DE3590145C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenrauheit-Meßgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Oberflächenrauheit-Meßgeräten wird ein Kontaktelement mit der Oberfläche eines auszumessenden Werkstücks in Berührung gebracht. Das Kontaktelement erzeugt ein elektrisches Signal, das entsprechend verarbeitet wird, um Rückschlüsse auf die Oberflächenrauheit des Werkstücks ziehen zu können.

Bei einem gattungsbildenden Oberflächenrauheit-Meßgerät, wie es aus der JP-OS 59-30008 bekannt ist, wird das analoge Ausgangssignal des Meßtasters, der das Kontaktelement enthält, digitalisiert. Bei der Digitalmethode gibt es jedoch Probleme mit der Meßgenauigkeit, weil die Meßgenauigkeit von der Anzahl der pro Länge durchgeführten Messungen abhängt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Oberflächenrauhigkeits-Meßgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine erwünschte Meßgenauigkeit bei wahlweise einstellbarer Länge der Meßstrecke auf einfache Weise festgelegt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Oberflächenrauheit-Meßgerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Mit diesen Merkmalen ist es ohne größeren Aufwand auf äußerst einfache Art und Weise möglich, zwischen unterschiedlichen Meßstrecken und unterschiedlichen Genauigkeiten auszuwählen. Insbesondere ist es nicht erforderlich, die relative Geschwindigkeit zwischen der zu messenden Oberfläche und dem Meßgerät zu ändern.

Das erfindungsgemäße Oberflächenrauhigkeits-Meßgerät kann ganz allgemein auf dem Gebiet der Vermessung von Oberflächenumrißlinien oder -konturen von einem Meßvorgang zu unterwerfenden Werkstücken zur Anwendung kommen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Oberflächenrauheit-Meßgerät im Längsschnitt;

Fig. 2 ein Blockbild einer ersten Schaltungsanordnung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Analogschalters-Regelwiderstandes;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer zweiten Schaltungsanordnung;

Fig. 5 bis 7 Darstellungen von Oberflächenrauhigkeiten;

Fig. 8 ein Blockbild einer dritten Schaltungsanordnung;

Fig. 9 und 10 Darstellungen von Oberflächenrauheiten;

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer vierten Schaltungsanordnung.

Das Oberflächenrauheit-Meßgerät der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt einen Tastkopf B, der über eine bewegbare Welle 2 von einem Hauptkörper A schwingend oder oszillierend getragen wird. Die bewegbare Welle 2 ist am Hauptkörper A so befestigt, daß sie bezüglich ihrer Lage in Dreh- und Vertikalrichtungen einstellbar ist zu dem Zweck, einen Träger 4, der außenseitig von einem Gehäuse 3 abgedeckt ist, der Größe, Kontur u. dgl. eines Werkstücks anpassen zu können. Ferner ist die Welle 2 am Hauptkörper A lösbar angebracht, so daß der Tastkopf B gegen einen anderen oder neuen austauschbar ist, der der Kontur usw. des jeweiligen Werkstücks besser entspricht. An der unteren Fläche des Trägers 4 ist mittels einer Querfeder 6 ein stabförmiger Meßtaster 5 schwingend gehalten.

Der Meßtaster 5 wird von einem ersten Armteil 7, das im wesentlichen in seinem Mittelteil durch die Querfeder 6 am Träger 4 gelagert ist, und einem an das eine Ende des ersten Armteils 7 direkt anschließenden zweiten Armteil 8 gebildet. Das erste Armteil 7 ist an Stellen, die zum Schwenkpunkt, d. h. zur Querfeder 6, in zueinander entgegengesetzten Richtungen gleich beabstandet sind, mit Dielektrika 9 und 10 versehen. Durch eine als Blattfeder ausgebildete Druckfeder 11, deren Druck- oder Federkraft durch eine Stellschraube 12 justierbar ist, wird das Armteil 7 zu einer Dreh- oder Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn (bezogen auf Fig. 1) beaufschlagt.

Das zweite Armteil 8 ist in einem Schutzgehäuse 13 aufgenommen, das einstückig mit dem Gehäuse 3 ausgebildet ist sowie von dessen einer Stirnfläche vorragt, und ist an seinem freien Ende mit einem zur Achse des zweiten Armteils 8 rechtwinkligen Kontaktelement 14 versehen. An der Unterseite des freien Endstücks des Schutzgehäuses 13 ist ein halbkugelförmiges Führungs- oder Gleitstück 15 mit einer ein Durchtreten des Kontaktelements 14 nach außen erlaubenden Öffnung 16 ausgestaltet. Wenn bei einer solchen Anordnung das Kontaktelement 14 mit einer zu vermessenden Oberfläche eines auf einem Tisch 17 ruhenden Werkstücks 18 in Berührung gebracht wird, so wird bei einer Bewegung des Tisches 17 in Richtung des Doppelpfeils in Fig. 1 der Meßtaste 5 um die als Schwenkpunkt dienende Querfeder 6 in Übereinstimmung mit der Oberflächenrauheit des Werkstücks 18 verschwenkt.

In den Träger 4 sind an den Dielektrika 9, 10 des ersten Armteils 7 gegenüberliegenden Stellen zwei Meßspulen 21 und 22 eingebettet, die zu den Dielektrika 9, 10 einen Abstand haben. An einer der Verbindungsstelle des ersten Armteils mit dem zweiten entgegengesetzten Stelle des Meßtasters 5 ist ein Tragglied 25 vorgesehen, das den Meßtaster in einer vorgegebenen Lage hält. Von den Meßspulen 21, 22 führen die bewegbare Welle 2 durchsetzende Leitungsdrähte 23 und 24 zu einer Signalverarbeitungsschaltung C im Hauptkörper A. Wenn das Tragglied 25 im Ansprechen auf ein Signal von Hauptkörper A her betätigt wird, so kann der Meßtaster 5 in einer Lage gehalten werden, in der ein zwischen dem Schwenkpunkt und dem Tragglied liegender Teil gegen einen Vorsprung 26 im Gehäuse 3 gedrückt wird, wobei dann das Kontaktelement 14 des Meßtasters 5 im Schutzgehäuse 13 aufgenommen ist. Der Träger 4, der Meßtaster 5, das Kontaktelement 14, die Dielektrika 9, 10 und die Meßspulen 21, 22 bilden zusammen den Tastkopf B.

Die Fig. 2 zeigt die Schaltungsanordnung im Hauptkörper A. Die beiden Magnetspulen 21, 22 und ein Analogschalter- Regelwiderstand 31 bilden eine an eine Stromquelle 30 angeschlossene Brückenschaltung 32, die eine Erfassungseinrichtung mit analogem Signalausgang darstellt, der eine Schwenk- oder Drehverlagerung des Meßarmes 5 als ein elektrisches Signal erfaßt. Die Ein- und Ausgangsleistungen dieser Brückenschaltung 32 sind mit der Signalverarbeitungsschaltung verbunden.

Wie die Fig. 3 zeigt, sind in dem Analogschalter-Regelwiderstand 31 in Aufeinanderfolge mehrere in Reihe geschaltete Widerstände 33₁-33₆, zu denen Analogschalter 34₁-34₆ parallel geschaltet sind, angeordnet. Die Analogschalter 34₁-34₂ werden von einem Steuerteil 35 gesteuert. Bei dieser Anordnung kann vorher festgesetzt werden, daß dann, wenn der Meßtaster 5 in einer bestimmten Lage ist, die Phase eines Ausgangssignales S₁ vom Verbindungspunkt zwischen den beiden Meßspulen 21, 22 zur Phase eines Ausgangssignales S₂ am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 33₃ und 33₄ umgekehrt ist. Demzufolge werden, wenn der Meßtaster 5 aus dem so festgesetzten Zustand auf Grund einer Oberflächenrauheit am Werkstück 18 verlagert wird, Induktivitäten der jeweiligen Meßspulen 21, 22 verändert, was auf einer Änderung in der Spaltweite zwischen den Dielektrika 9, 10 und den Meßspulen 21, 22 beruht, und das hat zum Ergebnis, daß die Induktivitätsänderungen als gemessene Werte durch die Brückenschaltung 32 ausgegeben werden.

Die Ausgänge von der Brückenschaltung 32, d. h. das Ausgangssignal S₁ vom Verbindungspunkt der beiden Spulen 21, 22 und das Ausgangssignal S₂ vom Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 33₃ und 33₄, werden jeweils über Widerstände 36 und 37, hinter denen die Ausgangssignale zu einem einzigen zusammengesetzt werden, an einen Operationsverstärker 38 gelegt, der das Signal dann einem A/D-Wandler 39 zuführt. Wenn das Ausgangssignal S₁ und das Ausgangssignal S₂ hier in ihrer Phase zueinander umgekehrt sind, so sind beide Signale S₁ und S₂ zueinander versetzt, womit ein Ausgang vom Operationsverstärker 38 null wird.

Jedesmal, wenn von einer Zeitschaltung 40 Befehlsimpulse gegeben werden, wandelt der A/D-Wandler 39 ein Ausgangssignal vom Operationsverstärker 38 in ein digitales Signal um. Die Zeitschaltung 40 ist imstande, Taktimpulse von einem Taktgeber 41 zu zählen und die Umwandlungsbefehlsimpulse an den A/D-Wandler 39 immer dann abzugeben, wenn die gezählte Anzahl einen den Meßlängen L₁-L₃ entsprechenden Zählwert erreicht. Die Meßlängen L₁-L₃ werden von einem Einstellelement 42 festgesetzt. Die Zählwerte, die von einer Meßlänge zu einer anderen unterschiedlich sind, werden so festgesetzt, daß die vom Einstellelement 42 eingestellten Meßlängen von drei Typen (L₁=0,25 mm; L₂=0,8 mm; L₃=2,5 mm; wie es gemäß JIS (Japanese Industrial Standards) vorgesehen ist) in Übereinstimmung mit der Anzahl N der Momentwertbildungen (Abtastungen) in gleicher Weise geteilt sind. Ferner wird die Anzahl der Abtastungen so vorgegeben, daß bei einer Messung der Oberflächenrauheit gemäß der Höchstwertmethode (Rmax) die Anzahl der Abtastungen (1024), d. h. 2¹⁰, und bei einer Messung der Oberflächenrauheit nach der Mittenrauhwertmethode (Ra) die Anzahl der Abtastungen 512, d. h. 2⁹, ist. Mit dieser Anordnung werden für irgendeine vom Einstellelement 42 festgesetzte Meßlänge durch gleichförmiges Teilen der Meßlänge durch die Anzahl der Abtastungen N erhaltene Digitalsignale N vom A/D-Wandler 39 an den Rechenkreis 43 gegeben.

Der Rechenkreis 43 verarbeitet rechnerisch die Digitalsignale vom A/D-Wandler 39 in Übereinstimmung mit dem Höchstwert-(Rmax)-Betriebsbefehl oder dem Mittelrauhwert- (Ra)-Betriebsbefehl vom Befehlsgeber 44, worauf das Ergebnis vom Drucker 45 aufgezeichnet wird. Wenn die Digitalsignale vom A/D-Wandler 39 einen überaus hoch vorgegebenen Wert überschreiten, z. B. einen Wert der für den Drucker 45 außerhalb des Maßstabs oder Bereichs liegt, dann wird von einem Alarmgerät 46 eine Warnung gegeben. Im Fall der Höchstwertmethode (Rmax) kann das Ansprechen durch eine Differenz zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert aus den vom A/D-Wandler 39 gelieferten Daten N erhalten werden. Im Fall der Mittelrauhwertmethode (Ra) kann das Ansprechen erhalten werden durch:

Gemäß der erläuterten Ausführungsform werden folglich die jeweiligen Meßlängen durch die vorgegebene Anzahl der Abtastungen N gleichmäßig geteilt, es werden die Signale zur Zeit der Abtastungen in Digitalsignale umgesetzt, und mit den Digitalsignalen als Basis wird die Oberflächenrauheit des Werkstücks gesucht, so daß die Anzahl der Abtastungen ungeachtet der Meßlänge und ohne Änderung der Geschwindigkeit in der Relativbewegung zwischen dem Meßgerät und dem Werkstück konstant gemacht werden kann, womit es folglich möglich ist, eine auf einer vermindernden Anzahl von Abtastungen beruhende mäßige Maßgenauigkeit zu vermeiden.

Wenn die Meßlängen L₁=0,25 mm, L₂ = 0,8 mm und L₃ = 2,5 mm, wie es gemäß JIS vorgesehen ist, gleichmäßig in Übereinstimmung mit der Anzahl der Abtastungen N=16 000 bei der Höchstwertmethode (Rmax) geteilt werden, so wird die maximale Höhe von 0,38 µm zu einem wahren Wert oder Istwert gemacht. Die folgende Tabelle zeigt spezifische Meßunsicherheiten der maximalen Höhen zum Istwert, wenn die Anzahl der Abtastungen N zu 8000, 4000, 2000 und 1000 verändert wird. Es wurden Läppteile - hergestellt von Tokyo-toritsu Kogyo Gÿutsu Senta (Tokyo Industrial Technology Center) - als Prüfstücke verwendet.

Tabelle

Aus dieser Tabelle folgt somit, daß bei jeder der Meßlängen die spezifischen Meßungenauigkeiten der maximalen Höhen zum Istwert, d. h. die maximale Höhe, wenn die Anzahl der Abtastungen N=16 000 ist, mit der Abnahme in der Anzahl der Abtastungen N vergrößert werden. Selbst wenn die Meßlänge L₁=0,25 mm und die Anzahl der Abtastungen N=1000 ist, so ist dennoch bei L₁=0,25 mm der Istwert oder wahre Wert 0,38 µm. Somit ergibt sich ein Fehler von 0,38 µm × 0,058=0,022 µm, was vom Gesichtspunkt der Genauigkeit in der Praxis kein Problem darstellt. Gemäß der Mittelrauhwertmethode (Ra) wird das Ansprechen ferner erhalten durch

Somit kann die Anzahl der Abtastungen noch kleiner sein, und es ist insbesondere ausreichend, wenn die Zahl der Abtastungen N=500 oder mehr ist. Insofern erhebt sich vom Gesichtspunkt der Genauigkeit in der Praxis kein Problem, wenn die Anzahl der Abtastungen N mit 1024 oder mehr im Fall der Höchstwertmethode (Rmax) und die Zahl der Abtastungen N im Fall der Mittelrauhwertmethode (Ra) mit 512 oder mehr angesetzt werden.

Ferner wird in Übereinstimmung mit den vom Einstellelement 42 festgesetzten Meßlängen L₁, L₂ und L₃ jede dieser Längen selbsttätig gleichförmig geteilt, so daß die Notwendigkeit zur Einregelung der Relativbewegungsgeschwindigkeit beseitigt wird.

Die Anzahl der Abtastungen N wird des weiteren mit 2 ⁿ angesetzt, so daß die Operation mittels einer Verschiebungsmethode ausgeführt werden kann, womit die Zeitspanne für diesen Vorgang verkürzt und das Programm sowie seitens der Hardware die Konstruktion vereinfacht werden können. Diese Tatsache führt zu einem wirtschaftlichen Vorteil und darüber hinaus zu einer verringerten Speicherkapazität, so daß der Energieverbrauch herabgesetzt werden kann. Vor allem aber wird das Meßgerät nun zur Ausbildung als tragbares Meßgerät geeignet, dem eine Batterie eingegliedert wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß das Operationsergebnis von einem Drucker aufgezeichnet und, wenn ein vorbestimmter Wert überschritten wird, in diesem Zeitpunkt ein Alarm gegeben wird. Jedoch kann auch eine Schaltungsanordnung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, zur Anwendung kommen. Hier veranlaßt der Rechenkreis 43, daß der Drucker in Aufeinanderfolge die Digitalsignale vom A/D-Wandler 39 aufzeichnet, er sucht auf der Basis der Digitalsignale in Übereinstimmung mit der minimalen Potenzierung eine mittlere Linie und veranlaßt einen Speicher 50, die Neigung dieser mittleren Linie zu speichern. Wenn die in Übereinstimmung mit dem Minimum erhaltene mittlere Linie

y = A + Bx ist, (1)

dann ist

worin n die Gesamtzahl der Abtastungen und xi sowie yi die Werte der Abszisse x und der Ordinate y zum Zeitpunkt der Abtastung Nr. i sind.

Insofern kann die Neigung der mittleren Linie mittels der Gleichung (3) gesucht werden.

Die Digitalsignale vom A/D-Wandler 39 werden nicht nur dem Rechenkreis 43 zugeführt, sondern auch dem Alarmgerät 46 und einem Verstärkungsregelkreis 51. Wenn die digitalen Ausgangssignale vom A/D-Wandler 39 den übermäßig hohen Wert übersteigen, z. B. den Wert, der außerhalb des Maßstabs des Druckers 45 liegt, dann regelt der Verstärkungsregelkreis 51 eine Verstärkung des A/D-Wandlers 39 auf der Grundlage der Neigung der mittlere Linie, die im Speicher 50 gespeichert ist, d. h. einen Relativneigungswinkel zwischen dem Werkstück 18 und dem Kontaktelement 14 zur Bewegungsbezugslinie. Wenn bei dieser Anordnung beispielsweise ein Relativneigungswinkel zwischen dem Werkstück 18 und dem Kontaktelement zur Bewegungsbezugslinie null ist, so ist der gemessene Wert der in Fig. 5 gezeigte, während dann, wenn der gemessene Wert durch den Neigungswinkel zur Zeit der Relativbewegung aus dem Maßstab fällt, wie Fig. 6 zeigt, zur nachfolgenden Meßzeit eine Korrektur ausgeführt wird, wie in Fig. 7 dargestellt ist.

Bei der oben beschriebenen Anordnung wird die mittlere Linie auf der Grundlage der Digitalsignale vom A/D- Wandler 39 durch die minimale Potenzierung gesucht, es wird die Neigung der mittleren Linie, d. h. der relative Neigungswinkel zwischen dem Werkstück 18 und dem Kontaktelement 14 zur Bezugslinie der Bewegung gespeichert, und wenn die Digitalsignale den vorgegebenen übermäßig hohen Wert übersteigen, so wird die Verstärkung des A/D-Wandlers 39 auf der Basis des Relativneigungswinkels geregelt, so daß bei der Messung der Oberflächenrauhigkeit eine richtige und genaue Messung ohne eine Maßstabsüberschreitung ausgeführt werden kann. Ferner wird, wenn der gemessene Wert aus dem Maßstab fällt, wie oben erläutert wurde, die Verstärkung für die Vorbereitung der anschließenden Messung geregelt, so daß eine Reguliertätigkeit nicht notwendig ist und das Messen schnell durchgeführt werden kann.

Zusätzlich kann, wie Fig. 8 zeigt, die Neigung des mittleren Werts, die im Speicher 50 gespeichert ist, dem Steuerteil 35 als ein Befehlswert zugeführt werden. In diesem Fall steuert das Steuersignal die Analogschalter 34₁-34₆ in einer Richtung, in der die als Befehlswert gegebene Neigung eliminiert wird, und regelt die Werte der Widerstände 33₁-33₆ kontinuierlich variabel, so daß der gemessene Wert selbsttätig korrigiert wird. Wenn der gemessene Wert aus dem Maßstab fällt, wie Fig. 9 beispielsweise zeigt, dann wird eine Korrektur, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, für die anschließende Meßtätigkeit ausgeführt.

Gemäß dieser Methode wird die Verstärkung im Meßgerät nicht geregelt, so daß solch ein Vorteil zusätzlich erlangt werden kann, daß die Meßgenauigkeit nicht vermindert wird.

Ferner können in einem Meßgerät mit austauschbarem Tastkopf, wie Fig. 11 zeigt, Kennmarken 54, die vom einen Tastkopf B zum anderen unterschiedlich sind, an den jeweiligen Tastköpfchen fest angebracht sein, wobei die Kenndaten der jeweiligen Tastköpfe N in Verbindung mit den Kennmarken 54 der Köpfe gespeichert werden. Eine Lesevorrichtung 55, die die Kennmarke 54 des Tastkopfes B jedesmal liest, wenn dieser durch einen neuen ersetzt wird, ist in der Signalverarbeitungsschaltung C vorgesehen, so daß eine im Rechenkreis 43 voreingestellte Konstante auf der Grundlage des Kennwertes, der der gelesenen Kennmarke zugeordnet ist, erneuert oder ersetzt werden kann.

In diesem Fall wird eine Konstante K im Rechenkreis 43 selbsttätig durch eine Korrekturschaltung 52 jedesmal dann erneuert, wenn der Tastkopf B ausgetauscht wird. Wenn nach dem Austausch des Tastkopfes B gegen einen neuen die Kennmarke 54 des Kopfes B durch die Lesevorrichtung 55 gelesen wird, so ersetzt die Korrekturschaltung 52 die Konstante K im Rechenkreis 43 auf der Basis eines der Kennmarke 54 zugeordneten, vom Speicher 53 ausgelesenen Kennwertes. Im Speicher 53 sind vorher die Kennwerte für jede Kennmarke 54, die den auszutauschenden Tastköpfen B zugeordnet ist, gespeichert. Für Schwenklagerungswerte des Meßtasters 5 beispielsweise werden die Kennkurven der Ausgangssignale u. dgl. für die jeweiligen Tastköpfe B vorher gespeichert. Nachdem dann irgendeiner der Tastköpfe B am Hauptkörper A befestigt ist, wird die Kennmarke 54 dieses Kopfes B von der Lesevorrichtung 55 gelesen, und der dieser Kennmarke 54 zugeordnete gelesene Kennwert wird dann aus dem Speicher 53 ausgelesen. Hierauf ersetzt die Korrekturschaltung 52 die Konstante K im Rechenkreis 43 auf der Grundlage des aus dem Speicher 53 gelesenen Kennwerts, und diese ersetzte Konstante wird während der Operation als ein Korrekturwert verwendet.

Durch diese Anordnung wird der Vorteil geboten, daß die Notwendigkeit einer Anpassung der Signalverarbeitungsschaltung C immer dann, wenn ein Tastkopf gegen einen anderen ausgetauscht wird, beseitigt wird.

Die Meßlängen müssen nicht notwendigerweise auf die drei Typen L₁=0,25 mm, L₂=0,8 mm und L₃=2,5 mm beschränkt werden; wenigstens sollten aber die Meßlängen, die in JIS vorgesehen sind, in Betracht gezogen werden.

Ferner kann als Verlagerungsfühler ergänzend zu der oben beschriebenen Brückenschaltung 32 irgendein Fühler, der eine Schwenk- oder Drehverlagerung des Meßtasters 5 als ein Analogsignal erfassen kann, z. B. ein Differentialtransformator, zur Anwendung gelangen.

Bezüglich der Relativbewegung zwischen dem Werkstück 18 und dem Kontaktelement 14 kann im Gegensatz zur beschriebenen Ausführungsform das Kontaktelement 14 relativ zum zu vermessenden Werkstück 18 bewegbar gemacht werden. In diesem Fall kann die Anordnung so getroffen werden, daß ein Relativbewegungswert zwischen diesen Teilen beispielsweise durch einen Verschlüßler od. dgl. anstelle der Taktimpulse vom Taktgeber 41 erfaßt wird, wobei die Ausgänge dieses Verschlüßlers der Zeitschaltung 40 eingegeben werden, in der die Verschlüßlerausgänge in Übereinstimmung mit den Meßlängen gezählt werden, so daß die Umwandlungsbefehlsimpulse erzeugt werden können. Durch diese Anordnung wird der Vorteil erlangt, daß selbst bei einer Änderung der Relativgeschwindigkeit in der Bewegung der Teile zueinander die Anzahl der Impulse pro Längeneinheit nicht verändert wird.

Wie erläutert wurde, kann erfindungsgemäß die Anzahl der Abtastungen ohne Rücksicht auf die Meßlänge und ohne Änderung der Relativbewegungsgeschwindigkeit zwischen dem Meßgerät und Werkstück konstant gemacht werden, weshalb durch die Erfindung ein Oberflächenrauheit-Meßgerät geschaffen wird, das eine hervorragende Meßgenauigkeit hat, darüber hinaus aber äußerst kostengünstig ist.

Claims (11)

1. Oberflächenrauheit-Meßgerät mit einem Hauptkörper, einem Tastkopf, der an dem Hauptkörper angebracht ist und einen auslenkbaren Meßtaster aufweist, einer ein elektrisches, analoges Ausgangssignal erzeugenden Erfassungseinrichtung für die Auslenkung des Meßtasters, wobei das analoge Ausgangssignal einem Analog/Digital-Umwandler zugeführt wird, der mit in konstanten Zeitintervallen von einer Zeitgeberschaltung erzeugten Steuersignalen derart ansteuerbar ist, daß ein digitales Ausgangssignal von dem Analog/Digital-Umwandler nur bei Vorliegen eines Steuersignals erzeugt wird, sowie einem Rechenkreis, dem die digitalen Ausgangssignale zugeführt werden und mit dem diese Signale zur Berechnung einer Oberflächenrauheit des Werkstücks verarbeitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Wähleinrichtung (42) eine Meßstreckenlänge (L₁, L₂, L₃) und die Anzahl N der längs der Meßstrecke durchzuführenden Messungen einstellbar ist, wobei die Zeitgeberschaltung (40, 41) abhängig vom Relativbewegungswert zwischen dem Meßtaster (5) und dem zu vermessenden Werkstück (18) die Steuersignale in konstanten Zeitintervallen derart erzeugt, daß die Anzahl N der durchzuführenden Messungen unabhängig von der Meßstreckenlänge (L₁, L₂, L₃) konstant bleibt.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Abtastungen N bei der Berechnung der Oberflächenrauhigkeit nach der Höchstwertmethode (Rmax) mit 1024 oder mehr angesetzt wird.

3. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Abtastungen N bei der Berechnung der Oberflächenrauheit nach der Mittelrauhwertmethode (Ra) mit 512 oder mehr angesetzt wird.

4. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (43) bei Erfassen eines übermäßig hohen Meßwerts ein Alarmgerät (46) auslöst.

5. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (43) einen Relativneigungswinkel zwischen dem Werkstück (18) und dem Meßarm (5) zu der Bezugslinie der Bewegung aus den Ausgangssignalen des A/D-Wandlers (39) sucht.

6. Meßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein den vom Rechenkreis (43) gesuchten Relativneigungswinkel speichernder Speicher (50) und eine Einrichtung (35) zur Steuerung eines Ausgangssignals der Erfassungseinrichtung (32) in einer Richtung, in der der im Speicher als Befehlswert gespeicherte Relativneigungswinkel eliminiert wird, vorgesehen sind.

7. Meßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (32) eine Brückenschaltung mit elektromagnetischer Induktion ist.

8. Meßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (35) einen Widerstand in der Brückenschaltung (32) regelt.

9. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (B) am Hauptkörper (A) austauschbar angebracht ist.

10. Meßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenkreis (43) den Dimensionen oder sonstigen Eigenschaften des Werkstücks (18) eigene, vom Tastkopf (B) ausgegebene elektrische Signale unter Verwendung einer vorgegebenen Konstanten (K) rechnerisch verarbeitet, daß an den jeweiligen Tastköpfen (B) Kennmarken (54), die vom einen zum anderen Tastkopf unterschiedlich sind, angebracht sind, daß an der Signalverarbeitungsschaltung (C) eine Vorrichtung (55), die selbsttätig die Kennmarke liest, und ein Speicher (53), der Kennwerte der jeweiligen Meßfühlerköpfe speichert, vorhanden sind und daß eine Korrekturschaltung (52) vorgesehen ist, die selbsttätig die Konstante (K) in der Signalverarbeitungsschaltung auf der Grundlage des der Kennmarke zugeordneten, im Speicher gespeicherten Kennwertes bei Lesen der Kennmarke eines ausgetauschten Meßfühlerkopfes durch die Lesevorrichtung erneuert.

11. Meßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (53) einen Kennwert des Meßtasters (5) enthält und den Kennwert selbsttätig in Verbindung mit der von der Lesevorrichtung (55) gelesenen Kennmarke (54) speichert.