DE3147354A1 - Einrichtung zur anlage eines laengenmesstasters an die oberflaeche eines messobjekts - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Anlage eines Längenmeßtasters
• an die Oberfläche eines Meßobjekts Die EiTiiiQun- betrifft eine Einrichtung zur Anlage eines Längenmeßtasters an die Oberfläche eines Meßobjekts der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
• Bei der Messung mittels Meßtastern, die zum Zwecke der Messung, meistens mit einem Stößel, an der Oberfläche eines Meßobjekts anliegen, ist die Anlage mit einer bestimmten und über den Meßvorgang möglichst konstanten Meßkraft von besonderer Bedeutung, weil sich die Meßwerte, insbesondere aufgrund von Durchbiegungen des Meßobjekts, beispielsweise bei langen Nockenwellen, in Abhängigkeit von der Anlagekraft ändern.
• Bekannte Einrichtungen zur Anlage eines Längenmeßtasters an die Oberfläche eines Meßobjekts bestehen im wesentlichen aus einer Feder, die den Meßstößel des Längenmeßtasters gegen das Meßobjekt drückt. Eine Feder ist jedoch nicht in der Lage, eine bei unterschiedlichen Lagen des Meßstößels konstante Anlagekraft zu erzeugen.
• Es ist auch bekannt, die Anlage mittels eines Gewichtes zu erzeugen, das die Anlagekraft bewirkt. Dieses ist jedoch aufwendig, und eine Änderung der Anlagekraft ist umständlich. Schließlich macht auch die Zuführung des Längenmeßtasters an die Oberfläche des Meßobjekts Schwierigkeiten, da ein Anstoßen vermieden werden muß.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Anlage eines Längenmeßtasters an die Oberfläche eines Meßobjekts zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Einrichtungen nicht aufweist, also eine konstante Meßkraft bei einfacher Konstruktion ermöglicht.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Lehre gelöst. Danach wird ein Elektromotor verwendet, der in der Lage ist, auch bei Stillstand ein Drehmoment zu liefern, das die Anlagekraft erzeugt. Da das Drehmoment nicht von der Lage des Längenmeßtasters, sondern allein von den Speisewerten des Elektromotors abhängt, ist die Anlage -bzw. Meßkraft f in allen Zuführstellungen gleich. Durch Änderung der Speisewerte des Elektromotors, z.B. des Speisestromes, läßt sich die Anlagekraft in einfacher Weise ändern.
• Der Elektromotor bietet darüber hinaus die Möglichkeit, den Längenmeßtaster in einfacher Weise an die Oberfläche des Meßobjekts heranzubewegen, ohne daß die Gefahr eines Anstoßens besteht. Dabei ist es zusätzlich möglich, die Zuführgeschwindigkeit zunächst schneller und dann langsamer zu gestalten, um die Geschwindigkeit beim Anstoßen des Längenmeßtasters an die zu messende Oberfläche möglichst gering zu halten.
• Der Motor kann entweder direkt mit dem Lärgenmeßtaster verbunden sein und dabei vorzugsweise die Form eines Linearmotors haben, er kann aber auch über ein Getriebe, vorzugsweise in Form einer Zahnstange, mit dem Längenmeßtaster verbunden sein.
• Der Motor ist zweckmäßigerweise ein Gleichstrommotor in passender Schaltung, wie sie jedem Fachmann bekannt ist, um ein Drehmoment der gewünschten Größe zu erzeugen.
• Um gleichzeitig die Zuführgeschwindigkeit bestimmen zu können, ist es zweckmäßig, mit dem Motor einen Tachoaenerator zu koppeln; der ein Geschwindigkeitssignal liefert, mit dessen Hilfe die Geschwindigkeit des Motors bestimmbar ist.
• Die Umschaltung der Geschwindigkeit des Motors kann grundsätzlich von Hand erfolgen. Es ist aber zweckmäßig, hierzu besondere Mittel vorzusehen, die die Umschaltung der Geschwindigkeit des Motors selbsttätig bewirken. Auf diese Weise kann der Längenmeßtaster verhältnismäßig schnell auf das Meßobjekt zugefahren werden, wobei kurz vor Erreichen des Meßobjekts die Geschwindigkeit umgeschaltet wird. Diese Umschaltung kann ortsabhängig erfolgen, also z.B. in einer bestimmten Zuführlage des Längenmeßtasters. Sie kann aber auch in Abhängigkeit von dem Meßobjekt erfolgen, indem ein Kontakt oder eine Lichtschranke die Annäherung an das Meßobjekt abtasten und die Geschwindigkeitsumschaltung bewirken.
• Eine andere zweckmäßige Form der Umschaltung der Speisung des Motors besteht in der Verwendung eines Dektektors, der die Änderung der Speisewerte des Motors und/oder die Anlagekraft des Meßtasters bei Beendigung der Zuführbewegung und Anlage an der Oberfläche eines Meßobjekts feststellt und die Mittel zur Einregelung des Drehmoments in Betrieb setzt. Eine Änderung der Speisewerte besteht z.B. in dem Anstieg des Speisestromes beim Abstoppen des Motors aufgrund des Antastens des Längenmeßtasters an das Meßobjekt. In jedem Falle erfolgt die Umschaltung so, daß beim Antasten das gewünschte Drehmoment eingeschaltet wird Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
• Fig. 1 zeigt in der Draufsicht in prinzipieller Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 1, und Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführuñgsform der Erfindung im Prinzip zusammen mit einem Blockschaltbild der elektrischen Schaltung In den Fig. 1 und 2 sind zwei Stangen 1 und 2 in Kugelführungen 3 bis 6 verschieblich in Richtung eines Doppelpfeiles 7 gehalten. Sie sind darüber hinaus an ihren hinteren Enden mit einer Querstange 8 und mit ihren vorderen Enden mit einer Tastschneide 9 verbunden. Zwischen der Querstange 8 und der Tastschneide 9 erstreckt sich eine Zahnstange 10, deren Zähne 11 mit den Zähnen eines Ritzels 12 in Eingriff stehen, das fest mit einer Achse 13 eines Motors 14 verbunden ist.
• Bei Betrieb der Einrichtung wird der Motor 14 ständig mit einem solchen Strom gespeist, der ein Drehmoment bewirkt, welches auf die Zahnstange 10 und damit auf die Tastschneide 9 eine konstante Kraft ausübt, mit der die Tastschneld 9 alf einem nicht dargestellten Meßobjekt anliegt.
• Die gesamte Anordnung ohne die die Anlage bewirkenden Teile 10 bis 14 stellt einen Längenmeßtaster dar, bei dem der gemessene Längenwert im einfachsten Fall auf einer Skala ablesbar ist. In der Praxis ist jedoch meistens in den Längenmeßtaster ein mechanisch-elektrischer Wandler in bekannter Weise integriert, der ein der Lage der Tastschneide 9 entsprechendes elektrisches Signal abgibt.
• Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das besonders zur Messung von Kurvenscheiben, Nockenkurven oder dergleichen geeignet ist. Es ist wieder ein Motor 15 vorgesehen, der über ein Ritzel 16 eine Zahnstange 17 in Richtung eines Doppelpfeiles 18 bewegt. Am vorderen Ende der Zahnstange 17 befindet sich eine Querstange 18, in deren Mitte sich ein schematisch durch einen dicken Pfeil 19 angedeuteter Längenmeßta;ter befindet, dessen Meßspitze 20 auf einer Kurvenscheibe 21 aufliegt. An dem oberen Ende der Querstange 18 befindet sic eine Verlängerung 22, an deren Ende sich eine durch einen kleine kurzen Pfeil 23 angedeutete Lichtquelle befindet, die Licht auf das Ende einer Verlängerung 24 richtet, die sich von dem unteren Ende der Querstange 18 aus nach vorn erstreckt.
• Am vorderen Ende der Verlängerung 24 befindet sich eine durch einen kleinen kurzen Pfeil angedeutete Fotozelle 25 zum Auffangen von Licht von der Lichtquelle 23. Die Verbindungslinie zwischen der Lichtquelle 23 und der Fotoverzelle 25/läuft etwas vor der Tastspitze 20 des Längenmeßtasters 19. Lichtquelle 23 und Fotozelle 25 bilden eine Lichtschranke, die vor Annäherung der Tastspitze 20 an die Kurvenscheibe 21 über eine Leitung 26 ein Triggersignal an einen Rechner 27 abgibt, der über eine Leitung 28 eine Umschalteinrichtung 29 betätigt, die über eine Leitung 30 eine Regelungseinrichtung 31 für den Motor 15 umschaltet, derart, daß von einer verhältnismäßig schnellen Zuführgeschwindigkeit auf eine langsame Zuführgeschwindigkeit umgeschaltet wird. In der Regeleinrichtung 31 befindet sich ein Detektor, der bei Anstoßen der Tastspitze 20 an die Kurvenscheibe 21 die damit verbundene Erhöhung des Speisestromes des Motors 15 aufgrund dessen Abbremsung feststellt und dadurch einen Drehmomentmesser 32 in Betrieb setzt, der über eine Leitung 33 den Rechner 27 steuert, der Steuersignale für die Soll-Größen des Drehmoments über eine Leitung 34 an die Regeleinrichtung 31 liefert. Auf diese Weise wird nach dem Anstoßen der Tastspitze 20 an die Kurvenscheibe 21 durch die Regeleinrichtung 31 die Einhaltung eines vorgegebenen, einstellbaren Drehmoments sichergestellt. An die Regeleinrichtung 31 ist eine Stromversorgung 35 angeschlossen.
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Claims (14)

1. Patentansprüche 1.>Einrichtung zur Ablage eines Längenmeßtasters an die Oberfläche eines Meßobjekts, mit einer Führung für den Längenmeßtaster in Meßrichtung und mit Mitteln zur Erzeugung eines Anlagedruckes für den Längenmeßtaster, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittel zur Erzeugung eines Anlagedruckes durch einen Elektromotor (14, 15) gebildet sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Motor (14, 15) über ein Getriebe mit dem Längenmeßtaster (1-9, 19) verbunden ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Getriebe eine Zahnstange (10) aufweist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Motor ein Linearmotor ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Drehmoment des Motors einstellbar, insbesondere geregelt, ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Motor (14, 15) ein Gleichstrommotor ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Drehgeschwindigkeit des Motors (14, 15) durch einen Tachogenerator geregelt ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Geschwindigkeit des Motors (14, 15) beim Zufahren auf die Oberfläche eines Längenmeßobjekts umschaltbar ist.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Mittel vorgesehen sind, die die Umschaltung der Geschwindigkeit des Motors (15) selbsttätig bewirken.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Mittel zur selbsttätigen Umschaltung der Geschwindigkeit des Motors (15) die Geschwindigkeit kurz vor dem Aufsetzen des Längenmeßtasters (19) auf der Oberfläche des Meßobjekts herabsetzen.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Mittel zur selbsttAtigen Umschaltwig der Geschwindigkeit einen Lagetaster, insbesoMere elektrischen Kontakt, eine Lichtschranke (23, 25) oder dergleichen aufweisen.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Umschaltung der Geschwindigkeit des Motors (14, 15) langsam, vorzugsweise sinusförmig, erfolgt.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß Mittel (32, 31) vorgesehen sind, die das Drehmoment des Motors (15) bei Anlage an der Oberfläche eines Längenineßobjekts (19) selbsttätig auf einen voreingestellten Wert schalten oder einregeln.
14. 14. Einrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein Detektor (31) vorgesehen ist, der die Änderung der elektrischen Speisewerte des Motors (15) und/oder die Anlagekraft des Längenmeßtasters (19) bei Beendigung der Zuführbew-gung und Anlage an der Oberfläche eines Meßobjekts feststellt und die Mittel (31) zur Einregelung des Drehmoments in Betrieb setzt.