DE2425226A1

DE2425226A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausmessen von oberflaechen

Info

Publication number: DE2425226A1
Application number: DE19742425226
Authority: DE
Inventors: Philip Ross Bellwood; Derek Gordon Chetwynd; David John Whitehouse
Original assignee: Rank Organization Ltd
Current assignee: Rank Organization Ltd
Priority date: 1973-05-23
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1974-12-19
Also published as: JPS6018921B2; US3911257A; FR2230973B3; FR2230973A1; JPS5028858A; GB1436721A; CH590453A5

Description

Brit.Anm. No. 24748/73

vom 23. Mai 1973

The Rank Orhanisation Limited Millbank Tower, Millbank London S.UJ.1, England

Verfahren und Vorrichtung zum Ausmessen von Oberflächen

Die Erfindung betrifft das Ausmessen von Oberflächen, und insbesondere ein Verfahren und eine l/orrichtung zum Ableiten weiterveriuertbarer Parameter von nur einem Teil einer Werkstück-Oberfläche. . -

Bei dem Ausmessen von Oberflächen ist es bekannt, eine Vorrichtung mit einer Nadel zu verwenden, die über die Oberfläche geführt wird, um ein für die spezielle Form der Oberfläche repräsentatives Signal zu erzeugen. UJenn die Nennfläche des Werkstücks kreisförmig ist, sind die Nadel und das Werkstück relativ zueinander drehbar montiert, und die Nadel liefert ein Signal, das die Schwankungen der Unrundheit des Werkstücks und die Rauheit der Oberfläche darstellt. Eine der Schwierigkeiten, die in der bekannten Vorrichtung auftreten, besteht in der genauen Ausrichtung des Mittelpunkts der Drehung zwischen dem Werkstück und der Nadel mit dem Mittelpunkt des Werkstücks selbst. Um die Exzentrizität der Halterung zu bestimmen, ist es bisher nötig, die Fühlernadel und das Werkstück relativ zueinander durch mehrere Umdrehungen zu drehen, obwohl neuere Entwicklungen es gestatten, dass die Exzentrizität.aus dem von der Nadel abgegebenen Signal nach nur einer vollständigen Umdrehung errechnet werden kann.

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Es gibt jedoch bestimmte UJerkstückformen, die zusätzliche Schwierigkeiten bieten, weil sie keinen vollständig kreisförmigen Teil dar Oberfläche haben. Es ist bisher nicht möglich, diese Art von Abtast- oder messvorrichtung auf Werkstücken mit einer kreisförmigen Nennfläche zu verwenden, die eine Unstetigkeit in der Oberfläche, beispielsweise eine Keilnut, haben oder die aus Teilbögen zusammengesetzt ist, wie sie in den Laufflächen von Kugellagern zu finden sind. Durch die Erfindung soll ein Verfahren und eins Vorrichtung zum Ausmessen von Werkstücken und zur Bestimmung der Exzentrizität zwischen dem Mittelpunkt des Werkstücks und dem Mittelpunkt der Relativdrehung zwischen dem Werkstück und deren Nadel nach einer Relativdrehung nur über einen Kreisbogen angegeben werden.

Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung der Begriff "Mittelpunkt des Werkstücks" sich auf die Nennlage der Mitte eines kreisförmig gekrümmten Teils des Werkstücks bezieht und daher Werkstücke betrifft, die in sich nicht rund sind, bei denen Jedoch Teile ihrer Oberfläche nominal eine Kreisbogenform haben.

Weil die Schwankungen der Unrundheit und der Rauhigkeit eines kreisförmigen Teils eines Werkstücks gewöhnlich in ihrem Betrag viel kleiner als der Nennradius des Werkstücks sind, kann das Signal von der Nadel nur eine Messung der relativ kleineren Schwankungen der Unrundheit und der Rauhigkeit geben, wenn der Term für den Radius unterdrückt tuird. Dies ist auch erforderlich, weil sich sonst ein unmöglich hohes Verhältnis von dynamischem Bereich zur Auflösung ergibt, das auf den Wandler aufgegeben würde. Ferner würden sich sonst auch Probleme bei der Anzeige ergeben. Wenn die Schwankungen der Unrundheit und der Rauhigkeit angezeigt werden, werden diese Teile des von der Nadel erzeugten signals verstärkt, so dass nur die äusserste geometrische Oberfläche des Werkstücks angezeigt oder verwendet würde. Dazu sind im wesentlichen zwei Vorgänge, die Radiusunterdrückung und die Verstärkung des restlichen Signals, erforderlich. Durch diese beiden Operationen wird die geometrische Charakteristik des Signals, das von dem Wandler abgegeben wird,

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gegenüber der Charakteristik von einem Werkstück mit kreisförmiger Nennoberfläche in eine andere Form modifiziert.

Erfindungsgemäss uiird ein Verfahren zum Ausmessen einer Werkstückoberfläche mit kreisförmiger oder teilweise kreisförmiger Nennoberfläche angegeben, bei dem ein Fühler über die Oberfläche geführt wird, um das Profil derselben darstellende Signale zu erzeugen, wobei das Abtasten in einer Traverse durch eine Relativdrehung zwischen dem Werkstück und dem Fühler über einen begrenzten Kreisbogen, der kleiner als ein Vollkreis ist, erfolgt. Die Fühlersignale werden verstärkt, und es werden Signale erzeugt, die die relative UJinkelorientierung des Werkstücks und des Fühlers gegenüber einer Bezugsorientierung angeben. Die Winkelorientierungssignale werden mit den verstärkten Fühlersignalen kombiniert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Bezugslinie darstellt, die bei der Witte der kreisförmigen oder teilkreisförmigen Oberfläche des von dem Fühler abgetasteten Werkstücks zentriert ist und auf die Abweichungen der Oberfläche an dem abgetasteten Kreisbogen bezogen werden können, und/oder es werden Signale erzeugt, die die Exzentrizität des Mittelpunkts der kreisförmigen oder teilkreisförmigen Oberfläche des Werkstücks an dem abgetasteten Kreisbogen bezüglich dem Mittelpunkt der Relativdrehung zwischen dem Werkstück und dem Fühler darstellen.

Es kann gezeigt werden, dass bei einem genau kreisförmigen Werkstück, welches geringfügig exzentrisch bezüglich dem IMttelpunkt der Relativdrehung des Werkstücks und der Nadel angeordnet ist, nach den beiden Operationen der Radiusunterdrückung und der Verstärkung der Schwankungen in dem Signal das Signal, welches tatsächlich auf einer Karte angezeigt oder anderweitig von dem Instrument verwendet wird, nicht mehr die Form eines verschobenen Kreises hat, weil die relativen Grossen der einzelnen Terme geändert worden sind. Die Gleichung für ein genau kreisförmiges Werkstück, dessen mitte 0* um e(/0 von der Mitte der Relativdrehung 0 des Instruments exzentrisch angeordnet ist, ist gegeben durch:

k(0) = e Cos (8-/0 + R² - e²Sin² (Q-/0, 409851/0305

wobei R der Nennradius des Werkstücks gerechnet von dessen lYlitte ist. Demgegenüber ist die Linie, die bei dieser Situation nach einer Verstärkung und Radiusunterdrückung abgeleitet ist, gegeben durch:

(9) = t + e Cos (B-;0,

tuobei t der Radius des Werkstücks ist, wie er auf der Karte zu sehen ist.

UMhrend das ursprüngliche Signal die Gleichung eines echten Kreises,der um einen Mittelpunkt verschoben ist, darstellt, stellt daher das verarbeitete Signal, welches angezeigt oder von einem Rundheits-Ifleßinstrument verwendet wird, nicht die Gleichung

dar eines Kreises sondern einer Schneckenkurve, deren allgemeine

Gleichung in Polarkoordinaten ist:
Z = a Cos B + b.

Die Erfindung lehrt, dass ein Signal in der Form: £ (θ) = TT + T? Cos θ + "ysin θ

nach Aufzeichnen eine befriedigende Bezugslinie liefert, gegenüber der die Schwankungen in dem Oberflächenprofilsignal verglichen werden können. Die Linie kann aus einer Information erzeugt werden, die von einem Fühlerdurchgang über weniger als einen Vollkreis abgeleitet werden kann, wenn die Parameter ΊΓ, Y und "R, die weiter unten definiert sind, als Lösungen der Gleichung:

I=I² Γγ(Θ) - (R + -χ cos Θ+7 sin Q)J

² dB

^B1

gewählt sind, wobei r, R, "x, "y und θ Parameter darstellen, die wie folgt definiert sind:

r (B) ist der Wert der vergrösserten, radialen Abweichung der UJerkstückoberf lache von der mitte der Relativdrehung bei einem Winkel θ von einem Bezugswinkel, nachdem der unterdrückte Radius (L) eliminiert worden ist*

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7ί ist der Nennradius der Bezugslinie, wie sie auf der Karte zu sehen ist.

~x ist die x-Koordinate der Witte des-Werkstücks bezüglich der mitte der Relativdrehung des UJerkstücks und des Fühlers.

y ist die y-Koordinate der Witte des UJerkstücks bezüglich der fflitte der Relativdrehung des UJerkstücks und des Fühlers, wobei B₁ und θ_? respektive die UJinkelorientierung zwischen dem Werkstück und dem Fühler an dem Anfangs- und Endpunkt der Traverse des Fühlers über das Werkstück darstellt.

Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zum Ausmessen einer nominal^fkreisförmigen ader teilkreisförmigen Oberfläche eines Körpers, bei dem ein Fühler dadurch über die Oberfläche geführt uiird, dass eine Relativdrehung zwischen dem Körper und dem Fühler über einen begrenzten Kreisbogen bewirkt wird, der kleiner als ein l/ollkreis ist, und dass das Ausgangssignal des Fühlers mit Signalen kombiniert wird, die die relative UJinkelorientierung des Körpers und des Fühlers darstellen, um ein Ausgangssignal folgender Form zu erzeugen:

O (θ) = R" + 7 cos θ + Y sin Θ.

Wenn die Parameter T und Y dieser Gleichung getrennt abgeleitet werden, stellen sie die x- und y-Koordinate der Witte des UJerkstücks bezüglich dem Bezugsmittelpunkt dar, und diese können durch Verkleinerung um einen geeigneten Betrag so modifiziert werden, dass sie gleich den Komponenten der Exzentrizität sind.

Ferner wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Ausmessen einer nominal/kreisförmigen oder teilkreisförmigen Oberfläche eines Körpers gegeben, die einen Fühler, eine Einrichtung, um den Körper relativ drehbar bezüglich dem Fühler zu montieren, wodurch Fühlersignale erzeugt werden, wenn der Fühler bei einer Relativdrehung zwischen dem Körper und dem Fühler über die Oberfläche geführt wird, eine Einrichtung, um die relative UJinkelorientierung des Fühlers und des Körpers darstellende Signale . zu erzeugen, und eine Rechenschaltung aufweist, um die Fühler-

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ausgangssignale mit den Uiinkelorientierungssignalen zu kombinieren, die von einem Durchgang über einen Kreisbogen der Oberfläche, der kleiner als ein Uollkreis ist, erzeugt werden, um Signale zu erzeugen, die die Parameter Ύ und y~ darstellen, wie sie im folgenden definiert sind.

Vorzugsweise sind des weiteren Einrichtungen vorgesehen, um die die Parameter "3Γ und "y" darstellenden Signale zu verkleinern, um eine Darstellung der x- und y-Koordinaten der Hütte des Teils der Oberfläche des auszumessenden Körpers bezüglich der Witte der Relativdrehung zwischen dem Körper und dem Fühler zu erzeugen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zusätzlich Einrichtungen, um von den Fühlersignalen und den Ulinkelorientierungssignalen ein Signal abzuleiten, das den Parameter *R darstellt, wie er im folgenden definiert ist, und Einrichtungen vorgesehen, um die dia Parameter R, χ und y darstellenden Signale in ein Ausgangssignal zu kombinieren,dessen Form durch die folgende Gleichung dargestellt ist:

,/(8) = Tf + "x cos 8 + *y sin Θ,

welches ein Bezugssignal darstellt, auf das die Schwankungen des Fühlersignals bezogen werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 ein Diagramm, welches einen kreisförmigen Körper darstellt, der bezüglich einer Bezugsmitte 0 exzentrisch montiert ist;

Figur 2 eine schematische Darstellung, die die Form des Signals zeigt, nachdem es für die graphische Darstellung modifiziert worden ist;

Figur 3 eine schematische Darstellung, die eine spezielle Form einer bogenförmigen Oberfläche und eine optimal angepasste Bezugslinie zeigt, die durch das erfindungsgemässe Verfahren gewonnen wird;

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Figur 4 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Figur 5 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und

Figur 6 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Ulenn r(9) der augenblickliche liiert des Oberflächensignals ist (Figur 3), das mit einer Änderung von θ unterschiedliche liierte hat, hat die Bezugslinie für das Datensignal 'von dem Wandler vor der Anzeige auf der Karte die folgende Gleichung:

m(R-l) + mecos (Β-/*),

wobei ΠΙ die Vergrösserung und L der unterdrückte Radius ist. Wenn man zur Vereinfachung folgende Grossen einführt:

Wl (R-L) = TT, ffle = E und mecos(B-fi) = Ύ und Mesin(B-fi) = "y,

dann ist die Schneckenkurve für die Bezugslinie zwischen B. und B₂ gegeben durch:

J> (B) - S = R+"x" cosB + "7 sin B.

Um die am besten an die Ifleßdaten r(B) angepasste Schneckenkurve mit den Parametern R, x", yzu erhalten, muss das minimum der folgenden Gleichung bestimmt werden. Zur Vereinfachung uiird das Argument B der r-Uierte weggelassen. Das Kriterium für die beste Anpassung ist das Kriterium der kleinsten Fehlerquadrate. Daher muss das Integral:

1 =J ² Jr - ("R + Ύ cosB + 7 sineB)! ² dB

zu einem Minimum bezüglich ~R, H und y" respektiver gemacht werden. Dazu gilt:

dl . n. -dl - n. Jäi - η ^dR~ ' ^dx ' ^dy *

Die Lösungen der auf diese UJeise gebildeten Differentialgleichungen über einem begrenzten Kreisbogen von B₁ bis B» können wie folgt angegeben werden:

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'β.

rCosÖdÖ - B/ rdö) + c(

Γθ,

rSinOdO - D/ ² rdO) + Ci

ir- P=

¹ Jq.

- Dj rdO ) >1

-r

rdS)

⁵ P²COBOdO - A- Γ

*2

SinOd«

Die Konstanten A, B, C, D, E und Γ in den oben angegebenen,
allgemeinen Lösungen lassen sich u/ie folgt ausdrucken:

-Θ,

SinOdO

/λ t J

W₁ * Ί

^{Β a} 1 (SinOg- SiIiO₁

4-Γ

2 Γ^Θ2 COsOdO 1 SinOdO -/ SinOCosOdO

AP-C wobei A Fund C- die hier angege'benen Werte haben.

Cos^OdO -

CosödO

Eine Vorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie das erfindungsgemässe l/erfahren ausführen kann, muss daher zusätzlich zu der Fühlernadel eine Einrichtung haben, die auf die Ulinkelabu/eichung zwischen dem Werkstück und der Nadel von einer Bezugsorientierung anspricht. Diese Anordnung kann so getroffen sein, dass die Sinus- und Cosinus-Werte des Winkels geliefert werden, oder diese Werte können später in einem Rechner erstellt u/erden

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Die Anpassung der optimal angeglichenen Schneckenkurue an ein Signal, welches die Daten eines begrenzten Kreisbogens darstellt, ist mit der Erstellung eines optimal angepassten Kreises konsistent, wie sie gegenwärtig von der National Standard gefordert wird. Dies wird ersichtlich, wenn man den Ausdruck für die Parameter x, y und R in dem speziellen Fall von Q₂ - S^ s 2Tf betrachtet. Die Ausdrücke reduzieren sich dann auf:

rcosQdQ

Dies sind die ersten drei Fourier-Koeffizienten der Informationssignale. Ferner ist zu beachten, dass die allgemeinen Ausdrücke für Tt, y" und ^ nur die Integrale J rcosödQ, J rsinQdQ und J rd8 und die Konstanten A, B, C, D, E und F enthalten, die in der Praxis als V/erhältniswerte anstelle von Absolutwerten verwendet werden können.

Das in Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel weist einen Drehtisch 1 auf, auf dem ein Werkstück 2 mit einer Oberfläche montiert ist, die nur einen Teilkreisbogen einer Oberfläche bildet, über die eine Nadel 3 eines Fühlers 4 geführt wird, um ein elektrisches Signal zu erzeugen. Das Signal wird einem Verstärker 5 zugeführt, dessen Ausgang den augenblicklichen liiert des Radius r der bogenförmigen Oberfläche des Werkstücks 2 darstellt. Der Ausgang des Verstärkers 5 wird an einen Schalter 13 weitergegeben, der durch eine bistabile Schaltung 14 gesteuert wird, deren Eingänge von lYlikroschaltern 15, 16 und 17 gespeist werden, die auf einer ringförmigen Halterung (in Figur 4 nicht gezeigt) gelagert sind. Die Betätigungsstößel der Mikroschalter 15, 16 und 17 sind alle in derselben Richtung angeordnet, so dass sie von einer vorstehenden Rippe 19.auf dem Ring 18 betätigt werden können, der mit dem Drehtisch 1 bezüglich der Halterung (nicht gezeigt) drehbar angeordnet ist, auf der die Iflikroschal-

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ter 15, 16 und 17 getragen sind.

Bei dem IHeGvorgang dreht sich der Drehtisch 1 für das Werkstück im Uhrzeigersinn (Blickrichtung wie in Figur 4), so dass die Nadel 3 im Gegenuhrzeigersinn über die Bogenfläche des Werkstücks 2 geführt wird. Der Ausgang des Rlikroschalters ist mit dem Satz-Eingang der bistabilen Schaltung 14 verbunden, so dass, uienn die Rippe 19 auf dem Ring 18 den Iflikroschalter 15 betätigt, die bistabile Schaltung 14 in ihren Setz-Zustand geschaltet uiird und den Schalter 13 derart steuert, dass Signale von dem V/erstärker 5 zu der restlichen Schaltung durchgelassen werden, die im folgenden noch beschrieben ujird. Der Ausgang des ffiikroschalters 16 ist an den Rücksetz-Eingang der bistabilen Schaltung 14 gekoppelt, so dass, wenn die Rippe 19 des Rings 18 den ITIikroschalter 16 schaltet, die bistabile Schaltung 14 in ihren zurückgesetzten Zustand umgeschaltet uiird, um den Schalter 13 zu schliessen und den Durchgang weiterer Signale von dem Verstärker 5 zu der restlichen Schaltung zu sperren. Der Mikroschalter 17 ist mit seinem Ausgang an einen Rücksatz-Impulsgenerator angeschlossen, der auch von dem Start-Iflikroschaltar 15 einen Eingang empfängt. Der Rücksetz-Impulsgenerator wird durch ein Signal von dem fYIikroschalter gestartet und von einem Signal von dem Iflikroschalter 15 gestoppt. Im Betrieb liefert der Rücksatz-Impulsgenerator 26 ein Ausgangssignal, das an den Rücksetz-Eingang der bistabilen Schaltung 14 geführt wird. Die Position des Rlikroschalters 17 liegt bezüglich der Drehrichtung des Drehtisches 1 geringfügig vor dem Mikroschalter 15, so dass die bistabile Schaltung 14 ein Rücksetz-Signal kurz vor dem Satz-Signal des Start-dlikroschalters 15 empfängt, um sicherzustellen, dass es in dem zurückgesetzten Zustand ist, bevor ein Durchgang der Nadel 13 beginnt. Der Ausgang das Rücksetz-Impulsgenerators 26 wird auch den Rücksetz-Eingängen von drei Integratoren 23, 24 und 25 zugeführt, um die Kapazitäten dieser Schaltungen zu entladen und sicherzustellen, dass unmittelbar vor Beginn eines ffleßdurchganges diese drei Integratoren auf Q zurückgesetzt sind.

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Die Position der IKiikroschaltar 15, 16 und 17 auf ihrsr Halterung kann auf eine beliebige Position am Umfang des Drehtisches eingestellt werden, um eine beliebige Größe des Teilkreisbogens berücksichtigen zu können, der auf dem Werkstück zur Verfügung steht.

Wie bereits erwähnt wurde, stellt das Ausgangssignal des Verstärkers 5 das Datensignal r dar, und es müssen die Integrale JrdO, JrsinOdO und JrCOsQdB berechnet werden. Diese werden mit Hilfe eines Sinus-Potentiometers 22 und eines Cosinus-Potentiometers 21 gebildet, die mechanisch durch eine nicht gezeigte Einrichtung so angekoppelt sind, dass sie sich mit dem UJerkstück-Drehtisch 1 drehen, und die elektrisch in der in Figur 4 gezeigten Weise angeschlossen sind, um Signale von dem Verstärker 5 über den Schalter 13 aufzunehmen. Ein Inverter 2o ist parallel mit den zwei Potentiometern 21 und geschaltet, so dass die Polarität der Signale von den zwei Potentiometern für verschiedene Quadranten eingestellt werden kann, wenn die Bogenfläche des Werkstücks 2 sich über einen Bereich grosser als 90 erstrecken sollte. Der Schalter 13 ist mit einem Integrator 23, der Ausgang des Sinus-Potentiometers 22 mit dem Integrator 24 und der Ausgang des Cosimus-Potentiometere 21 mit dem Integrator 25 verbunden, so dass die Ausgänge von den drei Integratoren respektive die Integrale f rdB, JrsinBdB und JreosBdB darstellen.

Der Ausgang von jedem Verstärker wird an Potentiometer 3o, 31 und 32 zugeführt, die Wicklungen _a und Jj_ und im Fall des Potentiometers 32 eine dritte Wicklung _c_ haben. Die anderen Enden der Wicklungen der Potentiometer 3o, 31 und 32 sind mit den Ausgängen der Inverter 29, 28 bzw. 27 verbunden, deren Eingänge mit den Signalen von den Ausgängen der Integratoren 25, 24 bzw. 23 beaufschlagt sind. Die Wicklungen Jl der Potentiometer 3o, 31 und 32 sind mit dem Eingang einer Summierschaltung 35 über entsprechende Widerstände verbunden, während die Wicklungen JL der Potentiometer 3o, 31 und 32 alle mit dem Eingang einer Summierschaltung 36 über entsprechende Widerstände verbunden sind. Die Wicklung £_des Potentiometers 32 ist über

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einen U/iderstand mit dem Eingang einer Summierschaltung 37 verbunden, die auch mit Signalen von den Potentiometern 33 und 34 beaufschlagt wird, die über den Eingängen der Summierschaltungen 35 und 36 und den entsprechenden Inverterschaltungen 38 und 39 angeschlossen sind.

Die sieben Potentiometer-Wicklungen 3o _a_, 3ο _b_, 31 _a_, 31 _b_, 32 _a., 32 _b_ und 32 _c_ werden eingestellt, wenn die lYleßvorrichtung für eine IKleGung vorbereitet uiird, um die Werte darzustellen, die durch die Verhältnisse der Konstanten A, B, C, D, E und F, die die oben angegebenen liierte haben, und eine weitere Konstante G gegeben sind, die den Wert (Θ2 - 8-j)" hat,

Die Einstellfaktoren
de Tabelle gegeben:

der Potentiometer sind durch die folgen-

30a	jp	G
30b	Λ	B
31a	?	D
31b -	C y.
• 32a	-D7-3C
32b
32c	-AB-CD
33	2
34

Die Teilungsverhältnisse, die durch die Potentiometer 3o, 31, 32, 33 und 34 eingestellt sind, liefern die geeigneten Faktoren zur Eingabe der Signale an die Summierschaltungen 35, 36 und 37. Die Inverter 27, 28, 29, 38 und 39 ermöglichen die Umsetzung von jedem dieser Faktoren in ein Teilungsverhältnis des richtigen Vorzeichens.

Die oben beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt. Die Winkel Q^ und O₂ werden durch die Positionen der ITlikroschalter 15 und 16 bestimmt, und diese werden bezüglich der Bogenfläche des Werkstücks 2 so angeordnet, dass der erwünschte

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Bogenbereich erfasst wird, von dem die Nadel 3 Signale an die Schaltung liefert. Der Drehtisch 1 ujird dann in Drehung versetzt, und bei Betätigung des IKlikroschalters 17 durch die Rippe 19 auf dem Ring 18 werden die bistabile Schaltung 14 und die Kapazitäten der Integratoren 23, 24 und 25 in der oben beschriebenen UJeise gelöscht. Das Zeitintervall, während dem die Rücksetzimpulse von dem Generator 26 anstehen, dh·, während der Tisch sich durch einen Winkel zu/ischen den Kontaktpositionen der Rippe 19 mit dem Stößel des IKlikroschalters 17 und dem Stößel des Iflikroschalters 15 dreht, ermöglicht, dass der die Spindel für den Drehtisch antreibende Motor eine gleichförmige Geschwindigkeit annimmt, wenn er nur kurz vor der Kontaktgabe des Wlikroschalters 17 gestartet worden ist, und es gestattet ferner, dass der Wandler sich von einer beliebigen Diskontinuität auf der Oberfläche des Markstücks 2 erholt, mit der er in Kontakt war, unmittelbar bevor er an der auszumessenden Bogenfläche angreift.

Wenn die Positionen der IKlikroschalter 15 und 16 bestimmt sind, sind die liierte der Winkel Q₂ und Q- bekannt, und die Werte der Konstanten A bis G können anhand geeigneter Tabellen errechnet werden, da diese Konstanten ausschliesslich durch die Werte der zwei Winkel O₁ und Q₂ bestimmt sind. Die Werte der Potentiometer 3o, 31, 32, 33 und 34 werden dann gemäss den Verhältnissen eingestellt, die in der oben angegebenen Tabelle enthalten sind, um die notwendigen Proportionalitätsfaktoren für die durchgehenden Signale zu erzeugen·

Wenn der lYlikroschalter betätigt wird, um den Betrieb der Schaltung auszulösen, und wenn der Schalter 13 sich öffnet, um Signale von dem Verstärker zu dem Integrator 23 und dem Sinus-Potentiometer 22 und dem Cosinus-Potentiometer 21 durchzulassen, stellen die Ausgänge der drei Integratoren 23, 24 und 25 die Werte der Integrale J rdQ, J rcosQdQ- undJrsinQdQ respektive an den augenblicklichen Werten von Q dar, bis der Klikroschalter 16 die bistabile Schaltung 14 betätigt, um den Schalter 13 zu schliessen. Daraufhin werden die Ausgänge der drei Integratoren 23, 24 und 25 durch ihre entsprechenden

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Kapazitäten auf dem Wert der oben erwähnten Integrale zwischen den Winkeln Q₁ und Q₂ gehalten. Diese Integrale multipliziert mit den durch die Potentiometer 3o, 31 und 32 bestimmten Faktoren werden an die Eingänge der zwei Summierschaltungen 35 und 36 zugeführt, um Ausgangssignale für x bzw· ~y~ zu erzeugen· Das Ausgangssignal, welches den Wert R^ darstellt, wird von der Summierschaltung 37 erzeugt, deren Eingänge von Signalen von den Potentiometern 33 und 34, die IC und y~ zu einem Faktor darstellen, und ferner von dem Signal von dem Potentiometer 32 _c_ gebildet sind, das

das Integral Γ 2 darstellt. Die Ausgangssignale *x, *y und R, / rdQ

die während des Durchgangs der Nadel 3 über die Oberfläche 2 fortlaufend erzeugt werden, werden auch einer weiteren Rechenschaltung 1o1 zugeführt, die die Werte von IT und "y~ mit Signalen kombiniert, die den Sinus und den Cosinus des augenblicklichen Werts des Winkels Q darstellen, um ein Signal entsprechend der Schneckenkurve zu erzeugen, die zur Erzeugung einer graphischen Anzeige der Bezugslinie in einer Anzeigeeinrichtung 1o2 verwendet wird. Alternativ kann das Signal für die Schneckenkurve mit den Profildaten χ durch eine Subtraktionsschaltung kombiniert werden, um eine echte Anzeige der Unrundheit als zentrale, graphische Aufzeichnung oder als Ausgabe zu erzeugen. Die Ausgangssignale x" und y" können auch an Verkleinerungsschaltungen 1o3 bzw. 1o4 zugeführt werden, deren Ausgangssignale genau die x- und y-Koordinaten der Mitte des Werkstücks bezüglich der Mitte der Relativdrehung darstellen.

Vorzugsweise werden die Werte der Grenzwinkel Q₂ und Q₁ so eingestellt, dass an der Mittelposition genau zwischen den beiden Winkeln der Sinus-Potentiometer einen Faktor gleich Null und der Cosimus-Potentiometer einen Faktor gleich 1 erzeugt, da dies die Gleichungen vereinfacht, so dass eine verhältnisraässig einfache Schaltung verwendet werden kann. Die vereinfachten Gleichungen, wenn der Winkel von Θ. zu dem Mittelpunkt und der Winkel von dem Mittelpunkt zu Q₂ gleich gross und als -Q_Q bzw. Qg bezeichnet sind, lauten wie folgt:

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Ό
¹O

- rf⁰ ι

rdö - 2sinö_nx

Bai dem in Figur 5 gezeigten, alternativen Ausführungsbeispiel ist die Schaltung von dem Schalter 13, der auf die Eingangsdaten von dem Verstärker 5 wirkt, die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 4, mährend die Anordnung zur Erzeugung der Start- und Stoppsignale und des Rücksetzimpulses verschieden sind. Dieses Ausführungsbeispiel hat Vorteile gegenüber dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, da es eine genauere Bestimmung der Positionen der UJinkel 9,. und Q^ gestattet. Die IKlikroschalter 15 und 16 des Ausführungsbeispiels von Figur 4 haben eine inherente Ungenauigkeit in ihrem Betrieb, die gleich einem Umfangsabstand im Bereich von 0,5 mm ist. Bei einem Durchmesser von 15 cm entspricht dies einer Rechengenauigkeit von Λ% über einem Integrationsbereich von 3o , da auch eine Diskrepanz zwischen den Faktoren, die in den Potentiometern eingestellt sind, und dem tatsächlichen Integrationsujinkel vorhanden sein wird'. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist so ausgeführt, dass diese geringfügige Ungenauigkeit in der Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels nach Figur 4 dadurch überwunden wird, dass eine Spur 6 auf dem Drehtisch 1 und eine kombinierte Strahlquellen- und Strahlaufnahmeeinrichtung 7 vorgesehen wird, wodurch ein photoelektrisches Detektorsystem gebildet wird. Die

,weist

Spur/abwechselnde und unter gleichen Abständen angeordnete Segmente auf, die das Licht von einer Quelle 8 absorbieren bzw. reflektieren. . . ' " -

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Das reflektierte Licht uiird über einen Strahlteiler'9 von einer Photozelle 1o aufgenommen. Als Alternative kann die optische Reflektions-Codiereinrichtung durch eine optische Transmissions-Codiereinrichtung ersetzt werden, oder es kann alternativ eine ßlagnetspur vorgesehen sein, die im Zusammenhang mit magnetischen Leseköpfen betrieben u/ird. Die Breite der reflektierenden und absorbierenden Segmente der Spur können im Bereich von o,3 mm liegen, woraus in der Praxis eine Genauigkeit im Bereich von o,1 mm erzielt werden kann.

Der Durchgang der Segmente an der optischen Codiereinrichtung ujird durch einen Verstärker 11 und einen Schmitt-Trigger 12 in Flanken elektrischer Impulse umgesetzt. Dia Ulinkeländerung durch die Drehung des Drehtisches ujird dadurch aufgezeichnet, dass die Impulse in einem Zähler 4o mit Ableseeinrichtung 41 gezählt werden. Der Ausgang des Zählers 4o wird auch an eine logische Schaltung 42 weitergegeben, die von dem Zähler Triggerimpulse für Ulinkel decodiert, die B<, und 0« darstellen, die bei einer vorläufigen Einstellung der Traverse der Nadel 3 über die Werkstückoberfläche bestimmt sein können. Diese Winkel können durch die Eingänge 43 und 45 auf +8 und -8 bezüglich einer Mittellage eingestellt werden, wie oben beschrieben wurde. Dadurch könnsn die Potentiometer 3o Ji₁, 31 _b_und 32 JL sowie der Potentiometer 34 und der Inverter 39 weggelassen werden. Die logische Schaltung 42 liefert Ausgangssignale an eine logische Taktschaltung 46, die Ausgangssignale mit der richtigen Dauer bezüglich den Start-, Stopp- und Rücksetz-Signalen liefert, die im Zusammenhang mit Figur 4 beschrieben wurden.

Der Ausgang des Schmitt-Triggers 12 kann auch an die logische Taktschaltung 46 zugeführt werden (diese Verbindung ist in Figur 5 als unterbrochene Linie gezeigt), wobei die Impulse von dem Schmitt-Trigger dazu verwendet werden können, die Integratoren der in Figur 4 gezeigten Schaltung über den Schalter während einer festgelegten Zeitdauer für jeden Impuls des Schmitt-Triggers zu betätigen. Jeder Impuls stellt genau ein Inkrement der li/inkeldrehung dar. Daher ist die gesamte Integrationszeit ein WIaQ für die gesamte Ulinkeldrehung, die durch

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die Grenzwerte gesteuert uiird, die in der Schaltung 42 durch die Eingänge 43 und 45 eingestellt sind. Die Integration ist die gleiche, unabhängig davon, wie die Drehung zwischen den Impulsen fortschreitet, so dass der Drehtisch in solch einem Ausführungsbeispiel mit variierenden Geschwindigkeiten während der Traverse gedreht werden kann, wenn nur die Zeit pro Ulinkelinkrement nicht so kurz ist, dass sie sich dem UJert der Betriebszeit (Zeitkonstante) der Integratoren nähert.

Diese Technik kann in vorteilhafter UJeise dann angewendet werden, wenn ein S_cnrittmotor zum Antrieb des Drehtisches verwendet wird, wobei der Schrittmotor steht, während jeder Integrationsimpuls übertragen wird. Dadurch kann ein Oscillator, von dem der Antrieb des Schrittmotors abgenommen wird, als Taktsignalquelle dienen, und eine weitere Verbesserung in der Auflösung der UJinkelschritte kann dadurch erzielt werden, wobei jedoch Fehler in dem Getriebe des Antriebs (2 min ) und Fehler in der Motorschrittposition (weniger als 1 min an dem Drehtisch) eingehen. Die Verwendung eines Schrittmotorantriebs liefert die besten Resultate, wenn Daten während der Ruheperioden des Antriebs aufgenommen werden, obwohl durch seine Verwendung langsamere Drehgeschwindigkeiten auftreten und die Notwendigkeit besteht, ein hydrostatisches Lager oder ein mehrstufiges Getriebe für die Drehtischspindel zu verwenden.

In Figur 6 ist ein schematisches Blockdiagramm eines alternativen usführungsbeispiels gezeigt, bei dem die Schaltung von Figur 4, die als Analogrechner arbeitet, durch eine Schaltung ersetzt ist, die als digitaler Spezialrechner arbeitet. Für dieses Ausführungsbeispiel wird das Datensignal in eine Folge digitaler Worte mit einer Rate umgesetzt, die durch eine Taktimpulsquelle bestimmt ist. Die Cosinus- und Sinus-Potentiometer werden durch Cosinus- und Sinus-Auslesetabellen 61 und 62 eines ROIKl ersetzt, der Signale für die Werte des Winkels B in digitaler Form beispielsweise von einer Einrichtung wie dem Rechner (Figur 5) aufnimmt. Die Ausgänge der Tabellen 61 und 62 werden den jeweiligen fflultipliem 63 und 64 zugeführt, die die Sinusbzw. Cosinus-UJerta zusammen mit den digitalen Datenworten als

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Faktoren über den Winkel einer gültigen Datenaufnahme annehmen. Die Eingänge für die Auslese-Tabellen 61 und 62, die den liiert des Winkels θ zu jedem Zeitpunkt darstellen, werden von einem Codierer 6o geliefert, der so ausgeführt ist, wie im Zusammenhang mit Figur 5 beschrieben tuurde, und mit Taktimpulsen von einem Taktgeber 59 gespeist uiird, der auch die Ausgangs-Taktsignale C₁, C₂ und C₃ erzeugt, die die Schaltung steuern, wie noch beschrieben wird. Das Taktsignal C2 ujird den Rlultipliern 63 und 64 zugeführt, um deren Ausgangssignale zu steuern, die den S_ammelregistern 65 bzu/. 66 zugeführt u/erden.

Das analoge Ausgangssignal von dem Wandler wird einem Analog-Digital-Umsetzer 75 zugeführt, der durch das Taktsignal C₁ gesteuert ist und dessen Ausgangssignale in Form digitaler Worte als Faktoren an die (multiplier 63 und 64 und als Eingangssignale an ein weiteres Sammelregister 67 gegeben vuerden. Die drei Register 65, 66 und 67 führen eine Integration durch, die fortgesetzt wird, bis ein Stoppsignal entlang der Leitung C, durch den Taktgeber 59 erzeugt wird. Die in den drei Registern 65, 66 und 67 aufgesammelten Daten stellen dann die drei Integrale ΓrsinOdO,J rCosQdQ und Jrd9 respektive dar. Die Parameter x, y und "R~ u/erden in digitaler Form nach der Übertragung eines Stoppsignals dadurch errechnet, dass die Inhalte der drei Register mit Faktoren multipliziert oder durch die Faktoren dividiert werden, die von dem Winkel, über dem Daten zur Verfügung stehen, abgeleitet sind, und dadurch, dass die mit Faktoren versehenen Ausgänge kombiniert werden. Diese Faktoren werden durch eine Konstanten-Ausleseanordnung 68 geliefert, die von dem Codierer 60 über ein Gatter 69 mit einem digitalen Signal gespeist uiird, das den Winkel θ darstellt. Die erforderlichen Faktoren können auch von einer Winkelablesung, die beim Einstellen der Anordnung erhalten wird, von Hand in den Rechner eingegeben werden. Anderenfalls kann der Rechner selbst so ausgeführt sein, dass er die Faktoren in einem Unterprogramm erstellt, in dem nur die U/inkeldaten an dem Start- und dem Stoppsignal erforderlich sind. Die Ausgänge von der Konstanten-Ausleseeinrichtung 68 werden an entsprechende multiplier 7o, 71 und 72 zugeführt, die mit einer Subtraktionsschaltung 73, einem

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weiteren Multiplier 74, einer Divisionsschaltung 77 und einem Addierer 76 angeschlossen sind, uiie in Figur 6 gezeigt ist.

Im Betrieb dieser Schaltung ist es erforderlich, wenigstens eine anfängliche Traverse durchzuführen, um die Position der Endpunkte O₁ und 9„ zu bestimmen, damit die Vorrichtung auf eine symmetrische Arbeitsweise um einen [Mittelpunkt eingestellt werden kann, wie oben in Zusammenhang mit Figur 4 beschrieben wurde. Die zur Ableitung der Hfleßdaten durchgeführte Traverse wird dann vorgenommen, um die effektive Integration an den Registern 65, 66 und 67 durchzuführen, wonach die Taktimpulse von dem Taktgeber 59, die die Tabellen 61, 62 und 68 speisen, gestoppt und sechs Taktimpulse T bis Tg erzeugt werden, um den Betrieb der Schaltungen 7o, 71, 72, 73, 74, 76 und 77 zu steuern. Die sechs Zeitintervalle werden verwendet, um sicherzustellen, dass die Schaltungs-Ausgangssignale stabil sind, bevor sie das Resultat beeinflussen. Die Werte "x, "y* und R werden an den Ausgängen des Multipliers 71, des multipliers und der Addierschaltung 76 respektive erstellt. Die Werte von x", 7 und R können dann dazu verwendet werden, mit geeigneten Getrieben versehene Schrittmotoren anzutreiben, um das Werkstück bezüglich der Mitte des Drehtisches zu zentrieren.

Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervor, dass die Erfindung eine ifleßvorrichtung schafft, in der das Profil eines Werkstücks über einem begrenzten Kreisbogen, der kleiner als eine volle Drehung ist, ausgemessen werden kann, wobei die Daten zur E_rZBUgung von Ausgangssignalen, die sowohl die Exzentrizitätskomponenten des Werkstücks bezüglich der Bezugsmitte des Wen<stück-Drehtisches darstellen, als auch zur Erzeugung einer Bezugslinie verwendet werden, gegenüber der die Abweichungen der Oberfläche über dem ausgerissenen Kreisbogen verglichen werden können.

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Claims

Patentansprüche

. Verfahren zum Ausmessen einer nominalkreisförmigen oder

teilkreisförmigen Oberfläche eines Körpers, wobei ein Fühler in einer Traverse über die Oberfläche geführt luird, um für das Profil der Oberfläche charakteristische Signale zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die* Traverse durch eine Relativdrehung zwischen dem Körper und dem Fühler über einem begrenzten Kreisbogen, der kleiner als ein l/ollkreis ist, durchgeführt wird, dass die Fühlersignale verstärkt und Signale erzeugt uierden, die die relative UJinkelorientierung des Körpers und des Fühlers bezüglich einer Bezugsorientierung darstellen, dass die Ulinkelorientierungssignale mit dem verstärkten Fühlersignalen kombiniert werden, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Bezugslinie darstellt, die an der Mitte der kreisförmigen oder teilkreisförmigen Oberfläche des von dem Fühler abgetasteten Körpers zentriert ist und gegenüber der Abweichungen der Oberfläche über dem ausgemessenen Kreisbogen bezogen werden können, und/oder um Signale zu erzeugen, die die Exzentrizität der Mitte der kreisförmigen oder teilkreisförmigen Oberfläche des Körpers über dem ausgemessenen Kreisbogen bezüglich der Mitte der Relativdrehung zwischen dem Körper und dem Fühler darstellen,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kombination der UJinkelorientierungssignale und der Fühlersignale ein Ausgangssignal erzeugt wird, das durch folgende Gleichung gegeben ist:

J?(9) = TT + x" cos θ + "sin B,

die eine Bezugslinie darstellt, wenn R, ~x~, y und θ in der beschriebenen U/eise definiert sind.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekannzeichnet, dass die Koeffizienten *R, x* und y" aus den Ausdrücken abgeleitet werden, die die hier angegebenen Lösungen folgender Gleichung bilden:

(θ) - (R + x" cos θ + y sin θ) /

wobei r (θ) den liiert des verstärkten Fühlersignals an dem U/inkel θ von der vorgegebenen Orientierung zwischen den Orientierungen darstellt, die durch 9. und Q₂ gegeben sind.
4. V/erfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

dass die Signale, die die Parameter T und y" darstellen, bis zu einem Ausmaß verkleinert werden, wo sie eine Darstellung der Exzentrizität der Mitte des Kreisbogens der Oberfläche des Körpers, über den der Fühler geführt worden ist, bezüglich der Witte der Relativdrehung zwischen dem Körper und dem Fühler bilden.
5. Vorrichtung zum Ausmessen einer nominalkreisförmigen oder teilkreisförmigen Oberfläche eines Körpers mit einem Fühler, einer Einrichtung, um den .Körper relativ drehbar gegenüber dem Fühler zu haltern, wobei Fühlersignale erzeugt werden, wenn der Fühler bei einer Relativdrehung zwischen dem Körper und dem Fühler in einer Traverse über die Oberfläche geführt wird, gekennzeichnet durch Einrichtungen(i5, 16, 17, 2o, 21,22), um Signale zu erzeugen, die die relative Ufinkelorientierung des Fühlers und des Körpers darstellen, und durch eine Rechnerschaltung (23, 24, 25, 27, 28, 29, 3o, 31, 32, 35, 36), um die Ausgangssignale des Fühlers mit den lüinkelorientierungssignalen zu kombinieren, die bei einer Traverse über einen Kreisbogen der Oberfläche, der kleiner als ein Uollkreis ist, erzeugt werden, um Signale zu erzeugen, die die Parameter ~x* und ~ darstellen, wie sie oben definiert sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtun gen (io3, 1o4), um die die Parameter TC und y darstellenden Signale zu verkleinern, um eine Darstellung der x- und y-Koordinaten der Mitte des Teils der Oberfläche des Körpers (2), der ausgemessen wird, gegenüber der Witte der Relativdrehung zwischen dem Körper (2) und dem Fühler (3, 4) zu bilden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen (23, 27, 32, 37), um von den Fühlersignalen und den 11/inkelorientierungssignalen ein Signal abzuleiten, das den Parameter R darstellt, u/ie er oben definiert ist, und durch eine Einrichtung (ioi), um die die Parameter W, x" und y darstellenden Signale in ein Ausgangssignal einer Form zu kombinieren, die durch folgende Gleichung dargestellt ist:

y (B) = Έ + x" cos B + y sin B,

um ein ßezugssignal darzustellen, auf das die Schwankungen des Fühlersignals bezogen morden können.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch

eine Anzeigeeinrichtung (io2), um das Bezugssignal und das Fühlersignal anzuzeigen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

dass die Einrichtung (2o, 21, 22) zur Erzeugung von Signalen, die die relative Ulinkelorientierung des Körpers (2) und des Fühlers (3,4) darstellen, einen Sinus-Potentiometer (21) und einen Cosinus-Potentiometer (22) aufweisen, die körperlich an die Halterung (4) für den Fühler und die Halterung (1) für den Körper gekoppelt sind und mit einem Signal gespeist werden, das von dem Fühlerausgangssignal abgeleitet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

dass die Ausgänge der Sinus- und Cosinus-Potentiometer (21, 22) respektive an Integratoren (25, 24) angeschlossen sind,

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die eine Anordnung weiterer Potentiometer (3o, 31, 32) und respektive Inverterschaltungen (29, 28, 27) speisen, die auch Signale von einem Integrator (23) aufnehmen, der mit den Fühlersignalen beaufschlagt ist, dass die Anordnung der Potentiometer (3o, 31, 32) so getroffen ist, dass die ihnen zugeführten Eingangssignale nach den Verhältnissen der Konstanten A, B, C, D, E, F, wie sie oben definiert sind, modifiziert werden, und dass eine Einrichtung (35,36) vorgesehen ist, um die kombinierten Ausgänge der Potentiometer (3o, 31, 32) aufzusummieren, um dadurch Signale zu erzeugen, die die Parameter "5Γ und "y" darstellen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, dass eine Summierschaltung (37) vorgesehen ist, die zur Aufnahme der die Parameter "x und "y" darstellenden Signale und an einen Potentiometer (32) angeschlossen ist, der über den Ausgängen des Integrators (23), der mit den Fühlersignalen gespeist wird, und eines Inverters (27) angeschaltet ist, der mit den Ausgangssignalen des Integrators (23) gespeist wird, wodurch ein Ausgangssignal erzeugt wird, das den Parameter R darstellt, wie er hier definiert ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, gekennzeichnet durch

Einrichtungen (15, 16, 17) zur Bestimmung der Endpunkte der Traverse des Fühlers ( 2) über den Körper, und durch Einrichtungen (13_S 14), um die Schaltung derart zu steuern, dass sie nur dann in Betrieb gesetzt wird, wenn die relative Orientierung des Körpers (2) und des Fühlers (3) zwischen den beiden Endpunkten liegt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bestimmung der Endpunkte einen ersten Schalter (15) und einen zweiten Schalter (16) aufweist, die mechanisch betätigbar sind und respektive mit den Setz- und Rücksetzeingängen einer bistabilen Schaltung (14) verbunden sind, deren Ausgang einen dritten Schalter (13) in der Ausgangsleitung von dem Fühler (3, 4)

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steuert, und dass die Schalter (15, 16) an der Halterung (1) für den Körper einstellbar montiert sind und mit einem Schaltbetätigungsglied (19) zusammenwirken, wobei die Schalter (15, 16) und das Schalterbetätigungsglied (19) entsprechend der Relativbewegung zwischen der Halterung (1) und dem Fühler (3) relativ zueinander bewegbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer von dem Schalterbetätigungsglied (19) betätigbarer Schalter (17) vorgesehen ist, der vor dem ersten Schalter (15) der zwei Schalter (15, 16) bezüglich der Richtung der Relativdrehung bei einer Rleßtraverse des Fühlers (3) liegt, dass der weitere Schalter (17) mit einem Rücksetz-Impulsgenerator (26) verbunden ist, der an den Rücksetz-Eingang der bistabilen Schaltung (14) angeschaltet ist, um eine Vielzahl von Rücksetzimpulsen an die Schaltung (14) abzugeben, um sicherzustellen, dass die bistabile Schaltung (14) in ihrem zurückgesetzten Zustand ist, wenn das Schalterbetätigungsglied (19) den ersten Schalter (15) betätigt hat.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, 14 und 1o, dadurch gekennzeichnet,

dass der Rücksetz-Impulsgenerator (26) auch mit den Rücksetzeingängen der Integratoren (23, 24, 25)· der Vorrichtung verbunden ist, um sicherzustellen, dass diese zurückgesetzt sind, bevor sie Datensignale bei Betätigung des ersten Schalters (15) aufnehmen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bestimmung der beiden Endpunkte eine optische Codiereinrichtung (6, 7, 8, 9, 1o) aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

dass die optische Codiereinrichtung ein Glied (6) mit einer Vielzahl abwechselnd reflektierender und absorbierender Segmente an seinem Umfang, eine Lichtquelle (8), um einen Lichtstrahl auf die Segmente zu richten, wobei die Licht-

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quelle (8) und das Glied (6) entsprechend der Relativdrehung zwischen der Halterung (i) für den Körper und dem Fühler (3) relativ zueinander drehbar montiert sind,und

.aufweist
einen Detektor (Io)/T der mit der Lichtquelle angeordnet ist, um das Licht zu messen, u/elches von den reflektierenden Teilen des Gliedes (6), mährend diese vorbeibewegt werden, und um Ausgangsimpulse in Abhängigkeit davon zu erzeugen, und dass eine Einrichtung (4o) zum Zählen der Ausgangsimpulse des Detektors vorgesehen ist, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die relative UJinkelorientisrung des Körpers und des Fühlers darstellt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Zählers (4a ) an eine logische Schaltung (42) zugeführt wird, die von den Zählerausgangssignalen Signale zur Steuerung eines Schalters (13) in der Ausgangsleitung von dem Fühler (3, 4) erzeugt, um Signale von dem Fühler (3, 4) an die folgenden Teile der Schaltung nur zwischen zwei ausgewählten UJinkelorientierungen zwischen dem Körper (2) und dem Fühler (3) durchzulassen.
19. Uorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,

dass die logische Schaltung eine Einrichtung (46) aufweist, um einen Rücksetzimpuls an die Integratoren (23, 24, 25) bei einer Relativdrehung zwischen der Halterung (1) für den Körper und dem Fühler (3) zu einer der ausgewählten, relativen UJinkelorientierungen des Körpers (2) und des Fühlers (3) bei einer vorbestimmten Position in dem Vorschub anzulegen, wenn der Körper (2) und der Fühler (3) ausserhalb des Bereichs liegen, der von den zwei ausgewählten, relativen UJinkelorientierungen bestimmt ist, um sicherzustellen, dass die Integratoren (23, 24, 25) zurückgesetzt werden, bevor eine Traverse zwischen den zwei ausgewählten, relativen Ulinkelorientierungen beginnt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (75), um die Ausgangssignale von dem Fühler (3)in die digitale Form umzusetzen, eine Einrich-,

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tung (60), um digitale Signale zu erzeugen, die die relative Ulinkelorientiarung das Körpers (2) und das Fühlers (3) darstellen, und einen digitalen Spazialrechner, um davon Ausgangssignale zu erzeugen, die die Parameter IT, "y und R darstellen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (60, 61, 62) zur Erzeugung digitaler Sig_nai_ej die die relative IHinkelorientierung des Körpers und des Fühlers darstellen, Sinus- und Cosinus-Ausleseeinrichtungen (61, 62) aufweisen, die mit Signalen von einer optischen Codiereinrichtung (60) gespeist sind und Ausgangsimpulse in Abhängigkeit von der relativen lüinkelbemegung zwischen dem Körper (2) und dem Fühler (3) erzeugen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Sinus- und Cosinus-Ausleseeinrichtung (61, 62) an einen ersten bzui. zweiten multiplier (63, 64) zugeführt werden, die beide mit den Ausgangssignalen von einem Analog-Digital-Umsetzer (75) gespeist werden, der Signale von dem Fühler (3) aufnimmt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge des ersten und des zweiten multipliers (63,

64) respektive einem ersten und einem zweiten Sammelregister (65, 66) zugeführt werden, während ein drittes Sammelregister (67) direkt mit Signalen von dem Analog-Digital-Umsetzer (75) gespeist wird, und dass die drei Register (65, 66, 67) mit einem Taktstauersignal(C.J von einer Taktschaltung (59) beaufschlagt werden.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

dass der Ausgang des ersten Registers (65) an einen dritten multiplier (7o) zugeführt wird, der auch mit Signalen voneiner Speicherschaltung (68) gespeist wird, die die Werte der Konstanten A, B, C, D, E, F, wie sie oben definiert sind, speichert, wobei der Ausgang des

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dritten Multipliers (7o) den Parameter y" darstellt, uiie er hier definiert ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des zweiten Registers (66) an einen Eingang einer Subtraktionsschaltung (73) zugeführt uiird, deren anderer Eingang mit dem Ausgangssignal von einem vierten multiplier (72) gespeist wird, dessen Eingänge von der

die
Speicherschaltung (68)/die Konstanten A, B, C, D, E, F speichert, und dem dritten Register (67) respektive gespeist sind, dass der Ausgang der Subtraktionsschaltung (74) auf einen Eingang eines fünften multipliers (71) gegeben wird, dessen anderer Eingang von dem Speicher (68) für die Konstanten gespeist uiird, wobei der Ausgang des fünften multipliers (71) den Parameter χ darstellt, uiie er hier definiert ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des fünften multipliers (71) an den Eingang eines sechsten multipliers (74) zugeführt wird, dessen anderer Eingang von der Taktschaltung (59) gespeist ist, und dass der Ausgang des sechsten multipliers (74) an einen Eingang einer Addierschaltung (76) zugeführt uiird, deren anderer Eingang von einer Divisionsschaltung (77) gespeist wird, der Signale von dem dritten Register (7o) und Signale von der Codiereinrichtung (6o) aufgegeben werden, wobei der Ausgang der Addierschaltung (76) den Parameter "r" darstellt, uiie er hier definiert ist.

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