DE4038698C2 - Meßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung, insbeson­ dere für Zerspanwerkzeuge, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.

Eine derartige Meßvorrichtung mit einem an einer Führungsstange angeordneten Meßtaster, dem nicht nur ein einziger Meßwertauf­ nehmer für eine lineare Abtastung, sondern zur Flä­ chenabtastung ein zweiter Meßwertaufnehmer zugeordnet ist, ist bekannt (DE-A-29 05 172). Hier ist so­ gar dem Meßtaster noch ein dritter Meßwertaufnehmer zugeordnet, was sogar eine räumliche Abtastung ermög­ licht. Die mit dem kugelförmigen Meßtaster aus einem Gehäuse herausragende und durch eine Manschette abgedichtete Führungs­ stange weist ein kugelförmiges inneres Ende auf, das je nach seiner Auslenkungsrichtung mit den orthogonal zueinander ange­ ordneten Meßwertaufnehmern zusammenwirkt. Dabei ist die Füh­ rungsstange mittig mittels einer schleifenförmig gebogenen Stabfeder gelagert, die sowohl eine Längsverschiebung der Füh­ rungsstange wie auch eine seitliche Schwenkung der Führungs­ stange zuläßt, wobei der Lagerpunkt axial und/oder radial ver­ schoben wird.

Bei dieser Meßvorrichtung ist die schleifenförmig gebogene Stabfeder, die solche Verlagerungen ermöglicht, ein kritisches Bauteil. Es soll die Führungsstange exakt lagern und ihr eine eindeutige Ausgangsstellung bzw. Nullstellung geben, aber auch den verschiedenen Auslenkungen beim Messen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen. Nachteilig ist insbesondere, daß die Messung in Längsrichtung des Meßtasters und die Messungen senkrecht dazu sich gegenseitig beeinflussen, weil ein Verschwenken der Führungsstange um den Lagerpunkt das in­ nere Führungsstangenende auch etwas in Längsrichtung verlagert. Aus diesem Grunde werden die Koordinatenwerte des vom Meßtaster angetasteten Meßpunktes rechnerisch aus den jeweiligen Meßwer­ ten der Meßwertaufnehmer ermittelt, wobei die Bewegungsüberla­ gerungen entsprechend berücksichtigt werden. Dieses erfordert einen entsprechend hohen Auswertungsaufwand. Hinzu kommt, daß die Führungsstange wegen ihrer besonderen Lagerung zu Schwin­ gungen neigt, weswegen eine Dämpfung in Form einer Ölfüllung des Gehäuses vorgesehen ist.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung für die Flächenabtastung zu schaffen, die ein­ fach und störungsunanfällig ausgebildet ist und direkt genaue Meßwerte aus der Messung in Längsrichtung (Y-Richtung) des Meßtasters und einer Messung senkrecht dazu (X-Richtung) liefert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen zweckmäßige Aus­ gestaltungen und Weiterbildungen.

Bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung sind dem gemeinsamen Meßtaster zwei Führungsstangen zugeordnet, die sich in der X- Richtung bzw. in der Y-Richtung erstrecken und jeweils auf eine der beiden Meßwertaufnehmer einwirken. Diese können die Gestalt einer Uhr aufweisen, wie sie bereits bisher zum Justieren und Einstellen der Schneidplatten auf Messerköpfen wie z. B. auf Drehräumwerkzeugen verwendet wird. Dabei entspre­ chen die den beiden Meßwertaufnehmern mitgeteilten Werte exakt der X- bzw. Y-Koordinate, ohne daß es zu einer gegenseitigen Beeinflussung kommt und eine Korrektur erforderlich wird. Fer­ ner kann jeder Führungsstange eine eigene, stabile Linearfüh­ rung zugeordnet werden. Daher ergibt sich eine einfache und ro­ buste Ausführung, die gleichwohl exakte Meßergebnisse liefert.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist darin zu sehen, daß der Meßtaster in der Lage ist, Bewegungen des Meßobjektes in Echtzeit zu erfassen, wozu er während der Messung an das Meßobjekt kraftschlüssig gekoppelt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles, das in der einzigen Figur prinzipmäßig dargestellt ist, näher beschrieben.

Eine Meßvorrichtung 1 zum Messen in zwei Richtungen X und Y umfaßt einen einzigen. Meßtäster 2, der in den beiden senkrecht zueinanderstehenden Richtungen X und Y bewegbar gelagert ist und dem zwei Meßwertaufnehmer 3 und 4 zuge­ ordnet sind. Hierzu ist der Meßtaster 2 längs bzw. mit Hil­ fe zweier senkrecht zueinanderstehender Führungseinrichtun­ gen bewegbar bzw. verschiebbar angeordnet. Diese beiden Führungseinrichtungen umfassen gemäß Ausführungsbeispiel Führungen 5 und 6, bei denen es sich beispielsweise sowohl um Kegelbüchsenführungen als auch um handelsübliche Kugel- oder Rollenschlitten handeln kann.

Der Meßtaster 2 befindet sich am einen, freien Ende einer Führungsstange 7, deren freies Ende 8 mit dem einen, ersten Meßtaster 3 zusammenwirkt. Die Führungsstange 7 ist an/in einer zweiten Führungsstange 9 quer zu deren Achse ver­ schiebbar gelagert, wozu die zweite Führungsstange 9 die Führung 5 aufweist. Während die erste Führungsstange 7 in Y-Richtung verläuft, befindet sich die zweite Führungs­ stange 9 in X-Richtung und ist in der Führung 6 verschieb­ bar gelagert. Hierzu ist die Führung 6 im mittleren Be­ reich 10 für die Führung 5 unterbrochen.

Während die den Meßtaster 2 tragende Führungsstange 7 un­ mittelbar mit ihrem freien Ende 8 mit dem Meßwertaufnehmer 3 zusammenwirkt, befindet sich zwischen der zweiten Füh­ rungsstange 9 und dem zweiten Meßwertaufnehmer 4 gemäß Aus­ führungsbeispiel noch ein Übertragungsglied 11. Bei diesem Übertragungsglied 11 handelt es sich gemäß Ausführungsbei­ spiel um einen Winkelhebel, der ortsfest an einer Stelle 12 schwenkbar gelagert ist und mit seinem einen Ende 13 ge­ lenkig mit dem einen freien Ende 14 der zweiten Führungs­ stange 9 verbunden ist und mit seinem anderen Ende 15 mit dem zweiten Meßwertaufnehmer 4 zusammenwirkt.

Ebenso wie der zweite Meßwertaufnehmer 4 ist auch der erste Meßwertaufnehmer 3 ortsfest angeordnet. Da sich die den Meßtaster 2 tragende Führungsstange 7 nicht nur in Achs­ richtung entsprechend der Y-Achse, sondern auch quer dazu in Richtung der X-Achse bewegt, hat das freie Ende 8 der Führungsstange 7 eine Breite, die mindestens dem möglichen Meßweg in X-Richtung entspricht.

Die beiden freien Enden 13 und 15 des Übertragungsgliedes 11 bzw. des Winkelhebels bewegen sich auf einer Kreisbahn um die Anlenkstelle 12. Das freie Ende 13 des Übertragungs­ gliedes 11 ist daher am freien Ende 14 der zweiten Füh­ rungsstange 9 derart angeordnet, daß die Führungsstange 9 eine Linearbewegung im wesentlichen parallel zur Tangente der vom freien Ende 13 beschriebenen Kreisbewegung ausfüh­ ren kann.

Die Führungsstange 9 ist schließlich noch von mindestens einer Feder, vorzugsweise jedoch von zwei an ihren beiden Enden angreifenden Nullpunkt-Federn 16 beaufschlagt, welche die Führungsstange 9 immer in ihre mittlere, in der einzi­ gen Figur wiedergegebene Stellung zurückführen.

Die beiden Meßwertaufnehmer 3, 4, die Lagerstelle 12 für das Über­ tragungsglied 11, die Führung 6 für die zweite Führungs­ stange und die Befestigungsstellen 17 für die beiden Null­ punkt-Federn 16 sind vorzugsweise in einem Gehäuse 18, das in der einzigen Figur strichpunktiert angedeutet ist, orts­ fest angeordnet. Die Führungsstange 7 greift aus diesem Ge­ häuse 18 heraus und trägt an ihrem außenliegenden Ende den Meßtaster 2.

Claims (7)

1. Meßvorrichtung, insbesondere für Zerspanwerkzeuge, mit einem Meßtaster (2), der an einer ersten Führungsstange (7) angeord­ net und in zwei zueinander senkrechten Richtungen X und Y bewegbar gelagert ist, und mit zwei dem Meßtaster (2) zuge­ ordneten Meßwertaufnehmern (3 und 4) für die Richtungen X und Y, von denen der erste (3) mit dem freien Ende (8) der ersten Führungsstange (7) in Y-Richtung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Führungsstange (7) mit dem Meßtaster (2) quer verschiebbar in X-Richtung mit einer zweiten Führungsstange (9) verbunden ist, die mit dem zweiten Meßwertaufnehmer (4) zusammen­ wirkt.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßtaster (2) längs zweier senkrecht zueinanderstehen­ der Führungseinrichtungen (5 und 6) für jeweils eine der beiden Führungsstangen (7 bzw. 9) bewegbar ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßwertaufnehmer (3 und 4) in einem Gehäuse (18) ortsfest angeordnet sind, durch das die erste Führungsstange (7) mit dem Meßtaster (2) nach au­ ßen ragt.

4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (8) der ersten Führungs­ stange (7) hinsichtlich seiner wirksamen Breite dem Meßweg in X-Richtung entspricht, auf die der zweite Meßwertaufneh­ mer (4) anspricht.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertragungsglied (11) zwischen der zweiten Führungsstange (9) und dem zweiten Meßwertaufnehmer (4) angeordnet ist.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (11) ein Winkelhebel ist.

7. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Nullpunkt-Feder (16) die zweite Führungsstange (9) beaufschlagt.