DE3825224A1 - Steuerung eines pruefkopfes fuer materialpruefung - Google Patents
Steuerung eines pruefkopfes fuer materialpruefungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung eines Prüfkopfes
für Materialprüfung, bei der der Prüfkopf um zwei senkrecht
aufeinander stehende Achsen drehbar in einem Prüfkopfhalter
gelagert ist und jede Achse eine Nachstelleinrichtung auf
weist.
Für die Prüfung gekrümmter Oberflächen ist es allgemein
bekannt, daß die Prüfköpfe im Prüfkopfhalter so gelagert
werden, daß sie um zwei Achsen schwenkbar sind, so daß sie
stets tangential zur Oberfläche des zu prüfenden Objektes zu
liegen kommen.
Es ist ferner bekannt, für die Messung von Abständen pneuma
tische Sensoren zu verwenden. Diese werden von einer Druck
luftquelle gespeist und besitzen eine Düse, die in Opposition
zu einem Gegenstand steht, zu dem der Abstand gemessen werden
soll.
Nähert sich der Sensor einem Gegenstand, so entsteht vor der
Luftdüse des Sensors ein Staudruck, dessen Maß in Abhängigkeit
zum Abstand Sensor-Objekt steht.
Ausgehend von einer Steuerung gemäß dem Gattungsbegriff liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Prüfkopf so zu
steuern, daß er stets tangential zu einer räumlich gekrümmten
Oberfläche eines zu prüfenden Objektes geführt wird, ohne daß
diese Oberfläche besonders glatt zu sein braucht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Nachstelleinrichtung aus einem ersten und zweiten pneumati
schen Sensor besteht, welche an den Enden eines mit der Achse
drehbar verbundenen Auslegers befestigt sind, daß jeder der
beiden Sensoren mit einem ersten bzw. zweiten Logikbaustein
verbunden ist und die beiden Logikbausteine derart korre
spondierend untereinander in Verbindung stehen, daß bei
abweichenden Steuersignalen von den Sensoren die Nachstell
einrichtung so lange betätigt wird, bis beide von den Senso
ren kommenden Steuersignale gleiche Werte aufweisen.
Durch die Anwendung an sich bekannter pneumatischer Sensoren
ist es im Zusammenwirken mit Logikbausteinen und einer von
diesen geregelten Nachstelleinrichtung möglich, räumlich
gekrümmte Oberflächen auch höherer Rauhigkeit mit stets
tangential zur Oberfläche geführten Prüfköpfen abzufahren.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin zu
sehen, daß die Logikbausteine als pneumatische Elemente aus
gebildet sind, welche eine Druckluftquelle mit pneumatischen
ersten und zweiten Steuerventilen verbinden, wobei die Steu
erventile über Druckleitungen an einen Pneumatikzylinder ange
schlossen sind, welcher auf gleicher Kolbenstange sitzend mit
einem Hydraulikzylinder zusammenarbeitet und der Hydraulik
zylinder unter Zwischenschaltung von Drosselventilen mit einer
hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist, und daß
der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit über einen Drehhebel
torsionssteif an den Ausleger angeschlossen ist.
Durch pneumatische Logikbausteine ist die unmittelbare Steue
rung von pneumatischen Ventilen für die Nachstelleinrichtung
möglich. Die von den Sensoren ausgehenden Drücke werden in den
Logikbausteinen einem Vergleich unterzogen. Bei Gleichheit der
Drücke ist die Nachstelleinrichtung unbeaufschlagt. Überschrei
tet die Druckdifferenz einen Toleranzwert, so erfolgt Nach
stellung. Diese Lösung ist besonders preiswert.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin zu
sehen, daß die Logikbausteine als elektronische Bauelemente
ausgebildet sind, daß diese mit elektropneumatischen Steuer
ventilen verbunden sind, und daß diese den Pneumatikzylinder
mit der Druckluftquelle beaufschlagen.
Eine solche Lösung reagiert auf kleinste Druckunterschiede von
den beiden Sensoren, so daß eine besonders präzise Nachführung
der Prüfköpfe ermöglicht wird.
Für die Nachführung der Prüfköpfe ist es nach Anspruch 4
vorteilhaft, daß die Logikbausteine mit Stellmotoren verbunden
sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung
dargestellt.
Eine zu prüfende Oberfläche 1 wird von Prüfköpfen 2 abge
tastet, von denen hier nur einer dargestellt ist. Da die zu
prüfenden Objekte in der Regel räumlich gekrümmte Oberflächen
aufweisen, ist es ein Problem, die Prüfköpfe in einem vorbe
stimmten Abstand tangential zu der Oberfläche 1 zu führen. Zu
diesem Zweck werden die Prüfköpfe um zwei zueinander senkrecht
stehende Achsen x, y drehbar in einem Prüfkopfhalter gelagert.
In der Zeichnung sei die x-Achse dargestellt. Um diese x-Achse
schwenkbar ist ein Ausleger 3 vorgesehen, der an beiden Enden
pneumatische, erste und zweite Sensoren 4, 5 trägt. Diese
Sensoren 4, 5 sind über Leitungen 6, 7 mit einer Luftquelle 8
verbunden. Die Luft strömt über nicht näher dargestellte Düsen
der Sensoren 4, 5 ins Freie. Wenn sich ein Objekt nähert, so
entsteht vor den Düsen ein Staudruck, welcher über die ersten
und zweiten Leitungen 9, 10 auf erste und zweite Logikbau
steine 11 und 12 einwirkt, welche über erste und zweite
Steuerventile 13, 14 einen Pneumatikzylinder 15, einen Hydrau
likzylinder 16 und eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
17 den Drehhebel 3 so führen, daß die mit ihm verbundenen
Prüfköpfe 2 entlang der Schwingungsebene der Oberfläche 1
geführt werden.
Für den Fall, daß infolge unterschiedlichen Abstandes der
Sensoren 4 und 5 den Logikbausteinen 11, 12 über die erste und
zweite Leitung 9, 10 Druckdifferenzen gemeldet werden, werden
auf pneumatischem Weg mittels erster und zweiter Steuerlei
tungen 18, 19 die ersten und zweiten Steuerventile 13, 14
betätigt, wodurch Druckluft von einer Druckluftquelle 20 dem
Pneumatikzylinder 15 zugeführt wird.
Im dargestellten Beispiel meldet der Sensor 4 durch Druckan
stieg in der ersten Leitung 9, daß er sich der Oberfläche 1
nähert. Über den ersten Logikbaustein 11 und die erste Steuer
leitung 18 wird das erste Steuerventil 13 so gesteuert, daß
ein Zylinderraum 15 a des Pneumatikzylinders 15 über eine erste
Druckleitung 21 entlüftet wird. Gleichzeitig wird ein Zylinder
raum 15 b durch Ansteuerung des zweiten Logikbausteines 12 über
das von der zweiten Steuerleitung 19 beaufschlagte zweite
Steuerventil 14 und über eine zweite Druckleitung 22 mit der
Druckluftquelle 20 verbunden, so daß sich eine Kolbenstange 23
nach links bewegt. Die Kolbenstange 23 bewegt einen Kolben des
Hydraulikzylinders 16, so daß über das Drosselventil 23 einem
Zylinderraum 17 a der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 17
Druckflüssigkeit zugeführt wird,
wodurch der Ausleger 3 durch einen Drehhebel 24 in Richtung
des Pfeiles 25 um die x-Achse geschwenkt wird, so lange, bis
die Sensoren 4 und 5 über die Leitungen 9 und 10 den Logikbau
steinen 11, 12 Druckausgleich melden.
In diesem Fall werden sofort die Zylinderräume 15 a und 15 b des
Pneumatikzylinders 15 durch die Steuerventile 13, 14 ent
lüftet, wie dies in der Zeichnung durch die ausgezogenen
Druckleitungen 21 und 22 dargestellt ist.
Bei Druckgleichheit ist gewährleistet, daß die Sensoren 4, 5
gleichen Abstand von der Oberfläche 1 aufweisen, wodurch die
Prüfköpfe 2 in der Schmiegungsebene der Oberfläche 1 liegen.
Die Drosselventile 23 dienen der Anpassung der Bewegungsge
schwindigkeit des Zylinders 17. Es soll eine zu schnelle
Verstellgeschwindigkeit vermieden werden, um Oszillationen zu
verhindern.
Die pneumatischen Sensoren 4 und 5 sind besonders vorteilhaft,
da sie keine großen Anforderungen an die Oberfläche des zu
prüfenden Objektes stellen.
An Stelle von pneumatischen Logikbausteinen können natürlich
auch solche elektronischer Bauart Verwendung finden und die
Verstellung des Auslegers 3 kann durch Stellmotoren erfolgen.
Das in der Zeichnung dargestellte Beispiel mit Kolbenver
stellung hat den Vorteil, daß es preisgünstig und robust ist.
Claims (4)
1. Steuerung eines Prüfkopfes für Materialprüfung, bei der
der Prüfkopf um zwei senkrecht aufeinander stehende
Achsen drehbar in einem Prüfkopfhalter gelagert ist und
jede Achse eine Nachstelleinrichtung aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nachstelleinrichtung aus einem
ersten und zweiten pneumatischen Sensor (4, 5) besteht,
welche an den Enden eines mit der Achse drehbar verbun
denen Auslegers (3) befestigt sind, daß jeder der beiden
Sensoren (4, 5) mit einem ersten bzw. zweiten Logikbau
stein (11, 12) verbunden ist und die beiden Logikbau
steine (11, 12) derart korrespondierend untereinander in
Verbindung stehen, daß bei abweichenden Steuersignalen
von den Sensoren (4, 5) die Nachstelleinrichtung so lange
betätigt wird, bis beide von den Sensoren (4, 5) kommen
den Steuersignale gleiche Werte aufweisen.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Logikbausteine (4, 5) als pneumatische Elemente
ausgebildet sind, welche eine Druckluftquelle (20) mit
pneumatischen ersten und zweiten Steuerventilen (13, 14)
verbinden, wobei die Steuerventile über Druckleitungen
(21, 22) an einen Pneumatikzylinder (15) angeschlossen
sind, welcher auf gleicher Kolbenstange (23) sitzend mit
einem Hydraulikzylinder (16) zusammenarbeitet und der
Hydraulikzylinder unter Zwischenschaltung von Drosselven
tilen (23) mit einer hydraulischen Kolben-Zylinder-
Einheit (17) verbunden ist, und daß der
Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit (17) über einen
Drehhebel (24) torsionssteif an den Ausleger (3) ange
schlossen ist.
3. Steuerung nach den Ansprüchen 1, 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Logikbausteine (11, 12) als elek
tronische Bauelemente ausgebildet sind, daß diese mit
elektropneumatischen Steuerventilen verbunden sind, und
daß diese den Pneumatikzylinder (15) mit der Druck
luftquelle (20) beaufschlagen.
4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Logikbausteine (11, 12) mit Stellmotoren verbunden
sind, und daß diese Stellmotoren mit den x- bzw. y-Achsen
der Ausleger (3) verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883825224 DE3825224A1 (de) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | Steuerung eines pruefkopfes fuer materialpruefung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883825224 DE3825224A1 (de) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | Steuerung eines pruefkopfes fuer materialpruefung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3825224A1 true DE3825224A1 (de) | 1990-02-01 |
DE3825224C2 DE3825224C2 (de) | 1992-09-03 |
Family
ID=6359497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883825224 Granted DE3825224A1 (de) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | Steuerung eines pruefkopfes fuer materialpruefung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3825224A1 (de) |
Citations (6)
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GB1129411A (en) * | 1965-03-15 | 1968-10-02 | Fujitsu Ltd | A profiling control device utilizing pulse motors |
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- 1988-07-25 DE DE19883825224 patent/DE3825224A1/de active Granted
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
8. Aachener Fluidtechnisches Kolloquium, 15.-17. März 1988, S. 165-171, Bild 13+14 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3825224C2 (de) | 1992-09-03 |
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