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Einrichtung zur Bestimmung geometrischer Abmessungen
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an Prüflingen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung
geometrischer Abmessungen an Prüflingen mit Hilfe von Interferenzen, vorzugsweise
zur Antastung winklig zueinanderstehender Prüflingskanten, wie z. B. Gewinde- oder
Kegelfianken, mittels Xeinmeßgeräten.
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Aus der DD-PS 30.682 ist die optische Antastung von Prüflingen mittels
Zweistrahlinterferenzlinie und aus der DD-PS 93 641 mittels Mehrstrahlinterferenzlinie
bekannt, bei welcher ein oder mehrere monochromatische Parallelstrahlbttndel unter
vorgegebenen Winkeln zur optischen Achse eines Meßmikroskopes geneigt verlaufen
und auf einen Prüfling treffen und dort in reflektierte und vorbeilaufende Lichtbündel
geteilt werden, welche in der Nähe des Prüflings, in definiertem Abstand von diesem,
interferieren und somit meßtechnisch nutzbare Zwei- o der oder Mehrstrahlinterferenzlinien
bilden.
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Diese Einrichtungen bestehen aus einer Aufnahmevorrichtung für den
Prüfling, einem relativ zum Prüfling verschiebbaren Meßmikroskop oder fotoelektrischen
Empfängern und einer zugeordneten Beleuchtungseinrichtung, welche einen Kollimator
umfaßt, in dessen Brennebene eine transparente Schlitze besitzende Blende zur Erzeugung
ron unterschiedlich zur Tangentialebene im Meßpunkt der Prüflingsoberfläche geneigten
LichtbUndeln, von denen jeweils ein Teil an der Prüflingsoberfläche reflektiert
wird, und der andere Teil direkt in das Meßmikroskop trifft. Es ist ferner vorgeschlagen
worden (WP G 01 B/208 619), bei einer derartigen Einrichtung
hinter
einem Kollimator ein Beugungegitter im Beleuchtungsstrahlengang anzuordnen, um meßtechnisch
nutzbare Mehrstrahlinterferenzen auch im farbigen Licht parallel zur Prüflingsoberfläche
oder -kante zu erzeugen. Dabei werden Beim Antasten eines Prüflings die Schlitze
der Blende bzw. linien des Beugungsgitters parallel zu jeweilig anzutastenden Prüflingskante
eingestellt.
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Es ist deshalb ein Nachteil des Standes der Technik, daß bein Übergang
zu eier anders gerichteten Prüflingskante die Blende um die optische Achse soweit
verdreht werden muß, bis die Schlitze bzw. linien parallel zu der anderen Kante
eingestellt sind. Insbesondere tritt der Tangel der erforderlichen Spalt- bzw. Gitterdrehung
bei der Antastung von Gewinden und Kegeln in Erscheinung, wenn nacheinander unterschiedlich
gerichtete Gevrinde- oder Kegelfianken anzutasten sind. Damit treten ein erhöhter
Bedienanfwand, längere eßzeiten und ein erhöhter konstruktiv technischer Aufwand
auf.
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Der Zweck der Erfindung besteht in einer Beseitigung der Nachteile
des Standes der Technik, in einer Steigerung der Arbeitsproduktivität beim Messen
und in einer Verminderung des gerätetechnischen Aufwandes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Ausbildung
der Blende oder des Beugungsgitters bei einer Einrichtung zur Bestimmung geometrischer
Abmessungen an Prüflingen mittels Interferenzen ein Nachstellen der Blende oder
des Beugungsgitters bei der Antastung unterschiedlich gerichteter Prüflingsflächen
oder -kanten zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer derartigen Einrichtung,
die eine zu eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Kollimator umfaßt, dadurch gelöst,
daß eine in der Brennebene dieses Kollimators angeordnete Blende oder ein hinter
dem Kollimator angeordnetes Beugungsgitter lichtdurchlässige
Öffnungen
besitzen, welche zwei verschieden gerichteten Spaltsystemen bzw. Gittern angehören.
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Dabei ist es vorteilhaft, daß in der Brennebene des Kollimators zwei
unmittelbar hintereinander angeordnete und gegeneinander um die optische Achse drehbare
Teilblenden angeordnet sind, welche jeweils einen oder mehrere lichtdurchlässige
Spalte besitzen.
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Es ist ferner vorteilhaft, daß dem Kollimator zwei unniittelbar hintereinander
angeordnete und gegeneinander un die optische Achse drehbare Gitter nachgeordnet
sind.
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Durch diese Anordnung der lichtdurchlässigen Öffnungen, die gegeneinander
einstellbaren Blenden oder Beugungsgittern angehören, können unterschiedlich gerichtete
Prüflingsflächen oder -kanten, wie z. B. unterschiedliche Gewindeflanken, angetastet
werden, ohne daß ein Nachstellen der Blende oder des Beugungsgitters erforderlich
ist.
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Somit werden der manuelle Bedienungsaufwand und damIt die Meßzeiten
vermindert. Konstruktiv technischer Aufwand für die Blenden- bzw. Gitterdrehung
wird eingespart. Durch diese Anordnung zweier gegeneinander verdrehbarer Blenden
oser Beugungsgitter ist eine winkelmäßige Einstellung des Verlaufes der lichtdurchlässigen
Öffnungen und damit eine Anpassung an gewinkelte Prüflin,gsflächen oder -kanten
mrglich.
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Die Erfindung soll nachstehend an einer Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 als Applikationsbeispiel
einen Prufling mit kegelförmiger Spitze, Fig. 2 eine Teilblende mit Spalten, Pig.
3 ein Beugungsgitter, Fig. 4 eine zusammengesetzte Blende oder ein Beugungsgitter
mit Öffnungen, Fig. 5 eine Beleuchtungseinrichtung mit Blenden und Fig. 6 eine Beleuchtungseinrichtung
mit Beugungsgitter.
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Der in Fig. 1 dargestellte Prfling 1 besitzt z. B. einen zylindrischen
Teil mit kegelförmiger Spitze, wobei der Kegelwinkel je mittels Interferenzlinien
2 und 3, die parallel zu den Flanken 4 und 5 verlaufen, zu messen ist.
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mittels einer Spalte 6 aufweisenden Xeilblende 7 (Fig. 2) bzw. mittels
eines linearen Beugungsgitters 8 (Fig. 3) können Interferenzlinien 2 oder 3 immer
nur an einer der Planken 4 oder 5 mit optimalem Kontrast erzeugt werden, wozu die
Spalte 6 der Teilblende 7 oder die Gitterspalte 9 des Beugungsgitters 8 nacheinander
parallel zu diesen Flanken einzustellen sind.
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Fig. 4 zeigt eine atlas zwei Teilblenden 1o und 11 (Fig. 5) zusmengesetzte
Blende, welche Offnungen 12 besitzt, die den Spaltsystemen der beiden Teilblenden
1o und 11 gemeinsam angehören, wobei die Spalte dieser Teilblenden lo und 11, die
im Strahlengang unmittelbar hintereiander angeordnet sind, parallel zu Flanke 4
und 5 verlaufen.
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Da die Öffnungen 12 beiden Spaltsystemen angehören, erzeugen sie an
beiden Flanken 4 und 5 des Prüflings 1 gleichzeitig Interferenzlinien 2 und 3 mit
optimalem Kontrast.
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Entsprechendes gilt auch für ein Beugungsgitter mit Öffnungen, die
zwei Gittern gemeinsam angehören, wobei die Gitterspalte 9 des einen Gitters 13
parallel zur Flanke 4 und die Spalte des anderen Gitters 14 parallel zur Flanke
5 verlaufen. Beide Gitter 13 und 14 sind im Beleuchungsstrahlengang (Fig. 6) unmittelbar
hintereinander angeordnet.
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Fig. 5 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle 15
ursd mit in der vorderen Brennebene einer Kollimatorlinse 16 angeordneten Deilblenden
1o und 11, welche in der Überdeckung eine Blende mit Öffnungen 12 (Fig. 4) ergeben.
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Fig. 6 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle 15
und einer kreisförmigen Aperturblende 17 in der Brennebene der Kollimatorlinse 16,
welcher die beiden linearen Gitter 13 und 14, die Beugungsgitter darstellen
und
unmittelbar hintereinander liegen, nachgeordner sind.
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Diese Einrichtung erzeugt ebenfalls Interferenzlinien 2 und 3 an den
Flanken 4 und 5 des Prüflings 1 gleichzeitig mit optimalem Kontrast, wenn die Gitterspalte
9 des einen Gitters 13 parallel zur Plane 4 und die Gitterspalte des anderen Gitters
14 parallel zur Flanke 5 des Prüflings 1 verlaufen.
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Wird vorgesehen, daß die Teilblenden 10 und 11 bzw. die Gitter 13
und 14 zueinander um die optische Achse der Beleuchtungseinrichtung drehbar sind,
so ist eine Anpassung an unterschiedliche Meßaufgaben, z. B. bei der Messung an
Gewindeflanken oder in Karthesischen Koordinaten möglich.
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Entsprechend dem Winkel können somit die Teilblenden 10 und 11 bzw.
die Gitter 13 und 14 winkelmäßig zueinander eingestellt werden.