DE4030775A1 - Optische messvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Meßvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Seit einiger Zeit wird eine optische Meßvorrichtung zum Messen der Länge oder der Form eines zu vermessenden Ge­ genstandes allgemein in verschiedenen Bereichen verwen­ det; dabei wird ein von der optischen Meßvorrichtung aus­ gesandter Laserstrahl oder ähnliches durch den zu messen­ den Gegenstand abgeschaltet.

Für eine solche optische Meßvorrichtung ist eine Schalt­ tafel erforderlich, um einen Meßbefehl und verschiedene Informationen über den zu vermessenden Gegenstand ein­ zugeben.

Im Stand der Technik ist ein kleiner Computer für die Eingabe verschiedener Informationsdaten als getrennter Körper vorgesehen, so daß über einen derartigen kleinen Computer der optischen Meßvorrichtung ein Befehl zuge­ führt werden kann. Wegen der in letzter Zeit entstandenen Tendenz der Größen- und Gewichtsreduzierung einer CPU, eines Speichers usw. und wegen der Zunahme der Größe des Bereichs, in der eine derartige Meßvorrichtung einsetzbar ist, ist auch eine Meßvorrichtung entwickelt worden, die mit einer integrierten Schalttafel versehen ist.

Bei einer herkömmlichen optischen Meßvorrichtung mit in­ tegrierter Schalttafel besteht jedoch bei der Bedienung ein Problem:

Das Problem besteht genauer darin, daß zwar eine eine in­ tegrierte Schalttafel aufweisende optische Meßvorrichtung als Ganze eine kompakte Form besitzt und dadurch zur Grö­ ßen- und Gewichtsreduzierung der Meßvorrichtung als Gan­ zer beiträgt, andererseits aber eine von der Meßvorrich­ tung räumlich getrennt ausgeführte Steuerung unmöglich ist und die Schalttafel wegen der räumlichen Beziehung zwischen dem zu vermessenden Gegenstand und der Schaltta­ fel schwer zu bedienen ist.

Andererseits macht eine Meßvorrichtung mit einer getrennt vorgesehenen Schalttafel einen Platzbedarf erforderlich, der ausschließlich der Anbringung der Schalttafel dient, so daß für die Installierung der Meßvorrichtung viel Platz notwendig ist und überdies im Fall, daß die Meßvor­ richtung tragbar ist, ein solches Umhertragen der Meßvor­ richtung unangenehm ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Meßvorrichtung zu schaffen, mit der das oben be­ schriebene Problem des Standes der Technik beseitigt wird und die sowohl eine Größen- und Gewichtsreduzierung er­ möglicht als auch eine verbesserte Bedienbarkeit auf­ weist.

Diese Aufgabe wird bei einer optischen Meßvorrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Da eine erfindungsgemäße optische Vorrichtung einen Hal­ tebereich umfaßt, wird die Schalttafel normalerweise an der Seitenfläche des Hauptkörpers der Meßvorrichtung ge­ halten, wodurch der Platzbedarf für die Installierung der Meßvorrichtung reduziert und die Tragbarkeit verbessert werden.

Wenn es jedoch beispielsweise wegen der räumlichen Bezie­ hung zwischen einem zu vermessenden Gegenstand schwierig ist, die Schalttafel in einem Zustand zu benutzen, in dem sie am Hauptkörper der Meßvorrichtung angebracht ist, oder wenn die Bedienung der an der Seitenfläche der Meß­ vorrichtung angebrachten Schalttafel schwierig ist, weil komplizierte Meßbedingungen festgelegt werden müssen, ist es möglich, die Schalttafel in einem Zustand zu bedienen, in dem sie vom Hauptkörper der optischen Meßvorrichtung abgenommen ist.

Erfindungsgemäß wird der Haltebereich vorzugsweise durch ein Haltemetallstück gebildet, das am oberen Bereich der Rückseite der Schalttafel angeordnet und gekröpft ist, wobei an der Seitenfläche des Hauptkörpers der Meßvor­ richtung angeordnete Halteschrauben mit dem Haltemetall­ stück in Eingriff gebracht werden können.

Eine erfindungsgemäße optische Meßvorrichtung ist vor­ zugsweise mit Füßen aus einem elastischen Material verse­ hen, die an den vier Ecken der Rückseite der Schalttafel angeordnet sind, ferner ist an einer Stelle, die sich nä­ her am Mittelpunkt der Schalttafelrückseite befindet als die Füße, ein Magnet angeordnet. Die Höhe der Füße ist vorzugsweise größer als die Höhe des Magneten.

Vorzugsweise ist der Hauptkörper der Meßvorrichtung trag­ bar und die Schalttafel am Hauptkörper der Meßvorrichtung in verschiedenen Winkeln anbringbar ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsformen mit bezug auf die Zeichnungen näher erläu­ tert; es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des äußeren Erscheinungsbildes einer ersten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen optischen Meßvorrichtung;

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung der Schalt­ tafel gemäß der ersten Ausführungsform in einem Zustand, in dem sie am Hauptkörper angebracht ist;

Fig. 3(A), 3(B) erläuternde Darstellungen des Mechanismus zum Halten der Schalttafel am Hauptkörper der Meßvorrichtung;

Fig. 4 eine erläuternde Darstellung eines Anwen­ dungsbeispiels der ersten Ausführungs­ form; und

Fig. 5, 6 erläuternde Darstellungen einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen op­ tischen Meßvorrichtung.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Er­ scheinungsbildes einer ersten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen optischen Meßvorrichtung.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt eine optische Meßvorrich­ tung 10 einen Lichtsendebereich 12 und einen Lichtempf­ fangsbereich 14, die auf einer Grundplatte 16 einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Der Lichtsendebereich 12 umfaßt eine Strahlerzeugungsvor­ richtung, ein Umwandlungsmittel, das einen von der Strahlerzeugungsvorrichtung erzeugten Laserstrahl in einen Abtaststrahl umwandelt, eine Kollimatorlinse, die den Abtaststrahl in einen Parallelstrahl umwandelt usw.; diese Teile sind in Fig. 1 nicht gezeigt. Der Lichtemp­ fangsbereich 14 umfaßt ein Lichtempfangselement, das die Helligkeit des parallelen Abtaststrahls ermittelt, der sich an einen zu vermessenden Gegenstand vorbeibewegt hat.

Die Abmessungen des zu vermessenden Gegenstandes werden aus der Länge des dunklen Bereichs oder des hellen Be­ reichs, die entstehen, wenn der parallele Abtaststrahl durch den zu vermessenden Gegenstand abgeschattet wird, erhalten.

Die Berechnung der Länge wird auf einer erfindungsgemäßen Schalttafel 18 ausgeführt. Die Schalttafel 18 ist ge­ trennt vom Hauptkörper der Meßvorrichtung vorgesehen und umfaßt ein Druckknopffeld 20, mit dem verschiedene Meßbe­ dingungen eingegeben werden können, eine Flüssigkri­ stallanzeige 22, mit der ein Meßwert angezeigt werden kann, eine CPU, die die Berechnung des Meßwertes ausfüh­ ren kann, einen Speicher usw., die jeweils in der Schalt­ tafel 18 vorgesehen sind.

Die Schalttafel 18 ist mit dem Hauptkörper der Meßvor­ richtung durch ein Kabel 24 verbunden, mit dem einerseits Daten übertragen werden und das andererseits der Strom­ versorgung dient.

Ein wesentliches Merkmal des vorliegenden Erfindung be­ steht darin, daß die Schalttafel 18 so ausgebildet ist, daß sie am Hauptkörper der Meßvorrichtung abnehmbar ge­ halten wird. In dieser Ausführungsform wird die Schaltta­ fel 18 an einer Seitenfläche 12a (Vorderseite) des Haupt­ körpers der Meßvorrichtung so gehalten, daß ihre Rück­ seite dieser Seitenfläche des Hauptkörpers gegenüber­ liegt.

In Fig. 2 ist der Zustand gezeigt, in dem die Schalttafel 18 am Hauptkörper der Meßvorrichtung angebracht ist. Es wird deutlich, daß der Platzbedarf für die Installierung der Meßvorrichtung im Vergleich zu dem in Fig. 1 gezeig­ ten Fall reduziert wird, wodurch die Größe der Meßvor­ richtung als Ganzer reduziert wird.

Eine optische Meßvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist mit einem Haltebereich versehen, wie er in den Fig. 3(A) und 3(B) gezeigt ist; mit diesem Haltebereich kann die Schalttafel 18 am Hauptkörper der Meßvorrichtung ge­ halten werden. In Fig. 3(A) ist die Rückseite der Schalt­ tafel 18 gezeigt; die Rückseite umfaßt Füße 26a, 26b, 26c und 26d, die aus einem elastischen Material wie etwa Gummi hergestellt sind und an den vier Ecken der Rück­ seite angebracht werden.

An einem Bereich auf der Rückseite der Schalttafel 18, der dann, wenn die Schalttafel 18 am Hauptkörper der Meß­ vorrichtung angebracht ist, einen oberen Bereich dar­ stellt, ist ein Haltemetallstück 28 angebracht.

Das Haltemetallstück 28 ist mittels Schrauben 30a und 30b befestigt und so gekröpft, daß es in Fig. 3(A) aus der Papierfläche heraus nach vorne vorspringt. An beiden Sei­ ten des Haltemetallstücks 28 ist jeweils ein Einkerbungs­ bereich 32a bzw. 32b vorgesehen.

Zu beiden Seiten des ungefähren Mittelpunkts der Rück­ seite der Schalttafel 18 sind kreisförmige Magneten 34a bzw. 34b vorgesehen.

In Fig. 3(B) ist ein senkrechter Schnitt der in Fig. 3(A) gezeigten Schalttafel entlang der Linie III-III gezeigt, wobei die Schalttafel 18 am Hauptkörper der Meßvorrich­ tung angebracht ist.

Wie aus Fig. 3(B) ersichtlich, ist der Einkerbungsbereich 32a (bzw. 32b) des an der Rückseite der Schalttafel 18 vorgesehenen Haltemetallstücks 28 mit einer am oberen Be­ reich der Seitenfläche 12a des Hauptkörpers der Meßvor­ richtung vorgesehenen Halteschraube 36a (bzw. 36b) in Eingriff. Daher wird die Schalttafel 18 so gehalten, daß sie an der Seitenfläche 12a des Hauptkörpers der Meßvor­ richtung hängt.

Da die Magneten 34a und 34b durch die magnetische Kraft vom Hauptkörper der Meßvorrichtung angezogen werden, wird die Schalttafel 18 an der Seitenfläche 12a des Hauptkör­ pers der Meßvorrichtung auf stabile Weise gehalten.

Die Höhe des Haltemetallstücks 28 und die Höhe der Magne­ ten 34a, 34b wird jeweils kleiner bemessen als diejenige der Füße 26a, 26b, 26c und 26d, um zu verhindern, daß die Seitenfläche 12a des Hauptkörpers der Meßvorrichtung durch das Haltemetallstück 28 oder die Magneten 34a und 34b verkratzt wird.

Wie oben beschrieben, ist es gemäß einer ersten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen optischen Meßvorrichtung möglich, die Schalttafel 18 ständig in einem optimalen Zustand zu verwenden, indem die Schalttafel 18 je nach Verwendungsweise der Meßvorrichtung entweder an der Sei­ tenfläche 12a des Hauptkörpers der Meßvorrichtung ange­ bracht oder von dieser Seitenfläche 12a des Hauptkörpers der Meßvorrichtung abgenommen wird. Normalerweise ist die Schalttafel 18 an der Seitenfläche 12a des Hauptkörpers angebracht, um den Platzbedarf für die Installierung der Meßvorrichtung zu verringern.

In Fig. 4 ist ein Beispiel für die Verwendung der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Meßvorrichtung gezeigt.

In Fig. 4 ist der Hauptkörper 10a der Meßvorrichtung an einer die Rundheit messenden Vorrichtung 38 angebracht.

Die die Rundheit messende Vorrichtung 38 ist mit einer Grundplatte 40 versehen, auf der eine Halterung 42 und ein Drehtisch 44 angebracht sind.

Der Hauptkörper 10a der optischen Meßvorrichtung wird durch den Träger 42 gehalten und ist in vertikaler Rich­ tung beweglich.

Es ist daher möglich, beispielsweise die Rundheit eines auf dem Drehtisch 44 angeordneten zylindrischen Meßgegen­ standes zu messen, indem der Drehtisch 44 in der durch den Pfeil II angegebenen Richtung gedreht wird und der Durchmesser des Meßgegenstandes mittels der optischen Meßvorrichtung 10 gemessen wird.

Es ist ferner möglich, den Durchmesser des zylindrischen Körpes während einer vertikalen Bewegung der optischen Meßvorrichtung 10 relativ zum Träger 42 ununterbrochen zu messen.

Da die Schalttafel 18 getrennt vom Hauptkörper vorgesehen ist, ist die Bedienung der Schalttafel 18 und das Ablesen der Meßwerte in einer Meßvorrichtung gemäß dieser Ausfüh­ rungsform selbst bei der oben beschriebenen Verwendungs­ weise sehr leicht.

In den Fig. 5 und 6 ist eine zweite Ausführung der erfin­ dungsgemäßen optischen Meßvorrichtung gezeigt. Denjenigen Bezugszeichen, die die gleichen Teile wie in Fig. 1 be­ zeichnen, ist die Ziffer 1 vorangestellt, die Beschrei­ bung dieser Teile wird im folgenden weggelassen.

In dieser Ausführungsform ist die optische Meßvorrichtung 110 tragbar ausgebildet. An der Oberseite der Meßvorrich­ tung 110 ist ein Handgriff 150 vorgesehen.

Ein zu vermessender Gegenstand 152, der nicht bewegt wer­ den kann, wird in den Raum zwischen dem Lichtsendebereich 112 und dem Lichtempfangsbereich 114 eingesetzt, um auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform die Messung auszuführen.

Eine an der Seitenfläche des Hauptkörpers des Meßvorrich­ tung angebrachte Schalttafel 118 ist in dem in Fig. 5 ge­ zeigten Zustand verwendbar. Wenn jedoch die optische Meß­ vorrichtung 110 in einem Zustand verwendet werden soll, in dem die den zu vermessenden Gegenstand 152 aufnehmende Fläche nach oben gerichtet ist, kann die Schaltttafel 118 dann, wenn sie am Hauptkörper der Meßvorrichtung 110 an­ gebracht ist, nur schwer verwendet werden, weil zum Bei­ spiel das Ablesen des Meßwertes ungünstig ist.

Daher kann die Schalttafel 118 in diesem Fall vom Haupt­ körper vor der Verwendung abgenommen werden; statt dessen kann jedoch auch die relative Orientierung der Schaltta­ fel 118 am Hauptkörper 110a der Meßvorrichtung geändert werden, wie in Fig. 6 gezeigt ist; dadurch wird die Be­ dienung erleichtert.

Wenn die Halteschrauben 36a und 36b an einem in der Nähe befindlichen Geräteteil vorgesehen sind und wenn die Schalttafel 118 mit den Halteschrauben 36a und 36b auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform in Eingriff gebracht wird, wird die Bedienung der Schaltta­ fel 118 weiter erleichtert.

Obwohl die Schalttafel und der Hauptkörper der Meßvor­ richtung in den beschriebenen Ausführungsformen mittels eines Kabels verbunden werden, kann auch eine drahtlose optische Meßvorrichtung bevorzugt werden, in der die Da­ ten mittels elektromagnetischer Wellen gesendet und emp­ fangen werden.

In diesem Fall ist für die Schalttafel eine Leistungs­ quelle erforderlich, es ist aber möglich, dafür eine in der Schalttafel vorgesehene Spannungszelle oder einen Ak­ kumulator zu verwenden.

Wenn ein Akkumulator verwendet wird, wird dieser in der Schalttafel befindliche Akkumulator vorzugsweise vom Hauptkörper versorgt und aufgeladen; diese Versorgung kann beispielsweise über die in Fig. 3 gezeigten Füße ge­ schehen, wenn die Schalttafel am Hauptkörper der Meßvor­ richtung angebracht ist.

Wie oben beschrieben, ist es mit der erfindungsgemäßen optischen Meßvorrichtung möglich, ohne Vergrößerung des Installierungsplatzbedarfs eine gute Bedienbarkeit sicherzustellen, da die Schalttafel getrennt vom Haupt­ körper der Meßvorrichtung vorgesehen ist und am Hauptkör­ per abnehmbar angebracht werden kann.

Obwohl in der obigen Beschreibung gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, sind selbstverständlich verschiedene Abwandlungenmög­ lich, wobei beabsichtigt ist, sämtliche dieser Abwandlun­ gen in den durch die folgenden Ansprüche definierten Um­ fang der Erfindung einzuschließen.

Claims (7)

1. Optische Meßvorrichtung (10), mit einem Lichtsen­ debereich (12) und einem Lichtempfangsbereich (14), um die Abmessungen eines zu vermessenden Gegenstandes anhand der Lichtmenge, die vom Lichtsendebereich (12) ausgesandt und vom Gegenstand abgeschaltet wird, zu messen gekennzeichnet durch
eine Schalttafel (18), die getrennt vom Hauptkör­ per der optischen Meßvorrichtung (10) vorgesehen ist und in die Meßbedingungen eingegeben und/oder Meßergebnisse ausgegeben werden; und
einen Haltebereich, der an der Schalttafel (18) vorgesehen ist und durch den die Schalttafel (18) an ei­ ner Seitenfläche (12a) des Hauptkörpers der Meßvorrich­ tung (10) abnehmbar gehalten werden kann, wobei die Rück­ seite der Schalttafel (18) der Seitenfläche (12a) des Hauptkörpers gegenüberliegt.

2. Optische Meßvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Haltebereich ein Haltemetallstück (28) um­ faßt, das an einem oberen Bereich der Rückseite der Schalttafel (18) angeordnet und gekröpft ist, und
an der Seitenfläche (12a) des Hauptkörpers der Meßvorrichtung Halteschrauben (36a, 36b) derart angeord­ net sind, daß sie mit dem Haltemetall (28) in Eingriff gelangen können.

3. Optische Meßvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalttafel (18) auf ihrer Rückseite mit Magneten (34a, 34b) versehen ist.

4. Optische Meßvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalttafel (18) mit Füßen (26a bis 26d), die aus einem elastischen Material hergestellt sind und an den vier Ecken der Rückseite der Schalttafel (18) ange­ ordnet sind, und mit Magneten (34a, 34b), die näher am Mittelpunkt der Rückseite der Schalttafel (18) als die Füße (26a bis 26d) angeordnet sind, versehen ist, und
die Höhe der Füße (26a bis 26d) größer als die Höhe der Magneten (34a, 34b) ist.

5. Optische Meßvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper der Meßvorrichtung (10) und die Schalttafel (18) mit einem Kabel (24) ver­ bunden sind, welches der Datenübertragung und der Strom­ versorgung der Schalttafel (18) dient.

6. Optische Meßvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten zwischen dem Hauptkörper der Meßvorrichtung (10) und der Schalttafel (189) über elektromagnetische Wellen übertragen werden und der Trei­ berstrom dann, wenn die Schalttafel (18) am Hauptkörper angebracht ist, über die Füße (26a bis 26d) geliefert und in der Schalttafel (18) gespeichert wird.

7. Optische Meßvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper der Meßvorrichtung (10) tragbar ist und die Schalttafel (18) am Hauptkörper mit verschiedenen Winkeln gehalten werden kann.