DE2847452A1

DE2847452A1 - Mess- und abtastgeraet

Info

Publication number: DE2847452A1
Application number: DE19782847452
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof Dipl Ing Selbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1980-05-14

Description

Meß - und Abtastgerät
Der Stand der Technik, am eindrucksvollsten im Werkzeugbau dargestellt, ist durch mechanische Tastsysteme, Ultraschallsysteme und Schnittschablonen gekennzeichnet ,d.h. zweidimensionale Abwicklungen in einer durch Stufen vorgegebenen dritten Dimension.
Alle diese Systeme erfassen Tlnstetigkeitsatellen nur ungenau oder arbeitsaufwei0dig.
Die erheblichen Kosten dieser Verfahren entstehen aus der Mehrstufig.keit des Entwurfprozesses für die, die Form bestimmenden Schnittschablonen, welche von Zeichnungs aufmaßen ausgehend in natürlicher Größe aufgetragen und ges tragt werden müssen. Dazu kommt die notwendige Peinbearbeitung von Werkzeugoberflächen, welche nach der spangebenden Bearbeitung in Stufen vorliegen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe eines einstufigen Fertigungsprozesses für werkzeuge dadurch gelöst, daß die Koordinaten eines flinktes auf der Modelloberfläche in drei Achsen zusammen mit den Ableitungen der die Oberfläche beschreibenden Polynome bestimmt und die Logik des Rurvenstraks in Richtung der Polynome geprüft wird Mit diesen Daten wird der Momentanpol des Flächempunktes mit den für seine Darstellung notwendigen Freiheitsgraden -bis maximal 6 - ermittelt und der Maschinensteuerung eingegeben.
Das Gerät erfaPt jede stetige und unstetige Funktion, gestattet Vergrößerungen und Verkleinerungen, wie aucli die Vorwahl der Übertragungsgenauigkeit.
Das Meß - und Abtastgerät besteht aus einem Signalgenerator G, einem Sensor S, einem Auswerter A und einer Steuerungseinheit C, welche in einer Vorrichtung mit digitalisierten Achsen .n.ggeordnetsind Der Signalgenerator G emittiert elektromagnetische Wellen, welche im Meßpunkt ilire höchste Konzentration lei normalverteilter Energie aufweisen. Durch Defokussierung entstehen vor und hinter dem Meßpunkt Mischkollektive der Lnergiever teilung mit geringerer Energiedichte als der der Normalvert eili'g.
Iier Sensor S erfasst den Wert der höchsten Energiedichte, und deren Änderung während der Defokussierung zusammen mit der Defokussierungsgeschwindigkeit, welche eine Funktion der Seneratorgeometrie und der Abtastgeschwindigkeit ist.
Der t;nterscilied zwischen den entsprechenden Gerätekonstanten und der gemessenen Änderungsfunktion der Energiedichte beschreibt die Ableitung der die Oberfläche des Körpers beschreibenden Polynome.
Der Auswerter A ermittelt die Änderungsfunktionen und die Ableitungen der beschreibenden Polynome in den drei Achsen des Raumes und gibt die Daten an die Steuerungseinheit C weiter.
uie Steneungseinheit C ermittelt den Momentanpol des gemessenen Punktes auf der Oberfläche und die Zerspanungsfunktionl und minimiert gleichzeitig die Meßzeit des Meß - und Abtasterätes tii e Verwendung einer räumlichen Normalverteilung der Energiedichte stellt die Lageneutralität des Sensors S zum Meßpunlst sicher, welche damit durch zufällige Reflektionen unbeeinflußt bleibt

Claims

Patentansprüche Meß- und Abtastgerättdadurch gekennzeichllst, daß innerhalb eines Dreiachsensystems ein Signalgenerator einen Meßpunkt mit mehrdimensionaler Normalverteilung der Energie erzeugt, deren höchste Dichte Bezugspunkt für den Meßsensor ist.
2, Meß- und Abtastgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Defokussierung des Meßpunktes Miechkollektive der Energieverteilung erzeugt, deren Änderung der Energiedichte von der Geometrie des Signalgenerators, dessen Defokussierungs geschwindigkeit und den Winkeln der abzutastenden Oberfläche abhängt.
3. Meß- und Abtastgerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Unstetigkeitsstellen in der zu vermessenden Oberfläche eindeutig erfasst und zugeordnet werden,
4, Meß- und Abtastgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgenauigkeit unabhängig vom Reflektionsgrad der Oberfläche ist.
5. Meß- und Abtastgerät nach Anspruch 2, dadurch gskennzeichnet, daß die Meßwertübertragungsgenauigkei t meßb er ei chsunabh ängig vorgewählt werden kann.
6. Meß- und Abtastgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrauhigkeit des zu messenden Körpers für Kopiervorgänge einer vorzuwählenden Glättung unterworfen werden kann.
7. Meß - und Abtastgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertübertragung Maßstabsänderungen vorzugeben gestattet.

8, Meß- und Abtastgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte On-Line oder Off-Iine für die Steuerung räumlicher Kopiervorgänge mit 6 Freiheitsgraden übertragen werden.

9, Meß- und Abtastgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerätgenauigkeit automatisch, durch fortgesetzten Vergleich des Meßwertes mit dem Systemnull für jeden Meß-und Abtastprozeß nachgowiesen wird.