, genau wie vorher bei dem ersten Zeichen beschrieben, die erste Zeile des zweiten Zeichens geschrieben. Dies setzt sich fort bis zum 12. Zei chen, bei dem die Schreibfeder einmal quer über das Registrierpapier sich bewegt hat. Ist das 12. Zeichen geschrieben, kehrt die Schreibfeder wieder in die Ausgangslage zurück und der Zeilenzähler 48 schaltet nunmehr auf die zweite Zeile weiter. Dies setzt sich fort, bis die 7. Zeile geschrieben ist, womit also das gesamte Zeichen in seiner Höhe aufgezeichnet wurde. Es sind also jetzt quer über das Registrierpapier in einer Reihe 12 Zeichen geschrie ben worden, falls solche aus dem Oberflächenmeßgerät ausgegeben wurden. Dies war also die 1. Zeichenreihe, so daß nunmehr die nächste Zeichenreihe geschrie ben werden kann. Um einen entsprechenden Abstand zwischen diesen Reihen zu erhalten, hat der Zeilenzähler 48 nicht nur 7 Stellungen, wie sie für das Zei chen gebraucht werden, sondern 12 Stellungen. Diese 12 Stellungen sind so verteilt, daß vor dem Zeichen zunächst eine Zeile blind geschrieben wird, dann folgen die 7 Zeichenzeilen und an diese schließen sich nochmals 4 blin de Zeilen an. Zwischen jeder Zeichenreihe sind also 5 Zeilen Zwischenraum. Fig. 3 shows the protocol control device 32 in somewhat more detail, especially with regard to the query and sequence control 37 . Once the upper surface after the triggering of the start button scanned, calculated, the measured values and the profile curve are written, in the control flow of the Taktge is set erator 45 in motion, provided the first character on 41/42 via the multi-plexer 33 to the character generator 34 is available. In 33 , 12 characters can be stored for one line. Now the column counter 46, in conjunction with the multiplexer 35 , scans the 5 outputs of the line generator 34 , which represent the point assignment in the first line and are used to control the write voltage. Of course, the pen moves across the registration paper at the same time. As a result, the first line of the first character is written. In this exemplary embodiment, the column counter 46 has 7 positions, thereof 5 for the actual column scanning and 2 free positions for the character separation. As soon as the column counter switches from 6 to 0, the character counter 47 is advanced one position and the second character is fed to the character generator. Now, just as previously described for the first character, the first line of the second character is written. This continues until the 12th character, at which the pen has once moved across the registration paper. When the 12th character has been written, the nib returns to the starting position and the line counter 48 now switches to the second line. This continues until the 7th line is written, which means that the entire character has been recorded in its height. So there are now 12 characters written across the registration paper in a row, if such were output from the surface measuring device. So this was the first series of characters, so that the next series of characters can now be written. In order to obtain a corresponding distance between these rows, the line counter 48 has not only 7 positions, as are used for the characters, but 12 positions. These 12 positions are distributed in such a way that a line is first written blind before the character, followed by the 7 character lines and this is followed by another 4 blank lines. There is 5 spaces between each string.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß nicht 12 einfache Zeilen, sondern 12 Doppelzeilen, d. h. also insgesamt 24 Zeilen pro Zeichenhöhe geschrieben werden. Die im vorhergehenden Abschnitt angesprochenen Zeilen sind also stets Doppelzeilen gewesen. Durch die Doppelzeile wird erreicht, daß das Zeichen dichter, also lesbarer geschrieben wird. Außerdem würde bei einem auftretenden Zufallsfehler dieser weniger in Erscheinung treten. Die beschrie bene Art der Protokollierung ist hier eine beispielsweise. Sie kann auftre tenden Notwendigkeiten angepaßt, erweitert oder verringert werden.According to an embodiment of the invention it is provided that not 12 simple lines, but 12 double lines, d. H. written a total of 24 lines per character height will. So the lines mentioned in the previous section are always been double lines. The double line ensures that the Characters are written more densely, i.e. more legibly. In addition, one random errors that occur are less apparent. The described This type of logging is one example. It can appear be adjusted, expanded or reduced to meet the needs.

Claims

1. Documenting surface measuring device, ent

a) a micro-probe system guided by a feed device over the surface to be tested to generate an electrical measurement signal corresponding to the scanned surface profile profile,
b) arithmetic circuits for determining surface dimensions from the electrical measurement signal,
c) a surface profile recorder for recording the surface profile profile on a registration paper moving at a constant, adjustable feed speed by means of a pen which is deflected perpendicularly to the advance movement of the registration paper during the recording of the surface profile profile by the electrical measurement signal,
d) a device by means of which calculated surface dimensions are registered on the registration paper,

characterized by the following features:

e) the surface profile recorder ( 31 ) forms at the same time the device by which the calculated surface dimensions and all the setting data selected for the measurement of the surface measuring device are registered following the surface profile profile,
f) the nib ( 28 ) of the surface profile recorder ( 31 ) can be connected to a writing voltage source ( 27 ) and generates a point blackening of the electrosensitive recording paper ( 29 ) when actuated by the writing voltage source,
g) the deflection system ( 25 ) of the nib ( 28 ) can be connected to a voltage source ( 36 ) following the recording of the upper surface profile profile, which allows the nib ( 28 ) to perform rapid movements perpendicular to the feed movement of the registration paper,
h) for recording the calculated surface dimensions and the setting data of the surface measuring device, the writing voltage source ( 27 ) is connected to a control device ( 32 ) which contains a character generator ( 34 ) for generating a grid of lines and columns of the characters and which initially contains first line of all characters and then successively writes the following lines of all characters.

2. Surface measuring device according to claim 1, characterized characterized that the feed rate of the registration paper during registration surface dimensions and setting data depending on the feed speed of the Registration paper when recording the Surface profile course is adjustable.

3. Surface measuring device according to claim 1, characterized by such a control of the write voltage source ( 27 ) that each line is written twice GE.