DE3811556A1 - Nivelliereinrichtung fuer eine rauhigkeitsmessvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung, bei der ein vertikal bewegbarer Taster und ein zu messender Gegenstand relativ zueinander nach links und rechts bewegt werden, wobei beide Teile in Berührung miteinander stehen und eine Vertikalbewegung des Tasters erfaßt wird, um die Oberflächenrauhigkeit des Gegenstands zu messen. Die Nivelliereinrichtung ist derart ausgestaltet, daß Positionsänderungen zwischen dem Gegenstand und der Verschiebungserfassungseinrichtung derart durchgeführt werden, daß ein gemessener Wert nicht über eine Meßskala hinausgeht.

Allgemein weist eine herkömmliche Rauhigkeitsmeßmaschine die in Fig. 4 gezeigte Konstruktion auf.

Wie in typischer Weise in Fig. 4 dargestellt, umfaßt diese Rauhigkeitsmeßmaschine: eine Grundplatte 1 mit einer flachen und glatten oberen Oberfläche, auf der ein zu messender Gegenstand W ruht, ein auf der Grundplatte 1 aufgerichteter Ständer 2 in Richtung der Z-Achse, einen Schlitten 3, der mit einer Schraube 4 in Eingriff steht, die an einem ihrer Enden mit einem Handgriff 9 versehen ist, und senkrecht in Richtung der Z-Achse relativ zu dem Ständer 2 bewegbar ist, ein bewegbares Element 6, welches durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung für die X-Achse antreibbar ist, die in dem Schlitten 3 eingebaut ist, ein von dem bewegbaren Element 6 gehaltener Kopf 7, eine Verschiebungserfassungseinrichtung 11, die in dem Kopf 7 untergebracht ist, und ein Gehäuse 8, welches einen Meßschaltkreis, einen Steuerungsbetriebsschaltkreis, eine Anzeigeeinrichtung u. ä. enthält. Die Verschiebungserfassungseinrichtung 11 umfaßt: eine an dem Kopf befestigte Querfeder 14, einen um diese Querfeder drehbaren Arm 13, einen an dem vorderen Ende des Arms 13 vorgesehenen Taster 12 und einen Verschiebungsfühler 15, der z. B. als eine Differenztransformatorkonstruktion ausgebildet ist, welche eine vertikale Verschiebung des Tasters 12 erfaßt, indem eine Drehung des Arms 13 erfaßt wird, wenn sich der Taster 12 aufgrund der Oberflächenrauhigkeit des Gegenstandes W vertikal bewegt. Demgemäß, wenn der Gegenstand W auf die Grundplatte 1 gesetzt wird, wird der Handgriff 9 betätigt, um den Schlitten 3 abzusenken, um dadurch den Taster 12 in Berührung mit dem Gegenstand W zu bringen, und daraufhin wird die Antriebseinrichtung für die X-Achse betätigt, um den Taster 12 und den Gegenstand W relativ zueinander in Richtung der X-Achse zu bewegen (bei diesem herkömmlichen Beispiel wird der Taster 12 bewegt), und ein Verschiebungssignal aufgrund der vertikalen Bewegung des Tasters 12 von dem Verschiebungsfühler 15 der Verschiebungserfassungseinrichtung 11 wird über ein Kabel dem in dem Gehäuse 8 untergebrachten Meßschaltkreis zugeführt, wo vorbestimmte Berechnungen u. ä. durchgeführt werden, um dadurch die Oberflächenrauhigkeit des Gegenstands W als Meßwert zu erhalten. Die den Positionen des Gegenstands W in Richtung der X-Achse entsprechenden Rauhigkeit konnten fortlaufend vergrößert auf der von einer Kathodenstrahlröhre gebildeten Anzeigeeinrichtung angezeigt werden und auch in einem Speicher gespeichert werden.

Jedoch weist die herkömmliche Rauhigkeitsmeßvorrichtung die folgenden Nachteile auf:

Genauer gesagt, konnten, wenn die Verschiebungserfassungseinrichtung 1 (Kopf 7) und die Oberfläche des Gegenstands W parallel zueinander in der seitlichen Richtung sind, wie es Fig. 5(A) zeigt, die Meßwerte auf der Anzeigeeinrichtung (oder auf der Speichereinrichtung) innerhalb eines Bereiches zwischen einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert dargestellt werden, die vorbestimmte Abstände von einer vorbestimmten Grundlinie aufweisen. Wenn jedoch z. B. die Verschiebungserfassungseinrichtung 11 (Kopf 7) aufgrund der Anordnungsstelle der Grundplatte 1 geneigt ist oder der Gegenstand W selbst eine geneigte Oberfläche aufweist (Fig. 5 zeigt einen Fall, bei dem der Gegenstand W selbst eine geneigte Oberfläche aufweist), ergab sich eine nachteilige Situation dahingehend, daß, selbst wenn sich die Oberflächenrauhigkeit des Gegenstands W wie in Fig. 5(A) ergab, der Meßwert den oberen Grenzwert oder den unteren Grenzwert überschreitet, weil die Mittellinie schräg zu der Grundlinie verläuft, wie es in Fig. 5(B) oder Fig. 5(C) gezeigt ist. Diese Tatsache wird durch die Konstruktion hervorgerufen, bei der die Verschiebungserfassungseinrichtung 11 eine vertikale Verschiebung des Tasters 12 durch Verwendung des Neigungswinkels des drehbaren Arms 13 erfaßt.

Aus diesem Grunde wurden in der Vergangenheit derartige Vorbereitungen getroffen, daß die Grundplatte 1 so eingestellt wurde, daß ihre obere Oberfläche horizontal ausgerichtet ist, wodurch die Verschiebungsmeßeinrichtung 11 (Kopf 7) horizontal bewegt werden konnte und eine Messung an dem Gegenstand W, der auf der Grundplatte 1 ruht, über eine vorbestimmte Meßlänge durchgeführt wurde. Wenn der Meßwert über den oberen Grenzwert oder den unteren Grenzwert hinausging gab es solche Möglichkeiten, daß die Lage des Gegenstands W korrigiert wurde, d. h. ein Nivellierungsvorgang wurde durchgeführt. Die zu messende Rauhigkeit ist in der Größenordnung von Mikrometer, während die Meßlänge bis zu einigen Millimetern lang ist. Ferner müssen diese Daten 50- bis 1000mal vergrößert werden, um sie auf der Anzeigeeinrichtung wiederzugeben. Somit ist der Nivelliervorgang ein sogenanntes Sich-Herantasten, so daß ein ziemlich hohes Geschick erforderlich ist. Ferner ist es selbst für einen erfahrenen Arbeiter notwendig, mehrere Male die Nivellierarbeit durchzuführen, so daß viel Arbeit und Zeit verbraucht werden müssen, wodurch sich Nachteile dahingehend ergeben, daß der Arbeitswirkungsgrad und der Produktionswirkungsgrad der Produkte beeinträchtigt werden und der wirtschaftliche Aufwand sehr hoch ist.

Die Erfindung wurde entwickelt, um die vorgenannten Nachteile auf diesem Gebiet der Technik zu überwinden und weist die Zielsetzung auf, eine Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung zu schaffen, mit der schnelle und genaue Nivelliermaßnahmen automatisch durchgeführt werden können.

Im Rahmen der Erfindung werden die Mittellinie bzw. der mittlere Ort von Meßwerten und der Neigungswinkel dieser Mittellinie in bezug auf die Grundlinie mittels einer vorläufigen Messung aufgesucht und eine Lageänderungseinrichtung wird derart betätigt, daß der Neigungswinkel innerhalb eines zulässigen Neigungswinkels eingeschlossen ist, so daß der Nivelliervorgang automatisch durchgeführt werden kann.

Hierfür sieht die Erfindung eine Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßmaschine vor, die umfaßt:
eine Neigungswinkel-Berechnungseinheit, um die mittlere Ortslinie von Meßwerten in Ansprechen auf ein Verschiebungssignal von einer Verschiebungserfassungseinrichtung der Rauhigkeitsmeßvorrichtung und den Neigungswinkel dieser Ortslinie zu der Grundlinie zu bestimmen,
eine Einstelleinrichtung für einen zulässigen Neigungswinkel, um einen zulässigen Neigungswinkel der mittleren Ortslinie der gemessenen Werte zu der Grundlinie einzustellen,
einen Komparator, um ein Ausgangssignal von der Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung mit einem Ausgangssignal von der Einstelleinrichtung für den zulässigen Neigungswinkel zu vergleichen, um zu bestimmen, ob der Neigungswinkel der mittleren Ortslinie der gemessenen Werte größer als der zulässige Neigungswinkel ist oder nicht, und
eine Lageänderungseinrichtung, die einen Ausgang von diesem Komparator als einen Eingang erhält, um die Lage des Gegenstands oder der Verschiebungserfassungseinrichtung derart zu ändern, daß der Neigungswinkel der Meßwerte bei der folgenden Messung kleiner als der zulässige Winkel wird, wodurch ein automatischer Nivelliervorgang derart durchgeführt werden kann, daß die Meßwerte nicht über den oberen und unteren Grenzwert hinausgehen.

Im Rahmen der Erfindung können mit der vorbeschriebenen Ausgestaltung, wenn der Gegenstand W und der Taster in Richtung der X-Achse relativ zueinander bewegt werden, die mittlere Ortslinie der Meßwerte und der Neigungswinkel der mittleren Ortslinie zu der Grundlinie mittels der Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung im Ansprechen auf ein Verschiebungssignal von der Verschiebungserfassungseinrichtung bestimmt werden. In dem Komparator werden die beiden Ausgangssignale von der Einstelleinrichtung für den zulässigen Neigungswinkel und der Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung miteinander verglichen, um dadurch zu bestimmen, ob der Neigungswinkel der mittleren Ortslinie größer als der zulässige Neigungswinkel ist oder nicht, d. h. ob ein Verlassen des Meßanzeigebereichs erfolgt oder nicht. Als Ergebnis hiervon wird, wenn festgestellt worden ist, daß ein Verlassen des Meßanzeigebereichs auftreten kann, die Lageänderungseinrichtung betätigt, um die Lage des Gegenstands W und/oder der Verschiebungserfassungseinrichtung zu korrigieren. Demgemäß kann eine vollständige Nivelliermaßnahme mittels einer vorläufigen Messung durchgeführt werden.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein allgemeines Blockdiagramm, welches eine Ausführungsform einer Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung nach der Erfindung darstellt,

Fig. 2 ein allgemeines Blockdiagramm, welches hauptsächlich eine elektrische Anordnung zeigt,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise, und

Fig. 4 und 5 herkömmliche Rauhigkeitsmeßvorrichtungen, wobei Fig. 4 das allgemeine Blockdiagramm und Fig. 5 die Beziehung zwischen der Lage des Gegenstands und dem Neigungswinkel der mittleren Ortslinie der Meßwerte zeigt.

Eine Ausführungsform einer Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung nach der Erfindung wird im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Bei dieser Ausführungsform weist die Rauhigkeitsmeßvorrichtung im wesentlichen die gleiche Konstruktion wie die einer herkömmlichen Rauhigkeitsmeßvorrichtung auf. Jedoch ist, wie es in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, der Schlitten 3 automatisch in Richtung der Z-Achse des Ständers 2 durch eine Antriebseinrichtung 60 für die Z-Achse bewegbar, die einen Antriebsschaltkreis 61 und einen Motor 62 umfaßt. Ferner ist das bewegbare Element 6 mittels eines Stützteils 5 an dem Schlitten 3 angebracht. Die übrigen Ausgestaltungen der mechanischen Anordnung sind die gleichen, wobei die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um die gleichen oder ähnlichen Teile zu bezeichnen, so daß die Erläuterung vereinfacht oder auch unterlassen wird.

Es wird nun auf die elektrische Anordnung und die Nivelliereinrichtung Bezug genommen, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, wobei die Verschiebungserfassungseinrichtung 11 den Verschiebungsfühler 15, eine einen A/D-Umwandler 71 umfassende Meßeinrichtung 70, einen Impulsoszillator 72 und einen Meßschaltkreis 73, eine von einer Kathodenstrahlröhre gebildete Anzeigeeinrichtung 80 und einen Steuerschaltkreis 90 zur antriebsmäßigen Steuerung der Antriebseinrichtung 60 für die Z-Achse u. ä. umfaßt. Dies ist in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Vorgehen, welches die elektrische Anordnung bedingt, die grundsätzlich gleich der Herkömmlichen ist. Bei dieser Ausführungsform ist eine Abtastzeit mit jeder Meßlänge auf Grundlage einer Meßlängeneinstelleinrichtung 32 veränderbar, die noch beschrieben wird. Taktimpulse von dem Impulsoszillator 72 werden über einen Zeitgeberkreis 75 einem A/D-Umwandler 71 eingegeben. Demgemäß ist eine solche Anordnung derart ausgebildet, daß der Taster 12 und der Gegenstand W in Richtung der X-Achse relativ zueinander bewegt werden, ein dem vertikalen Bewegungswert des Tasters 12 entsprechendes Analogsignal, welches von dem Verschiebungsfühler 15 ausgegeben wird, in ein digitales Signal durch den A/D-Umwandler 71 umgewandelt wird, vorbestimmte Berechnungen der voreingestellten mittleren Rauhigkeitsortslinie (Ra) und der maximalen Höhe (Rmax.) mit dem Meßschaltkreis 73 durchgeführt werden und der gemessene Wert an die Anzeigeeinrichtung 80 ausgegeben wird.

Die Nivelliereinrichtung, die den wesentlichen Teil der Erfindung darstellt, umfaßt die Verschiebungserfassungseinrichtung 11, die Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung 21, die Einstelleinrichtung 31 für den zulässigen Neigungswinkel, den Komparator 41 und die Lageänderungseinrichtung 51. Hier bestimmt die Neigungwinkel-Berechnungseinrichtung 21 die mittlere Ortslinie der Meßwerte, die von dem Meßschaltkreis 73 über eine Wähleinrichtung 92 eingegeben werden, welche betätigt wird, wenn ein Nivelliervorgang ausgewählt worden ist. Genauer gesagt wird bei dieser Ausführungsform die mittlere Ortslinie der Meßwerte und deren Neigungswinkel nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate von einem Verschiebungswert Z _i der vertikalen Bewegung des Tasters 12 zum Zeitpunkt der ersten Abtastung und einer Position X _i in Richtung der X-Achse bestimmt, welche durch einen Verschiebungswert einer relativen Bewegung in Richtung der X-Achse zwischen dem Gegenstand W und dem Taster 12 festgelegt wird.

Es gilt:

Deshalb kann ein Neigungswinkel ( R _i ) der mittleren Ortslinie (Mittellinie) gemäß der Gleichung (3) bestimmt werden. Hier bedeutet n die Gesamtzahl der Abtastungen. Ferner kann die Neigungsmittel-Berechnungseinrichtung 21 die Neigungswinkel ( R _i ) der so bestimmten mittleren Ortslinie speichern.

Andererseits ist es wünschenswert, daß die Einstelleinrichtung 31 für den zulässigen Neigungswinkel den gemessenen Wert als zu der Grundlinie (s. Fig. 5) zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert zentriert angibt. Jedoch bestimmt die Einstelleinrichtung 31 für den zulässigen Neigungswinkel den zulässigen Neigungswinkel ( R _s ) derart, daß eine Neigung von einigen Grad der aus den Meßwerten bestimmten mittleren Ortslinie zugelassen wird, um weiter den Nivelliervorgang im Hinblick darauf zu vereinfachen, daß keine Schwierigkeiten bei der praktischen Verwendung auftreten, solange die Meßwerte zwischen dem oberen und unteren Grenzwert bei der Anzeigebetriebsart u. ä. der Anzeigeeinrichtung 80 angezeigt werden. Bei dieser Ausführungsform wird jede der Meßlängen L ₁ = 0,25 mm, L ₂ = 0,8 mm und L ₃ = 2,5 mm, die gemäß den JIS-Vorschriften (Japanische Industrienormierungsvorschriften) vorgesehen sind, gleichmäßig durch Taktimpulse von dem Impulsoszillator 72 unterteilt. Die Einstelleinrichtung 31 für den zulässigen Neigungswinkel wird von einem Meßlängen-Einstellabschnitt 32 zum Einstellen der Meßlängen (L ₁, L ₂ und L ₃) und einem Operationsschaltkreis 33 für den zulässigen Neigungswinkel zum Aufsuchen des der jeweils eingestellten Meßlänge entsprechenden, zulässigen Neigungswinkel ( R _s ) gebildet. Wenn hier die Meßlänge groß ist, wird der zulässige Neigungswinkel ( R _s ) auf einen kleinen Wert verglichen mit den anderen eingestellt. Ferner vergleicht der Komparator 41 den Neigungswinkel R _i von der Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung 21 mit dem zulässigen Neigungswinkel R _s als Bezug und bestimmt, ob R _i größer als R _s ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß R _i größer als R _s ist, überschreiten Meßwerte den oberen oder unteren Grenzwert. Wenn R _i größer als R _s ist, wird ein Antriebsbefehlsignal an die Lageänderungseinrichtung 51, welche unten näher beschrieben wird, über einen Drehwert-Operationsschaltkreis 43 ausgegeben, so daß R _i kleiner als R _s bei der folgenden Messung wird.

Wie hauptsächlich in Fig. 1 dargestellt, umfaßt die Lageänderungseinrichtung 51 eine auf der Grundplatte 1 errichtete Lagerstütze 54, ein an dieser Lagerstütze 54 mittels einer Schwenkverbindung 53 befestigter Träger 52, ein Kurvenelement 59, welches mit einer mit einem Motor 56 verbundenen Schraube 58 gewindegekoppelt ist und eine geneigte Oberfläche 49 aufweist, eine Rolle 57, die mit der geneigten Oberfläche 49 in Berührung steht und drehbar an dem Träger 52 angebracht ist, und einen Antriebsschaltkreis 55 (s. Fig. 2), der mit dem Steuerschaltkreis 90 verbunden ist. Das heißt bei dieser Ausführungsform kann die Lagebeziehung zwischen dem Gegenstand W, der auf dem Träger 52 festgelegt ist, und der Verschiebungserfassungseinrichtung 11 eingestellt werden, indem die Lage des Gegenstands W geändert wird. Wenn somit der Motor 56 um einen vorbestimmten Winkel in Ansprechen auf einen Befehlswert gedreht wird, der dem Antriebsschaltkreis 55 über den Komparator 41, den Drehwert-Operationsschaltkreis 43 und den Steuerschaltkreis 90 eingegeben wird, wird das Kurvenelement 49 in Richtung der X-Achse um einen vorbestimmten Wert mit dem Ergebnis verschoben, daß der Träger 52 bezüglich seiner Neigung eingestellt wird, wenn er sich um die Schwenkverbindung 53 dreht, so daß die Lage des Gegenstands W, der auf dem Träger 52 angebracht ist, verändert werden kann.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird im folgenden beschrieben:

Es sei angenommen, daß sich der Schlitten 3 in seiner Ausgangslage in Richtung Z-Achse (am oberen Ende des Ständers 2) befindet, sich der Kopf 7 in seiner Ausgangslage (in dem Zustand, in dem der Kopf am weitesten nach links in bezug auf den Schlitten 3 in Fig. 1 hervorsteht) befindet und eine Meßlänge mit einem vorbestimmten Wert über den Meßlängen-Einstellabschnitt 32 der Einstelleinrichtung 31 für den zulässigen Neigungswinkel eingestellt worden ist. Wenn hier eine Nivellierungsbetriebsart wahlweise mittels eines nicht dargestellten Wählschalters gefordert wird, wird die Wähleinrichtung 92 eingeschaltet und beim Block (1) in Fig. 3 wird JA festgestellt. Dann wird die Antriebseinrichtung 60 für die Z-Achse über den Steuerschaltkreis 90 angetrieben, wodurch der Schlitten 3 längs des Ständers 2 abgesenkt wird (Block [2]). Dann kommt der Taster 12 in Berührung mit der Meßoberfläche des Gegenstands W, welcher auf dem Träger 52 der Lageänderungseinrichtung 51 festgelegt ist, sich ferner der Arm 13 der Verschiebungserfassungseinrichtung 11 (im freien Zustand ist dieser so eingestellt, daß er auf der Seite des Tasters 12 schwerer ist) in Fig. 1 nach rechts dreht und, wenn ein Ausgangssignal von dem Verschiebungsfühler 15 einen voreingestellten Wert (Bezugswert) erreicht, die Antriebseinrichtung 60 für die Z-Achse anhält (s. Blöcke [3] und [4]). Wenn in diesem Zustand die Antriebseinrichtung 64 für die X-Achse eine Bewegung nach rechts in Fig. 1 (Block 5) durchführt, werden die Meßwerte Z _i , die den jeweiligen mittels der Meßeinrichtung 70 angegebenen Positionen X _i in Richtung der X-Achse entsprechen, der Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung 21 in Ansprechen auf ein Ausgangssignal (Verschiebungssignal) von dem Verschiebungsfühler 15 eingegeben. In der Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung 21 wird der Neigungswinkel R _i der mittleren Ortslinie (Mittelwert) der Meßwerte gemäß den Gleichungen (1) bis (3) bestimmt und vorübergehend gespeichert (Block [6]). Daraufhin wird, wenn die relative Bewegung über die Meßstrecke abgeschlossen ist, die Antriebseinrichtung 64 für die X-Achse angehalten und die Antriebseinrichtung 60 für die Z-Achse wird angetrieben, um den Schlitten 3 in seine Ausgangslage zurückzuführen (Blöcke [7] bis [10]). Der Taster 12 sollte natürlich außer Berührung mit dem Gegenstand W stehen.

In diesem Zustand werden, wie es Block (11) zeigt, der Neigungswinkel R _i von der Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung 21 und der zulässige Neigungswinkel R _s , der der von dem Operationsschaltkreis 33 für den zulässigen Neigungswinkel bei der in dem Meßstrecke-Einstellabschnitt 32 eingestellten Meßstrecke entspricht, dem Komparator 41 eingegeben, und durch Vergleich wird bestimmt, ob R _i größer als R _s ist oder nicht.

Wenn R _i = R _s gilt, wird die Lageänderungseinrichtung 51 antriebsmäßig gesteuert, um dies zu korrigieren. Ein von dem Drehwert-Operationsschaltkreis 43 berechneter Wert wird über den Steuerschaltkreis 90 der Lageänderungseinrichtung 51 eingegeben.

Bei der Lageänderungseinrichtung 51 wird bei dem in Fig. 5(B) gezeigten Fall das Kurvenelement 59 um einen vorbestimmten Wert nach rechts in Fig. 1 bewegt, während im Fall gemäß Fig. 5(C) das Kurvenelement 59 um einen vorbestimmten Wert in Fig. 1 nach links (Block 12) bewegt wird. Demgemäß wird der Träger 52 um die Schwenkeinrichtung 53 nach links oder rechts gedreht, so daß die Lage der Meßoberfläche des Gegenstands W geändert wird, daß sie im allgemeinen horizontal verläuft. Wenn bei dieser Ausgestaltung die anschließende Messung durchgeführt wird, läßt sich allgemein die mittlere Ortslinie der Meßwerte mit der Grundlinie in Übereinstimmung bringen. Nach dieser Lageänderung wird die Antriebseinrichtung 64 für die X-Achse in ihre Ausgangslage zurückgeführt (Blöcke 13 bis 15). Der Taster 12 ist in seine Ausgangslage zurückgeführt.

Wenn demgemäß mit nicht gezeigtem Wählschalter eine Meßbetriebsart ausgewählt wird, nachdem ein Nivelliervorgang automatisch durchgeführt worden ist, kann die Rauhigkeitsmessung mittels der Verschiebungserfassungseinrichtung 11, der Meßeinrichtung 70 u. ä. durchgeführt werden, wobei die Meßwerte den oberen oder unteren Grenzwert nicht überschreiten, und die Meßwerte können auf der Anzeigeeinrichtung 80 zur Anzeige gebracht werden.

Bei dieser Ausführungsform ist eine solche Ausgestaltung vorgesehen, daß die Nivelliereinrichtung automatisch die Lage der Verschiebungserfassungseinrichtung 11 und des Gegenstands W in Ansprechen auf ein Ausgangssignal (Verschiebungssignal) von der Verschiebungserfassungseinrichtung 11 ändert und der Neigungswinkel R _i der mittleren Ortslinie der Meßwerte zu Null oder einem kleinen Wert mittels einer vorläufigen Messung (Nivellierung) verdreht werden kann, so daß viel Arbeit und Zeit, die bei einem herkömmlichen Nivelliervorgang aufgewendet werden mußten, in beträchtlichem Maß verringert werden und der Überprüfungswirkungsgrad und der Herstellungswirkungsgrad eine starke Zunahme aufweisen.

Die Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung 21 der Nivelliereinrichtung kann die mittlere Ortslinie und den Neigungswinkel R _i der mittleren Ortslinie in Ansprechen auf ein Ausgangssignal (Verschiebungssignal) von der Verschiebungserfassungseinrichtung 11 bestimmen, d. h. durch Verwendung der Meßwerte von der Meßeinrichtung 70, so daß ohne wesentliche Änderung der Konstruktion der Rauhigkeitsmeßvorrichtung diese vereinfacht und wirtschaftlicher gemacht werden kann.

Die Einstelleinrichtung 31 für den zulässigen Neigungswinkel legt nicht nur einen festen Wert fest, sondern stellt einen Wert ein, während der zulässige Neigungswinkel R _s berechnet wird, der der von der Meßstrecken-Einstelleinrichtung 32 eingestellten Meßstrecke entspricht, so daß ein Übertreten des Meßbereichs durch die Meßwerte verhindert werden kann, und ferner kann der Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert wirkungsvoll ausgenutzt werden. Dies gibt somit den Vorteil, daß das Vergrößerungsmaß der Rauhigkeit des Gegenstandes W auf der Anzeigeeinrichtung weiter verbessert werden kann.

Ferner ist die Lageänderungseinrichtung 51 von dem Träger 52, der Rolle 57, dem Kurvenelement 59 und so fort gebildet, so daß die Konstruktion einfach und wirtschaftlich ist, und ferner kann diese Nivelliereinrichtung ohne weiteres bei einer herkömmlichen Rauhigkeitsmeßvorrichtung zum Arbeitseinsatz eingebaut werden. Die Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung 21, die Einstelleinrichtung 31 für den zulässigen Neigungswinkel, der Komparator 41, die Lageänderungseinrichtung 51 und so fort können automatisch über den Steuerschaltkreis 90 und so fort mit voreingestellter Zeiteinstellung betrieben werden, so daß ein Nivelliervorgang lediglich durch Auswahl der Betriebsart durchgeführt werden kann. Somit ist die Notwendigkeit des herkömmlichen Sich-Herantastens ausgeschlossen und handwerkliches Geschick wird nicht verlangt. Der Arbeitsvorgang zum Anbringen des Gegenstands W auf dem Träger 52 für den Nivelliervorgang selbst ist vereinfacht und Arbeits- und Zeitaufwand werden nicht, wie in der Vergangenheit, vergeudet.

Bei der obigen Ausführungsform ist die Nivelliereinrichtung so vorgesehen worden, daß die Lage des Gegenstands W geändert wird, jedoch kann selbst dann, wenn die Lageänderungseinrichtung 51 die Lage der Verschiebungserfassungseinrichtung 11 ändern kann, die Erfindung eingesetzt werden, solange die Lagebeziehung zwischen der Verschiebungserfassungseinrichtung 11 und den Gegenstand W korrigierend eingestellt werden kann, um zu verhindern, daß der Neigungswinkel R _i der mittleren Ortslinie der Meßwerte außerhalb des Meßbereiches gelangt.

Die Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung 21 ist so ausgebildet worden, daß die mittlere Ortslinie und deren Neigungswinkel R _i nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate gemäß den Gleichungen (1) bis (3) bestimmt wird, jedoch kommt es auf dieses Verfahren nicht unbedingt an.

Ebenso kann die Einstelleinrichtung 31 für den zulässigen Neigungswinkel nicht integral mit der Meßstrecken-Einstelleinrichtung 32 ausgebildet sein.

Die Meßwerte werden auf der Anzeigeeinrichtung 80 angezeigt, jedoch können sie auch z. B. in einem Speicher gespeichert werden. Der Bereich der vorstehenden Offenbarung ist nicht dahingehend begrenzt, daß die Konstruktion der Rauhigkeitsmeßvorrichtung selbst nicht geändert werden könnte, z. B. daß der Verschiebungsfühler 15 vom magnetischen Induktionstyp o. ä. ist, wobei kein Differentialtransformator, wie oben beschrieben, verwendet wird.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, bietet die Erfindung einen hervorragenden Vorteil dahingehend, daß ein schneller und genauer Nivelliervorgang automatisch mit einer vorläufigen Messung erzielt werden kann.

Claims (6)

1. Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung, gekennzeichnet durch
eine Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung (21), um die mittlere Ortslinie von Meßwerten in Ansprechen auf ein Verschiebungssignal von einer Verschiebungserfassungseinrichtung (11) der Rauhigkeitsmeßvorrichtung und den Neigungswinkel ( R _i ) der mittleren Ortslinie zu der Grundlinie zu bestimmen,
eine Einstelleinrichtung (31) für einen zulässigen Neigungswinkel, um einen zulässigen Neigungswinkel ( R _s ) der mittleren Ortslinie der Meßwerte zu der Grundlinie einzustellen,
einem Komparator (41) zum Vergleichen eines Ausgangssignals von der Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung (21) mit einem Ausgangssignal von der Einstelleinrichtung (33) für den zulässigen Neigungswinkel ( R _s ), um zu bestimmmen, ob der Neigungswinkel ( R _i ) der mittleren Ortslinie der Meßwerte größer als der zulässige Neigungswinkel ( R _s ) ist oder nicht, und
eine Lageänderungseinrichtung (49, 52, 55, 56, 57, 59), die einen Ausgang von dem Komparator (41) als einen Ausgang zur Änderung der Lage des zu messenden Gegenstands (W) oder der Verschiebungserfassungseinrichtung (11) erhält derart, daß der Neigungswinkel der Meßwerte bei der folgenden Messung kleiner als der zulässige Winkel ( R _s ) wird, wodurch ein automatischer Nivelliervorgang derart durchgeführt werden kann, daß die Meßwerte nicht über den oberen und unteren Grenzwert eines Bereiches hinausgehen.

2. Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung (21) derart ausgebildet ist, daß die mittlere Ortslinie der Meßwerte und deren Neigungswinkel ( R _i ) nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate bestimmt werden.

3. Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (33) für den zulässigen Neigungswinkel einen Meßstrecken-Einstellabschnitt (32) und einen Operationsschaltkreis (33) für einen zulässigen Neigungswinkel umfaßt, um einen zulässigen Neigungswinkel ( R _s ) entsprechend der Meßstrecke (L ₁, L ₂, L ₃) zu bestimmen, die mittels des Meßstrecken-Einstellabschnitts (32) eingestellt worden ist.

4. Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageänderungseinrichtung einen Träger für den Gegenstand (W) umfaßt, der neigbar ist.

5. Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageänderungseinrichtung einen Träger (52), der um eine Drehverbindung (53) relativ zu einer Grundplatte (1) verschwenkbar ist, eine an dem Träger (52) drehbar angebrachte Rolle (57) und ein Kurvenelement (59) mit einer geneigten Oberfläche aufweist, die mit der Rolle (57) in Berührung steht und hin- und herbewegbar ist.

6. Nivelliereinrichtung für eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (59) zur Bewegung von einem Motor (56) antreibbar ist, wobei der Motor (56) bezüglich seines Drehwinkels in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis des Komparators (41) steuerbar ist.