DE4003390A1

DE4003390A1 - DEVICE FOR DETECTING THE CONTOUR OF A WORKPIECE

Info

Publication number: DE4003390A1
Application number: DE19904003390
Authority: DE
Inventors: Thomas Cerncic; Georg Hillbrand; Guenther Danhofer
Original assignee: Emco Maier GmbH
Current assignee: Emco Maier GmbH
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1991-08-08
Also published as: AU7148891A; WO1991011680A1

Abstract

A device to establish the contour of a workpiece (20), particularly a turned part, by means of a coherent beam of light (44) which produces a diffraction pattern on an arrangement of detectors when it falls on the contour of the workpiece, comprises a light source (40) which emits the coherent beam of light (44), an associated array of detectors (42) comprising a plurality of light-sensitive detectors and an analysis means to analyse the signals produced by the detectors. The detector array (42) and the light source (40) are mounted in the same support (38) which can be moved in a plane parallel to the contour to be measured with the aid of adjusting devices (28, 36). Means are provided to determine the position of the support (38) in the plane of movement. A regulator (58) controls the adjusting devices (36, 28) so that the beam of light (44) remains on the contour when the support (38) is moved along it.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Kontur eines Werkstückes, insbesondere Drehteiles mittels eine kohärenten Lichtstrahles, der beim Auf treffen auf die Werkstück-Konturlinie auf einer Detektoranordnung ein Beugungsmuster erzeugt, umfassend eine den kohärenten Lichtstrahl aussendende Licht quelle, eine dieser zugeordnete Detektoranordnung mit einer Mehrzahl von lichtempfindlichen Detektoren und eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung der von den De tektoren erzeugten Signale.The invention relates to a device for detecting the contour of a workpiece, especially a turned part by means of a coherent light beam, which when opening meet the workpiece contour line on one Detector arrangement generates a diffraction pattern, comprising a light emitting the coherent beam of light source with a detector arrangement assigned to it a plurality of light sensitive detectors and an evaluation device for evaluating the De tectors generated signals.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus dem Buch "Fertigungsmeßtechnik" von H. J. Warnecke und W. Dutschke, Springer-Verlag Berlin, 1984, Seite 292 und 293, bekannt.Such a device is for example from the Book "Manufacturing measurement technology" by H. J. Warnecke and W. Dutschke, Springer-Verlag Berlin, 1984, page 292 and 293, known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art anzuge ben, mit der auf einfache Weise die Koordinaten der Konturlinie so ermittelt werden, daß sie unmittelbar zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stehen.The invention is based on the object a device of the type mentioned above with which the coordinates of the Contour line can be determined so that it is immediate are available for further processing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Detektoranordnung und die Lichtquelle an einer ge meinsamen Halterung angeordnet sind, die mit Hilfe von Stellvorrichtungen in einer zu der zu vermessenden Konturlinie parallele Ebene verstellbar ist, daß Mittel zur Positionsbestimmung der Halterung in der Bewegungs ebene vorgesehen sind, und daß eine Regelvorrichtung die Stellvorrichtungen in Abhängigkeit der Detektor signale derart steuert, daß der Lichtstrahl bei einer Bewegung der Halterung entlang der Konturlinie auf die ser verbleibt.This object is achieved in that the detector arrangement and the light source on a ge common bracket are arranged with the help of Actuators in one to be measured Contour line parallel plane is adjustable that means to determine the position of the bracket in the movement level are provided, and that a control device the actuators depending on the detector Controls signals so that the light beam at a Movement of the bracket along the contour line on the it remains.

Wird beispielsweise die Halterung im wesentlichen pa rallel zur Achse eines Drehteiles verfahren, so sorgt die Regeleinrichtung dafür, daß der Meßstrahl immer in Berührung mit der Konturlinie, d. h. der sich bei der senkrechten Projektion des Werkstückes auf eine darunter liegende Ebene ergebenden Linie bleibt.For example, the bracket is essentially pa move parallel to the axis of a turned part, so ensures the control device for ensuring that the measuring beam is always in Touching the contour line, d. H. who is at the vertical projection of the workpiece on a line below the resulting layer remains.

Gleichzeitig erfassen die Mittel zur Positionsbestimmung der Halterung die Koordinaten derselben bezüglich eines vorgegebenen Bezugspunktes, so daß sich aus diesen Koordinaten der Verlauf der Konturlinie errechnen läßt. Sind die Koordinaten der Achse des Werkstückes bekannt, so können hieraus ohne weiteres die Maße des Werkstückes ermittelt werden.At the same time capture the funds for Positioning the bracket the coordinates the same with respect to a predetermined reference point, so that the course of the Contour line can be calculated. Are the coordinates of the Known axis of the workpiece, so it can be done without further determine the dimensions of the workpiece.

Vorzugsweise sind die Stellvorrichtungen von Schritt motoren gebildet. Dies hat den Vorteil, daß die Schrittmotoren nicht nur die Stellbewegung ausführen, sondern daß sich bei der Betätigung der Schrittmotoren durch Abzählen der Steuerschritte ausgehend von einem bestimmten Bezugspunkt auch die Position der Halterung bestimmen läßt.The actuators are preferably of step engines formed. This has the advantage that the Stepper motors not only perform the actuating movement, but that when the stepper motors are actuated by counting the control steps from one specific reference point, the position of the bracket lets determine.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbeson dere zur Verwendung in Verbindung mit Werkzeug maschinen, in dem die Halterung an dem Werkzeughalter oder Träger einer numerisch gesteuerten Werkzeug maschine, beispielsweise einer Drehbank, befestigt ist.The device according to the invention is particularly suitable for use in conjunction with tools machines in which the holder on the tool holder or bearer of a numerically controlled tool machine, for example a lathe, is attached.

So kann die Halterung beispielsweise von einem C förmigen Bügel gebildet sein, an dessen einem Schenkel die Lichtquelle und an dessen anderem Ende die Detektoranordnung angeordnet ist, so daß die Halterung im eingebauten Zustand ein in der Drehbank ein gespanntes Werkstück umgreift. Bei dieser Lösung können die Stelleinrichtungen für den Werkzeugträger unmittel bar auch zur Verstellung der Halterung des Meßsystems Verwendung finden. Die Positionsbestimmung der Halterung und damit der Verlauf der Meßlinie kann un mittelbar an den Stellvorrichtungen des Werkzeugträger schlittens abgegriffen und in der Steuerung der nume risch gesteuerten Drehbank gespeichert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann daher als Zusatzein richtung zu bereits bestehenden numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, um die Maße von zu fertigenden Werkstücken beispielsweise an einem Muster stück abzugreifen und ohne zusätzlichen Programmierungsaufwand in dem Speicher der numerischen Steuerung abzuspeichern. Desgleichen kann ohne großen zusätzlichen Aufwand ein bearbeitetes Werkstück vermes sen und kontrolliert werden. Das Werkstück kann dabei in der Bearbeitungsmaschine verbleiben, so daß Justier fehler durch Herausnehmen des Werkstückes aus der Ma schine und Neujustieren des Werkzeuges in der Meßvorrichtung vermieden werden. For example, the bracket can be from a C be shaped bracket, on one leg the light source and at the other end the Detector arrangement is arranged so that the bracket when installed in the lathe gripped the clamped workpiece. With this solution you can the actuators for the tool carrier immediately bar also for adjusting the holder of the measuring system Find use. Positioning the Bracket and thus the course of the measuring line can un indirectly on the adjusting devices of the tool carrier tapped and in control of the number rically controlled lathe. The The device according to the invention can therefore be used as an add-on direction to existing numerically controlled Machine tools are used to measure the dimensions too manufacturing workpieces, for example on a sample tapping piece and without additional Programming effort in the memory of the numerical Save control. Likewise, without a big one Measure additional work on a machined workpiece and checked. The workpiece can remain in the processing machine, so that adjustment error by removing the workpiece from the dimension machine and readjusting the tool in the Measuring device can be avoided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Detektoranordnung mindestens vier Detektoren, bei spielsweise Photodioden, die sich paarweise diagonal gegenüberliegen und sich im Diagonalenschnittpunkt mindestens annähernd berühren, wobei die Lichtquelle und die Detektoranordnung relativ zueinander derart an geordnet sind, daß der Lichtstrahl auf den Diagonalenschnittpunkt gerichtet ist. Im Ruhezustand oder meßfreien Zustand beleuchtet also der Strahl alle Detektoren in gleichförmiger Weise. Da das beim Auf treffen des Meßstrahles auf die Konturlinie entstehende Beugungsbild senkrecht zu der Konturlinie gerichtet ist, ist es zweckmäßig, wenn die Auswerteeinrichtung jeweils die Signaldifferenz der zwei Detektoren eines Detektorpaares auswertet, da das Beugungsbild oder die Abschattung einzelner Detektoren zu einer Unsymmetrie bei der Beleuchtung der Detektorflächen und damit zu einer von dem Ruhezustand abweichenden Signaldifferenz führen kann. Die von dem Normalzustand abweichende Signaldifferenz bietet wiederum die Möglichkeit, über die Regeleinrichtung die Halterung so zu verstellen, daß diese Signaldifferenz verschwindet oder auf einen vorgegebenen Wert eingeregelt wird, um so den Lichtstrahl genau auf der Konturlinie zu halten.According to a preferred embodiment, the Detector arrangement at least four detectors, at for example photodiodes, which are arranged diagonally in pairs opposite and at the diagonal intersection touch at least approximately, taking the light source and the detector arrangement relative to one another in this way are ordered that the light beam on the Diagonal intersection is directed. At rest or measurement-free state, the beam illuminates everyone Detectors in a uniform manner. Since that when opening the measuring beam strikes the contour line Diffraction pattern directed perpendicular to the contour line it is expedient if the evaluation device each the signal difference of the two detectors one Evaluates pair of detectors because the diffraction pattern or Shading of individual detectors to an asymmetry when illuminating the detector surfaces and thus too a signal difference that deviates from the idle state can lead. The one deviating from the normal state Signal difference in turn offers the opportunity to the control device to adjust the holder that this signal difference disappears or on one predetermined value is adjusted so that the Keep the light beam exactly on the contour line.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbin dung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung an hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen: Further features and advantages of the invention result from the following description, which is in Verbin with the accompanying drawings of the invention hand of an embodiment explained. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Drehbank mit einem eingespannten Werkstück und der auf dem Werkzeugsupport oder -halter angeord neten Meßvorrichtung, Fig. 1 is a schematic representation of a lathe with a clamped workpiece and, on the tool support or holder angeord Neten measuring device

Fig. 2 bis 4 schematische Darstellungen zur Erläu terung des Meßprinzips, Fig. 2 to 4 are schematic diagrams for Erläu esterification of the measurement principle,

Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung und Fig. 5 is a schematic block diagram of the measuring device according to the invention and

Fig. 6 ein detaillierteres Schaltbild der Auswerteschaltung. Fig. 6 shows a more detailed circuit diagram of the evaluation circuit.

In Fig. 1 erkennt man eine allgemein mit 10 bezeich nete Drehbank mit einem Maschinenbett 12, einer Antriebs- und Steuereinheit 14 mit einem Spannfutter 16 und einem Reitstock 18. Zwischen dem Spannfutter 16 und dem Reitstock 18 ist ein Werkstück 20 eingespannt. Ein allgemein mit 22 bezeichneter Werkstücksupport umfaßt einen ersten Schlitten 24, der mittels einer schema tisch angedeuteten Stellspindel 26 und eines Schritt motors 28 parallel zur Achse 30 des Werkstückes ver stellbar ist. Auf dem Schlitten 24 ist ein Schlitten 32 senkrecht zur Achse 30 verstellbar gelagert und mit Hilfe einer Stellspindel 34 und eines Schrittmotors 36 verstellbar. Die beiden Schrittmotoren 28 und 36 werden von einer in der Antriebseinheit 14 untergebrachten numerischen Steuerung angesteuert, wobei sich aus der Anzahl der Steuerschritte ausgehend von einem bestimmten Bezugspunkt die jeweilige momentane Position des Schlittens 32 ergibt.In Fig. 1 you can see a generally designated 10 lathe with a machine bed 12 , a drive and control unit 14 with a chuck 16 and a tailstock 18th A workpiece 20 is clamped between the chuck 16 and the tailstock 18 . A workpiece support generally designated 22 comprises a first carriage 24 which can be adjusted by means of a schematically indicated adjusting spindle 26 and a stepping motor 28 parallel to the axis 30 of the workpiece. On the carriage 24 , a carriage 32 is adjustably mounted perpendicular to the axis 30 and is adjustable with the aid of an adjusting spindle 34 and a stepping motor 36 . The two stepper motors 28 and 36 are controlled by a numerical controller housed in the drive unit 14 , the respective instantaneous position of the carriage 32 resulting from the number of control steps starting from a specific reference point.

Auf dem Schlitten 32 ist ein C-förmiger Halterungsbügel 38 befestigt, und zwar vorzugsweise mit den üblicherweise zur Halterung des Werkzeuges vorhandenen Spannmitteln. Der Bügel 38 trägt an einem seiner Schenkel, vorzugsweise dem oberen, einen Laser 40 und ihm gegenüber an dem unteren Schenkel eine Detektoranordnung 42. Die Anordnung ist so getroffen, daß der von dem Laser 40 ausgesandte und auf die Detektoranordnung 42 gerichtete Laserstrahl 44 senk recht zu der von den Bewegungsrichtungen der Schritt motoren 28 und 36 aufgespannten Ebene gerichtet ist.A C-shaped mounting bracket 38 is fastened on the slide 32 , preferably with the clamping means usually provided for holding the tool. The bracket 38 carries a laser 40 on one of its legs, preferably the upper leg, and a detector arrangement 42 opposite it on the lower leg. The arrangement is such that the laser beam 44 emitted by the laser 40 and directed onto the detector arrangement 42 is directed perpendicularly to the plane spanned by the directions of movement of the stepping motors 28 and 36 .

Zur Erläuterung des Meßprinzips wird auf die Fig. 2 bis 4 Bezug genommen. Die Detektoranordnung 42 umfaßt vier Photodioden mit quadratischer Lichteinfallsfläche, die wiederum zu einem Quadrat angeordnet und so orien tiert sind, daß zwei paarweise sich gegenüberliegende Dioden mit einer Diagonale parallel zur Achse 30 und die beiden anderen mit ihrer Diagonale senkrecht zur Achse 30 gerichtet sind. Der Laser 40 und die Detektor anordnung 42 sind relativ zueinander so ausgerichtet, daß im Ruhezustand der Meßanordnung der Laserstrahl 44 auf den Diagonalenschnittpunkt der Detektoranordnung 42 fällt. Für die weitere Erläuterung sind die Dioden in der in der Fig. 2 ersichtlichen Weise nummeriert. Die Detektoren 1 und 2 bilden ein Detektorpaar und die Dioden 3 und 4 bilden das andere Detektorpaar.To explain the measuring principle, reference is made to FIGS . 2 to 4. The detector arrangement 42 comprises four photodiodes with a square light incidence surface, which in turn are arranged in a square and are oriented such that two diodes lying opposite one another with a diagonal parallel to axis 30 and the other two with their diagonal perpendicular to axis 30 are directed. The laser 40 and detector array 42 are oriented relative to each other that the laser beam 44 falls on the diagonal intersection point of the detector array in the rest state of the measuring arrangement 42nd For further explanation, the diodes are numbered in the manner shown in FIG. 2. Detectors 1 and 2 form one pair of detectors and diodes 3 and 4 form the other pair of detectors.

In Fig. 2 liegt der Meßstrahl 44 außerhalb des zylindrischen Werkstückes 2. Damit werden alle vier Detektorfelder von dem Meßstrahl gleichförmig beleuch tet. Die Differenz zwischen den beiden Detektoren eines Paares ist entweder auf den Wert Null oder auf einen vorgegebenen Ausgangswert eingestellt.In FIG. 2, the measurement beam 44 is outside the cylindrical workpiece 2. All four detector fields are thus uniformly illuminated by the measuring beam. The difference between the two detectors of a pair is either set to zero or to a predetermined output value.

Wird der Meßstrahl an die Kontur des Werkstückes heran gefahren (Fig. 3) und berührt diese, so entsteht das in der Fig. 3 schematische dargestellte Beugungsbild.If the measuring beam is moved towards the contour of the workpiece ( FIG. 3) and touches it, the diffraction pattern shown schematically in FIG. 3 is produced.

Durch das linienförmige Beugungsbild und die teilweise Abschattung der Detektoren werden die Detektoren 1 und 2 ungleichförmig beleuchtet. Ihre Differenzspannung verändert sich. Bei den Detektoren 3 und 4 dagegen än dert sich zwar die Beleuchtung, jedoch symmetrisch für beide Detektoren, so daß die Differenz wiederum gleich groß bleibt. Die in diesem Zustand vorhandenen Spannungsdifferenzen zwischen den Detektoren jedes Detektorenpaares können als Bezugswert genommen werden, auf den der Meßstrahl einzuregeln ist, um der Kontur linie zu folgen.Due to the linear diffraction pattern and the partial shading of the detectors, detectors 1 and 2 are illuminated non-uniformly. Your differential voltage changes. In the case of detectors 3 and 4, on the other hand, the lighting changes, but symmetrically for both detectors, so that the difference in turn remains the same. The voltage differences present in this state between the detectors of each pair of detectors can be taken as a reference value to which the measuring beam is to be adjusted in order to follow the contour line.

Fig. 4 zeigt schließlich noch ein weiteres Bild, das sich ergibt, wenn der Meßstrahl auf einen schräg zur Werkstückachse gerichteten Abschnitt der Konturlinie stößt. Das linienförmige Beugungsmuster ist grundsätz lich senkrecht zur Konturlinie gerichtet. In diesem Falle ergibt sich nicht nur eine Unsymmetrie zwischen den Detektoren 1 und 2, sondern auch zwischen den De tektoren 3 und 4. Aus dem Strahldurchmesser, der Wel lenlänge und dem spezifischen Signalmuster der Detekto ren 1 bis 4 läßt sich dann durch wiederholtes Messen bei einer Bewegung parallel zur Werkstückachse der Ver lauf der Konturlinie errechnen. Durch Spiegelung dieses Konturlinienverlaufes an der Werkstückachse können die Durchmesser des Werkstückes ermittelt werden. Das Meßverfahren ist grundsätzlich auch auf nichtrotations symmetrische Werkstücke anwendbar. Fig. 4 shows yet another image that results when the measuring beam encounters an obliquely directed to the workpiece axis portion of the contour line. The linear diffraction pattern is basically perpendicular to the contour line. In this case, there is not only an asymmetry between detectors 1 and 2 , but also between detectors 3 and 4 . From the beam diameter, the length of the shaft and the specific signal pattern of the detectors 1 to 4 , the course of the contour line can then be calculated by repeated measurement during a movement parallel to the workpiece axis. The diameter of the workpiece can be determined by mirroring this contour line course on the workpiece axis. The measuring method can also be used on non-rotationally symmetrical workpieces.

Fig. 5 zeigt das Funktionsprinzip der in Fig. 6 näher dargestellten Schaltung. Die Ausgänge der beiden Detek toren jedes Detektorpaares werden jeweils einem Operationsverstärker 46 bzw. 48 zugeführt, der eine Spannungsdifferenz bildet und ggf. verstärkt. Ein Reg ler 50 regelt die an den einzelnen Photodetektoren lie gende Spannung wiederum so, daß die Spannungsdifferenz an den Ausgängen 46 und 48 zu Null wird. Diese Regel schleife dient dazu, Umgebungseinflüsse wie die sich ändernde Umgebungsbeleuchtung zu eliminieren. Die Aus gänge der Operationsverstärker 46 und 48 sind im übri gen über Schalter 52 und 54 mit acht Komparatoren 56 verbunden, die durch Vergleich der verstärkten Differenzspannungen mit vorgegebenen Spannungswerten ein Bit-Muster erstellen, das einer Rechenvorrichtung 58 zugeführt wird. Diese errechnet in der oben be schriebenen Weise die Koordinaten des Meßstrahles und veranlaßt die Aussendung von Steuerimpulsen an die Schrittmotoren 28 und 36. Ein Taktgenerator 60 sorgt dabei dafür, daß abwechselnd entweder die Schalter 52, 54 geschlossen sind, so daß eine Messung durchgeführt werden kann, oder daß die Schalter 52 und 54 geöffnet und Schalter 62 und 64 geschlossen werden, über welche die Regelstrecke zur Eichung der Detektoren geschlossen wird. Ferner betätigt der Taktgenerator 60 einen Impulsgenerator 68 zur Steuerung der Laserdiode 40. FIG. 5 shows the functional principle of the circuit shown in more detail in FIG. 6. The outputs of the two detectors of each pair of detectors are each fed to an operational amplifier 46 or 48 , which forms a voltage difference and amplifies it, if necessary. A regulator 50 regulates the voltage lying at the individual photodetectors in turn so that the voltage difference at the outputs 46 and 48 becomes zero. This control loop is used to eliminate environmental influences such as changing ambient lighting. The outputs from the operational amplifiers 46 and 48 are connected via switches 52 and 54 to eight comparators 56 , which create a bit pattern by comparing the amplified differential voltages with predetermined voltage values, which is fed to a computing device 58 . This calculates the coordinates of the measuring beam in the manner described above and causes the transmission of control pulses to the stepper motors 28 and 36 . A clock generator 60 ensures that either the switches 52 , 54 are alternately closed so that a measurement can be carried out, or that the switches 52 and 54 are opened and switches 62 and 64 are closed, via which the controlled system for calibrating the detectors is closed. Furthermore, the clock generator 60 actuates a pulse generator 68 for controlling the laser diode 40 .

Fig. 6 zeigt die Auswerteschaltung nun etwas detail lierter. Die Photodioden 1, 2, 3 und 4 sind jeweils über einen Widerstand R1, R2, R3 bzw. R4 in Reihe mit einem MOSFET T1, T2, T3 bzw. T4 geschaltet. Diese MOSFETs dienen als einstellbare Widerstände. Die als Detektoren dienenden Photodioden 1 und 2 sind jeweils über einen Operationsverstärker 70 bzw. 72 und einen Widerstand R5 bzw. R6 mit dem eine Spannungsdifferenz bildenden und verstärkenden Operationsverstärker 46 verbunden. Die Photodioden 3 und 4 sind über Operationsverstärker 74 bzw. 76 und Widerstände R7 bzw. R8 mit dem Operationsverstärker 46 verbunden. Fig. 6 shows the evaluation circuit a little more detail. The photodiodes 1 , 2 , 3 and 4 are each connected in series with a MOSFET T 1 , T 2 , T 3 and T 4 via a resistor R 1 , R 2 , R 3 and R 4 . These MOSFETs serve as adjustable resistors. The photodiodes 1 and 2 serving as detectors are each connected via an operational amplifier 70 or 72 and a resistor R 5 or R 6 to the operational amplifier 46 which forms and amplifies a voltage difference. The photodiodes 3 and 4 are connected to the operational amplifier 46 via operational amplifiers 74 and 76 and resistors R 7 and R 8, respectively.

Zwei Operationsverstärker 78 und 80 regeln die Spannung des Detektors 1 bzw. des Detektors 3 auf jeweils -1,8 Volt. Ein mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 48 verbundener Operationsverstärker 82 und ein mit dem Differenzverstärker 46 verbundener Operationsverstärker 84 regeln die Ausgangsspannung der beiden Differenzverstärker 46 und 48 auf Null Volt. Die letztgenannten Operationsverstärker 82 und 84 bilden zusammen den Regler 50. Während des Low-Pegels des Taktsignals des Taktgenerators 60 ist die Laserdiode 40 ausgeschaltet. Gleichzeitig sind die Schalter 62 und 64 am Ausgang der Operationsverstärker 82 bzw. 84 sowie Schalter 86 und 88 an dem Ausgang der Operations verstärker 78 bzw. 80 geschlossen, so daß die Eichung der Detektoren 1 bis 4 durchgeführt werden kann. Wenn sich das System eingeschwungen hat, wechselt das Takt signal auf logisch 1, worauf die Schalter 86 und 88, 62 und 64 geöffnet werden. Nach dem Öffnen dieser Schalter bewirkt die in den Kondensatoren C1 bis C4 gespeicherte Spannung, daß sich die MOSFETs T1 bis T4 wie freie Wi derstände verhalten.Two operational amplifiers 78 and 80 regulate the voltage of detector 1 and detector 3 , respectively, to -1.8 volts. An operational amplifier 82 connected to the output of differential amplifier 48 and an operational amplifier 84 connected to differential amplifier 46 regulate the output voltage of the two differential amplifiers 46 and 48 to zero volts. The latter operational amplifiers 82 and 84 together form the controller 50 . The laser diode 40 is switched off during the low level of the clock signal of the clock generator 60 . At the same time, the switches 62 and 64 at the output of the operational amplifiers 82 and 84 and switches 86 and 88 at the output of the operational amplifiers 78 and 80 are closed, so that the calibration of the detectors 1 to 4 can be carried out. When the system has settled, the clock signal changes to logic 1, whereupon the switches 86 and 88 , 62 and 64 are opened. After opening these switches, the voltage stored in the capacitors C 1 to C 4 causes the MOSFETs T 1 to T 4 to behave like free resistors.

Gleichzeitig werden die Schalter 52 und 54 geschlossen.At the same time, switches 52 and 54 are closed.

Die Kondensatoren C5 und C6 werden jeweils auf die 40 fache verstärkte Differenzspannung zwischen den Detek toren des jeweiligen Detektorenpaares aufgeladen. Die Spannungen der Kondensatoren C5 und C6 werden jeweils über vier Komparatoren 90 bis 96 bzw. 98 bis 104 mit eingestellten Schaltschwellen verglichen. Mit der ab fallenden Flanke des Taktsignales öffnen sich die Schalter 52 und 54 wieder. Das an den Ausgängen der Komparatoren 90 bis 104 entstehende Bit-Muster wird der Rechenvorrichtung 58 zugeführt, die es in der oben be schriebenen Weise auswertet. Mit dem Öffnen der Schal ter 52 und 54 schließen sich die Schalter 86, 88, 62 und 64 und der Zyklus beginnt von neuem.The capacitors C 5 and C 6 are each charged to 40 times the amplified differential voltage between the detectors of the respective pair of detectors. The voltages of the capacitors C 5 and C 6 are compared via four comparators 90 to 96 and 98 to 104 with set switching thresholds. With the falling edge of the clock signal, the switches 52 and 54 open again. The resulting at the outputs of the comparators 90 to 104 bit pattern is supplied to the computing device 58 , which evaluates it in the manner described above be. With the opening of the scarf ter 52 and 54 , the switches 86 , 88 , 62 and 64 close and the cycle begins again.

Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung kann als eigenständige Schaltung ausgeführt oder als Teil einer numerischen Steuerung einer Werkzeugmaschine in diese integriert sein. Der letztere Fall bietet auf be sonders einfache und günstige Weise die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Meßvorrichtung in einer Werkzeug maschine einzusetzen, ohne daß hierzu das Werkstück aus der Werkzeugmaschine entfernt werden muß. Auf diese Weise kann der Meßvorgang oder der Bearbeitungsvorgang an derselben Maschine ohne ein Umsetzen des Werkstückes durchgeführt werden.The circuit arrangement described above can executed as an independent circuit or as part a numerical control of a machine tool in these be integrated. The latter case offers on be very simple and inexpensive way to the measuring device according to the invention in a tool machine without removing the workpiece the machine tool must be removed. To this The measuring process or the machining process can be done in this way on the same machine without moving the workpiece be performed.

Claims

1. A device for detecting the contour of a workpiece ( 20 ), in particular a rotating part by means of a coherent light beam ( 44 ), which generates a diffraction pattern when it hits the workpiece contour line on a detector, comprising a light source emitting the coherent light beam ( 44 ) ( 40 ), an associated detector arrangement ( 42 ) with a plurality of light-sensitive detectors 1 to 4 and an evaluation device for evaluating the signals generated by the detectors 1 to 4 , characterized in that the detector arrangement ( 42 ) and the light source ( 40 ) are arranged on a common bracket ( 38 ), which can be adjusted with the aid of adjusting devices ( 28 , 36 ) in a plane parallel to the contour line to be measured, that means for determining the position of the bracket ( 38 ) are provided in the plane of motion , and that a control device ( 58 ) controls the actuating devices ( 36 , 28 ) such that the lic ht beam ( 44 ) remains on the holder when the holder ( 38 ) moves along the contour line.

2. Device according to claim 1, characterized in that the actuating devices of stepper motors ( 28 , 36 ) are formed.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the holder ( 38 ) on the tool carrier ( 22 ) of a numerically controlled machine tool is attached.

4. The device according to claim 3, characterized in that the holder ( 38 ) is formed by a C-shaped bracket, on one leg of the light source ( 40 ) and on the other leg of the detector arrangement ( 42 ) is arranged, and that the holder ( 38 ) on the tool carrier ( 22 ) of a numerically controlled lathe is arranged such that it engages around a workpiece ( 20 ) clamped in the lathe.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the detector arrangement ( 42 ) comprises at least four detectors 1 to 4 , which are opposed in pairs diagonally and touch at least approximately at the diagonal intersection, the light source ( 40 ) and the detector arrangement ( 42 ) are arranged relative to one another in such a way that the light beam ( 44 ) is directed at the diagonal intersection.

6. The device according to claim 5, characterized in that the evaluation device evaluates the signal difference of the two detectors ( 1 , 2 and 3 , 4 ) of a pair of detectors.

7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that the control device controls the actuating devices ( 28 , 36 ) such that the signal difference of each pair of detectors remains constant or maintains a predetermined value.

8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that for measuring rotary parts, the diagonal of a pair of detectors ( 1, 2 ) parallel to the workpiece axis ( 30 ) and the other diagonal is directed perpendicular to this.