DE2838082C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Teilungsabstandes bzw. Teilungsfehlers beliebig geformter geometrischer Gebilde - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Teilungsabstandes bzw. Teilungsfehlers beliebig geformter geometrischer Gebilde, insbesondere der einzelnen in gleichem Abstand voneinander angeordneten System eines Systemträger-Endlosbandes.

Ein solches Meßverfahren und eine solche Meßvorrichtung werden benötigt, um beispielsweise Systemträger-Endlosbänder auf ihre Teilungsgenauigkeit hin überprüfen zu können, bevor sie der weiteren Verarbeitung zugeführt werden.

Die Prüfung auf Teilungsfehler solcher Systemträger-Endlosbänder wurde bisher mit einem Profilprojektor vorgenommen. Das Arbeiten mit einem Profilprojektor erfordert jedoch eine sehr lange Zeit, so daß aus wirtschaftlichen Gründen die Prüfung der Systemträger-Endlosbänder meist nur am Bandanfang und zuweilen auch am Bandende vorgenommen werden konnte. Diese Prüfung reicht jedoch meist nicht aus, da innerhalb eines Endlc.-bandes die Teilung — bedingt durch Vorschubungenauigkeiten bei der Herstellung des

Systemträgerbandes - beträchtlich schwanken kann.

Durch die DD-PS 1 03 056 ist eine Einrichtung zum Messen von Verschiebungen eines Gegenstandes gegenüber einem zweiten Gegenstand bekannt geworden, bei der eine aus optischen und lichtelektrischen Bauelementen bestehende Abtastvorrichtung mit einem als Reflexionsraster ausgebildeten feststehenden Rastermaßstab zusammenwirkt Mit Hilfe eines optischen Systems mit einer Lichtquelle wird eine Stelle des Rastermaßstabes auf eine zweite Stelle des Rastermaß-Stabes abgebildet, wobei sich bei der Telativbewegung der beiden Gegenstände die Abbildung der ersten Stelle gegensinnig zur zweiten Stelle bewegt Das Licht von der zweiten Stelle des Rastermaßstabes wird hierbei auf lichtelektrische Bauelemente geworfen. Hierbei bewirken zwei in den Strahlengang angeordnete schwach ablenkende Teile ent· Trennung der beiden abgebildeten Stellen in zwei Teilbilder mit >■l^ Versetzung, so daß die Bewegungsrichtung hieraus bestimmbar ist. Diese bekannte Einrichtung ist zur Messung des Teilungsab-Standes bzw. Teilungstehlers beliebig geformter geometrischer Gebilde nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, damit die Prüfung derartiger Systemträger-Endlosbänder erheblich genauer und schneller vorgenommen werden kann.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht hierbei darin, daß zwei in vorgegebenem Teilungsabstand voneinander entfernt liegende Teile der geometrischen Gebilde über zwei im gleichen Abstand voneinander angeordnete Projeklionsobjektive durch Parallelprojektion in den Farben rot Und grün lauf einem gemeinsamen Projektionsschirm überlagert abgebildet . werden,

Eine einfache und vorteihafte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch eine stationäre Projeiktionsoptik mit Rotfilter und eine verschiebbar angeordnete

Projektionsoptik mit Grünfilter, deren parallele Strahlengänge unmittelbar bzw. mittelbar mit Hilfe eines Ablenkspiegels Ober ein Teilerprisma gekoppelt und über ein Projektionsobjektiv auf einen gemeinsamen Projektionsschirm geleitet sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Verrichtung zur Durchführung des ι ο erfindungsgemäßen Verfahrens in prinzipieller Darstellung,

Fig.2 ein zur Prüfung bestimmtes Systemträger-Endlosband und

Fig.3 ein gekrümmtes Systemträger-Endlosband in vergrößerter Darstellung.

Mit 1 ist eine stationäre und mit 2 eine verschiebbar angeordnete Projektionsoptik bezeichnet, deren Strahlengänge 3 und 4 über ein Teilerprisma 5 gekoppelt auf einen gemeinsamen Projektionsschirm 6 geleitet sind. Hierbei wird der Strahlengang 4 mit Hilfe eines Spiegels 7 um 90" abgelenkt. Der Vcrschicbcbercich ist etwa 100 mm.

Die Projektionsoptik 1 besteht aus einem Projektionsobjektiv 8 und einem Kondensor 9, dem ein Rotfilter 10 vorgeschaltet ist Der Kondensor 9 steht über einen Lichtleiter 11 in an sich bekannter Weise mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Strahlenquelle in Verbindung. In gleicher Weise besteht die Projektionsoptik 2 aus einem Projektionsobjektiv 12 und einem Kondensor 13, dem ein Grünfilter 14 vorgeschaltet ist Auch der Kondensor 13 steht über einen Lichtleiter 15 mit einer Strahlenquelle in an sich bekannter Weise in Verbindung. Das zu prüfende bzw. zu messende Objekt 16 ist ein Systemträger-Endlosband, wie es in F i g. 2 näher dargestellt ist Die einzelnen Systeme 16a bis 16z des Systemträger-Endlosbandes 16 sind in gleichem Abstand voneinander angeordnet, wobei der Teilungsabstand A einem ganzen Vielfachen der Teilungsabstände a der Systeme 16a ... 16z untereinander beträgt Da es sich bei einem solchen System-Endlosband 16 um ein sehr labiles Gebilde handelt, wird es vor der Prüfung zwischen Aufnahmeschienen 17 und 17' zum Planieren und Justieren eingespannt Zur Prüfung des Systemträger-Endlosbandes wird nun der entsprechende Teilungsabstand A des in Fig. 2 dargestellten Systemträgei--Endlosbandes durch entsprechendes Verschieben der Projektionsoptik 2 relativ zur Projektionsoptik 1 auch bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingestellt Nach dem Einspannen des Systemträger-Endlosbandes werden nun die beiden Schienen 17 und 17' der Aufnahme so verschoben, daß beispielsweise die rechte Kante des Systems 16a am Bildschirm erscheint Stimmt die Teilung A des Systemträger-Endlosbandes mit dem gemäß F i g. 1 eingestellten Abstand der Projektionsoptiken 1 und 2 überein, so fallen die rechten Kanten der Svsteme 16a und I6y zusammen, und erscheinen entweder scharz oder weiß auf dem Bildschirm 6. Weicht jedoch der Teilungsabstand A des Systemträger-Endiosbandes 16 von dem durch die Einstellung der Projektionsoptiken 1 und 2 vorgegebenen Sollwert ab, 10 erscheint auf dem Bildschirm 6 entsprechend dem Vorzeichen dieser Abweichung entweder ein roter oder ein grüner Strich, dessen jeweilige Breite ein Maß für die Größe des Teilungsfehlers ist

Die gewählte Parallelprojektion ermöglicht es, daß der Nennteilüngsäbstand Sijfjerhälb eines großen Bereiches durch Verschieben des beweglichen Projektionsobjektives eingestellt werden kann, ohne daß die Vergrößerung und Bildschärfe beeinflußt wird. Durch die Projektionsobjektive 8 und 12 werden die Systemträgerkanten zunächst im Unendlichen abgebildet und nach Oberlagerung durch ein weiteres Objektiv 12 wieder reell auf dem Bildschirm 6 abgebildet

Die in Fig. 1 dargestellte Meßvorrichtung kann zur Teilungsmessung der verschiedensten Endlosbänder eingesetzt werden. Voraussetzung ist jedoch, daß kongruente Geometrien innerhalb eines Teilungsabstandes vorhanden sind.

Mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung kann außerdem auch die Bandkrümmung bzw. Säbelung an beliebiger Stelle über die volle Bandbreite innerhalb eines vorgegebenen Teilungsabstandes durchgeführt werden, wie in Fig.3 angedeutet ist Mit 18 ist ein Systemträgerband bezeichnet, dessen einzelne Systeme 18a bis 18z gesäbelt sind. Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist entspricht der Teilungsabstand A 'am Kopf der Systeme nicht mehr dem Teilungsabstand A" -:n Grunde des Systemträgerbandes. Durch zwei Messungen kann die Säbelung der Systeme 18a ... 18z ohne weiteres und schnell ermittelt werden, indem beispielsweise bei der ersten Messung die beiden Bohrungen 19a und 196 iind anschließend die Systemträgerteile 20a und 20z der Systeme 18a und 18z anvisiert und deren Abstand voneinander gemessen werden. Aus den beiden Messungen kann die Krümmung bzw. Säbelung des Systemträgerbandes 18 ermittelt werden.

Mittels einer Grob- und Feineinstellung läßt sich die vorzugsweise auf einem Kugelführungsschlitten befestigte bewegliche Optik 2 an jeder beliebigen Stelle innerhalb des gesamten Verschiebebereiches klemmen und fein einstellen. Zur Einstellung bzw. genauen Messung des Vi;rschiebeweges im Bereich von 10 mm wird vorzugsweise ein Inkremental-Meßtaster mit einer Auflösung von ± 1 μηι mit digitaler Anzeige verwendet Der Bereich über 10 mm hinaus kann mit entrprechend gestuften Endmaßen überbrückt werden.

Die Aufnahme 17,17' zum Planieren und Justieren des Syste* iträgerbandes 16 ist zweckmäßigerweise so gestaltet, daß das Endlosband unter Betätigung einer Fußbedienung bequem von vorne in die Aufnahme eingeführt werden kann. Steckbare Tiefenanschläge sowie Längsschlitze in den Planierplatten ermöglichen das Messen an jeder beliebigen Stelle eines beliebig geformten Systemträgerbandes über die volle Bandbreite innerhalb des einstellbaren Nennteilungsabstandes.

Vorzugsweise ist auch die Aufnahme mit Kugelführungisystemen aufgebaut und läßt sich zum Abgleich mittels Feineinsteller in Längs- und Querrichtung verstellen und um einen Drehpunkt nahe der stationären optischen Achse schwenken.

Zur Prüfung der Bandkrümmung und zum besseren Auffinden der Meßste'.len läßt sich die Aufnahme an zwei beliebig wählbaren Stellen innerhalb der Bandbreite mittels einstellbarer Anschläge positionieren. Reicht die Positioniergenauigkeit nicht aus — dies kann bei stark gekrümmten Bundern der Fall sein - so kann die Aufnahme bzw. das Systemträgerband gegen die Anschläge noch fein verstellt werden.

Zur automatischen Meßwerterfassung kann die Verschiebung bzw. der Teilungsfehler über einen elektrooptischen Bildwandler erfaßt und ausgewertet werden. Dies ist in F i g. i durch eine Fotodiodenzeile 21 angedeutet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung des Teilungsabstandes bzw. Teilungsfehlers beliebig geformter geometrischer Gabiide, insbesondere der einzelnen in gleichem Abstand voneinander angeordneten Systeme eines Systemträger-Endlosbandes, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in vorgegebenem Teilungsabstand voneinander entfernt liegende Teile der geometrischen Gebilde (16a—16z/über zwei im gleichen Abstand (A) voneinander angeordnete Projektionsoptiken (1,2) durch Parallelprojektion in den Farben rot und grün auf einem gemeinsamen Projektionsschirm (6) überlagert abgebildet werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine stationäre Projektionsoptik (1) mit Rotfilter (10) und eine gegenüber diese verschiebbar angeordnete Projektionsoptik (2) mit Grünfilter (14), deren parallele Strahlengänge (3 bzw. 4) unmittelbar bzw. mittelbar mit Hilfe c-i.ies Ablenkspiegels (7) über ein Teüerprisma (5) gekoppelt und über ein Projektionsobjektiv (i2) auf einen gemeinsamen Projektionsschirm (6) geleitet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden im Durchlichtverfahren arbeitenden Projektionsobjektiv? (8, 12) den Optiken (1,2) eine Kaltlichtbeleuchtung vorgesehen ist, die aus zwei Kondensorsystemen (9,13) mit je einem Lichtleiter (11, J5) besteht, die unterhalb der Projektionsobjektive (8,12) angebracht sind.

4. Vorrichtur -j nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Projektionsoptik (2) auf einem Kugelführungsschlitten angeordnet ist, welcher mit einer Grob- und Feineinstellung versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feineinstellung bzw. Feinmessung des Verschiebeweges der Projektionsoptik (2) ein Inkremental-Meßtaster mit digitaler Anzeige vorgesehen ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der über den Feineinstellbereich hinausgehende Meßbereich mit gestuften Endmaßen überbrückbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Planieren und Justieren des Endlosbandes (16) eine zwei Schienen (17, 17') aufweisende Aufnahme vorgesehen ist, wobei eine Schiene (17') nach unten beweglich angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (17, 17') der Aufnahme mit einstellbaren Anschlägen für das Endlosband (ίο) ausgestattet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Kugelführungssystemen ausgestattete Aufnahme in Quer- und Längsrichtung mit Hilfe einer Grob- und Feineinstellung sowie gegen Anschläge in bezug auf die Projektionsoptiken (1,2) verstellbar ist.

¹IO, Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge^ kennzeichnet, daß die Aufnahme um einen Drehpunkt nahe der stationären optischen Achse (1) schwenkbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Meßwerterfassung der Teilungsfehler über einen elektrooptischen Bildwandler (21) erfaßt wird,

IZ Vorrichtung nach Anspruch ti, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Fotodiodenzeile (21) als elektrooptischen Bildwandler.