DE4236042A1 - Anordnung zur automatisierten Kompensation von elastischen Antastdeformationen bei Längenmeßtastern - Google Patents
Anordnung zur automatisierten Kompensation von elastischen Antastdeformationen bei LängenmeßtasternInfo
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Description
Die Erfindung dient zur Erhöhung der Meßgenauigkeit und zur Rationalisierung der
Maßermittlung bei mechanisch berührenden Längenmeßtastern.
Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo Präzisionslängenmessungen eine ge
naue, zeitsparende und bedienerfreundliche Kompensation elastischer Antastdefor
mationen erfordern. Dies gilt insbesondere für Längenmeßtaster zur hochauflösen
den Wegmessung.
Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten folgen daraus, daß ca. 80% aller Messungen
im Maschinen- und Feingerätebau Längenmessungen mit berührender Antastung
sind, wobei der Präzisionsanteil ständig zunimmt.
Vorteilhafte Anwendungen ergeben sich beispielsweise bei der Endmaß-, Lehren- und
Normalüberwachung, bei der Geometrieerfassung von Präzisionsteilen unter
schiedlicher Werkstoffe, bei Sondermeßaufgaben an Kugeln, Zylindern und Drähten
sowie bei Messungen an deformationsempfindlichen Teilen, insbesondere aus
Kunststoffen.
Die bei der mechanisch berührenden Antastung auftretenden Wechselwirkungen
von Prüfling und Antastung hinsichtlich materialtechnischer und oberflächenmäßiger
Zusammenhänge führen zu Störungen bei der Maßerfassung mit Präzisionsansprü
chen. So verfälschen meßkraftbedingte elastische Antastdeformationen in Form von
Prüflings- und Tasterdeformationen in der Regel die Meßwerte ganz erheblich. Den
schon lange bestehenden Forderungen zur umfassenden Reduzierung der genann
ten Deformationseinflüsse kann mit den derzeit zur Verfügung stehenden mecha
nisch berührenden Längenmeßtastern nur mit begrenzter Genauigkeit, zeitaufwen
dig und erhöhtem Bedien- bzw. Auswerteaufwand entsprochen werden.
Mit der Erfindung wird eine Anordnung vorgeschlagen, welche die bestehenden
Nachteile umgeht und durch ihren Aufbau und ihre Wirkungsweise zu einer rationel
len Maßerfassung hoher Genauigkeit führt.
Der Stand der Technik bezüglich der Beherrschung elastischer Antastdeformationen
bei mechanisch berührenden Längenmeßtastern läßt sich wie folgend beschreiben:
- - Arten von Antastdeformationen und Korrekturmaßnahmen:
Bei den elastischen Antastdeformationen ist zu unterscheiden zwischen nichtli
nearen Hertzschen Abplattungsdeformationen bzw. linearen Abplattungsdeforma
tionen am Prüfling und Antastelement sowie linearen Tasterdeformationen infolge
der Tasterrückwirkung.
Korrekturmaßnahmen beschränken sich bei bekannten Längenmeßtastern im we
sentlichen darauf, daß eine Reduzierung von Einzeleinflüssen erfolgt.
- - Rechnerische Korrektur nichtlinearer Hertzscher Abplattung:
Bekannt ist beispielsweise die rechnerische Korrektur von nichtlinearer Hertz
scher Abplattung, wie sie aufgrund von Präzisionsforderungen bei der Antastung
einer Ebene mit einer Kugel erfolgt.
Aus den Abplattungsformeln der Hertzschen Abplattungstheorie (H. Zill, Messen
und Lehren im Maschinenbau und in der Feingerätetechnik, VEB Verlag Technik
Berlin, 2. Auflage, Berlin 1972, S. 68-71) ergibt sich die Abplattung bei diesem
Antastfall zu:
Die Korrekturgenauigkeit wird hier erheblich von der genauen Kenntnis der Meß
kraft F beeinflußt. Diese wiederum unterliegt in der Praxis häufig Schwankungen,
sowohl von der konstruktiven Ausgangslösung her als auch hinsichtlich des Lang
zeitverhaltens. Dazu kommt noch, daß eine definierte Meßkraftrealisierung bei
Längenmeßtastern mit erhöhtem Meßbereich aufgrund des großen Verschiebe
weges der Antastung Schwierigkeiten bereitet. Insgesamt kann daher nur von ei
ner begrenzten Genauigkeit der Meßkraftkenntnis ausgegangen werden, was zu
entsprechenden Genauigkeitsverlusten bei Korrekturmaßnahmen führt. So wird
häufig der in Geräteunterlagen angegebene Sollwert der Meßkraft für Korrekturen
benutzt, der erfahrungsgemäß wegen der Herstellungstoleranzen der Taster und
der anderen genannten Ursachen deutlich von der tatsächlich vorhandenen Meß
kraft abweichen kann.
Während der in die Korrektur eingehende Kugeldurchmesser d hinsichtlich seines
Istmaßes gut zu ermitteln ist, muß der Einfluß der elastischen Materialkonstanten
E′, E′′, m′, m′′ von Prüfling und Antastelement kritisch betrachtet werden. Aus der
voranstehenden Korrekturformel folgt, daß eine rechnerische Korrektur generell
die genaue Kenntnis dieser Materialkonstanten voraussetzt, diese aber durch
Materialabweichungen bzw. Inhomogenitäten unsicher sind.
Darüber hinaus führt die komplizierte Struktur des Abplattungszusammenhanges
zu einem zeitaufwendigen und eingabefehleranfälligen Korrekturverfahren.
- - Längenmeßtaster mit Meßkraftumschaltung:
Bekannt ist weiterhin, daß Längenmeßtaster in wenigen Fällen über eine Meß
kraftumschaltung verfügen. So kann beispielsweise bei dem motorisch betriebe
nen CERTO-Meßtaster CT 60 M der Firma DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH
die Meßkraft bei vertikaler Antastung nach unten von 1 N auf 1,25 N bzw. 1,75 N
umgeschaltet werden (Firmendruckschrift der DR. JOHANNES HEIDENHAIN
GmbH in der Bundesrepublik Deutschland, Druckschriften-Nr.
20849801·30·9/90·H).
Diese Meßkraftumschaltung in Richtung geringerer Meßkraft ist für eine scho
nende Antastung empfindlicher Oberflächen geeignet. Sie bietet aber auch die
Möglichkeit, sich durch erhöhte Meßkraft besser an kritische Rand- und Umfeld
bedingungen anzupassen.
Demgegenüber ist der Einsatz dieser Meßkraftumschaltung nur sehr begrenzt zur
Reduzierung elastischer Antastdeformationen möglich. Dabei kann man sich
durch die Wahl einer geringeren Meßkraft einem deformationsempfindlichen Prüf
ling zwar anpassen, aber den Deformationseinfluß meist nicht ausreichend redu
zieren, da selbst eine Meßkraftreduzierung aufgabenabhängig mit unzulässig ho
hen Restdeformationen verbunden sein kann.
- - Längenmeßtaster mit nachgeordneter rechnerischer Korrektur Hertzscher Abplat tung:
Bei gezielter Auswahl eines Längenmeßtasters mit angegebener Meßkraft, zum
Beispiel des CERTO CT 60 M, wäre die rechnerische Korrektur von Hertzschen
Abplattungsdeformationen aufgrund der dargestellten Mängel häufig nicht genau
genug. Dazu kommt, daß sich den zwar mit motorischer Antastung schnell ge
wonnenen Meßwerten eine dem jeweiligen Meßwert zugeordnete Rechenkorrek
tur in der bereits dargestellten zeitaufwendigen Weise anschließt. Kritisch ist
außerdem, daß durch die Meßwerterfassung mit der tatsächlich vorhandenen
Meßkraft und die Meßwertkorrektur mit der vorgegebenen Sollmeßkraft erheb
liche Differenzen bei der Deformationsreduzierung auftreten können. Da auch bei
Präzisionsmessungen oft viele Meßwerte erfaßt werden, behindern die nachfol
genden manuell ausgeführten oder manuell ausgelösten Korrekturen den gesam
ten Meßprozeß und gestalten ihn mehr oder weniger bedienerunfreundlich.
Es ist das Ziel der Erfindung, die genannten Mängel der aus dem Stand der Technik
bekannten Lösungen zu umgehen und durch eine rationell ablaufende, umfassende
Kompensation elastischer Antastdeformationen eine Erhöhung der Meßgenauigkeit
bei mechanisch berührenden Längenmeßtastern zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Prozeß der Meßwerterfassung und
der Meßwertkorrektur so zusammenzuführen, daß er ganz oder teilweise automati
siert abläuft und durch diese Zusammenführung eine rationelle Trennung des Prüf
maßes von werkstoffbezogenen Einflüssen zeitlich schnell mit hoher Genauigkeit
erfolgt und im Ergebnis deformationsfreie bzw. weitgehend deformationsreduzierte
Prüflingsmeßwerte angezeigt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Anordnung zur automatisierten Kom
pensation von elastischen Antastdeformationen bei Längenmeßtastern,
umfassend einen Längenmeßtaster mit antriebsgesteuerter Tastbolzenverstellung und Elementen zur Meßkraftvariation für n unterschiedliche Meßkräfte, mit n2, womit die Meßkraftverhältnisse bm=, mit m=1, 2, 3 . . . für jeweils zwei unterschiedliche Meßkräfte F1 und F2 verbunden sind,
Mittel zur Taster- und Prüflingsaufnahme sowie einem Steuer-Rechen-Anzeigekom plex für die Tasteransteuerung mit der Erfassung, Verarbeitung und Anzeige der Meßwerte,
wobei zur Prüflingsmessung jede Meßstelle mit den beiden Meßkräften F1 und F2 nacheinander angetastet wird, zur Gewinnung eines ersten Meßwertes vom Steuer- Rechen-Anzeigekomplex ein erster antriebsgesteuerter Antastvorgang mit der Meß kraft F1 ausgelöst wird und zur Gewinnung eines zweiten Meßwertes vom Steuer- Rechen-Anzeigekomplex ein zweiter antriebsgesteuerter Antastvorgang mit der Meßkraft F2 an der gleichen Meßstelle ausgelöst wird,
wobei weiter von den Meßkraftverhältnissen bm die Korrekturfaktoren ) und () für nichtlineare Hertzsche Abplattungsvorgänge mit überlagerter linearer Tasterdeformation bzw. (bm) und (bm-1) für lineare Abplattungsvorgänge mit überlagerter linearer Tasterdeformation abgeleitet werden können, dadurch gelöst,daß die aus den Sollmeßkräften bzw. aus den tatsächlich vorhandenen Istmeßkräf ten abgeleiteten Korrekturfaktoren (), () und/oder (bm), (bm-1) in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex eingebbar sind und über ihre Zuordnung im Steuer- Rechen-Anzeigekomplex für unterschiedliche Antastfälle nach einer einheitlichen Korrekturstrategie die Meßwerte innerhalb des Korrekturprozesses rationell so kor rigieren, daß mit dem Steuer-Rechen-Anzeigekomplex deformationsfreie bzw. deformationsreduzierte Prüflingsmeßwerte angezeigt werden.
umfassend einen Längenmeßtaster mit antriebsgesteuerter Tastbolzenverstellung und Elementen zur Meßkraftvariation für n unterschiedliche Meßkräfte, mit n2, womit die Meßkraftverhältnisse bm=, mit m=1, 2, 3 . . . für jeweils zwei unterschiedliche Meßkräfte F1 und F2 verbunden sind,
Mittel zur Taster- und Prüflingsaufnahme sowie einem Steuer-Rechen-Anzeigekom plex für die Tasteransteuerung mit der Erfassung, Verarbeitung und Anzeige der Meßwerte,
wobei zur Prüflingsmessung jede Meßstelle mit den beiden Meßkräften F1 und F2 nacheinander angetastet wird, zur Gewinnung eines ersten Meßwertes vom Steuer- Rechen-Anzeigekomplex ein erster antriebsgesteuerter Antastvorgang mit der Meß kraft F1 ausgelöst wird und zur Gewinnung eines zweiten Meßwertes vom Steuer- Rechen-Anzeigekomplex ein zweiter antriebsgesteuerter Antastvorgang mit der Meßkraft F2 an der gleichen Meßstelle ausgelöst wird,
wobei weiter von den Meßkraftverhältnissen bm die Korrekturfaktoren ) und () für nichtlineare Hertzsche Abplattungsvorgänge mit überlagerter linearer Tasterdeformation bzw. (bm) und (bm-1) für lineare Abplattungsvorgänge mit überlagerter linearer Tasterdeformation abgeleitet werden können, dadurch gelöst,daß die aus den Sollmeßkräften bzw. aus den tatsächlich vorhandenen Istmeßkräf ten abgeleiteten Korrekturfaktoren (), () und/oder (bm), (bm-1) in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex eingebbar sind und über ihre Zuordnung im Steuer- Rechen-Anzeigekomplex für unterschiedliche Antastfälle nach einer einheitlichen Korrekturstrategie die Meßwerte innerhalb des Korrekturprozesses rationell so kor rigieren, daß mit dem Steuer-Rechen-Anzeigekomplex deformationsfreie bzw. deformationsreduzierte Prüflingsmeßwerte angezeigt werden.
Es ist vorteilhaft, daß die Korrekturfaktoren (), () und/oder (bm), (bm-1)
in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex manuell eingebbar sind, wenn sie vorher be
rechnet sind.
Es ist weiter vorteilhaft, daß nach der Eingabe der Meßkräfte bzw. deren Meßkraft
verhältnisse in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex manuell oder automatisch in
Verbindung mit ihrer ständigen Erfassung bei den Antastvorgängen durch an sich
bekannte Mittel die Korrekturfaktoren (), () und/oder (bm), (bm-1) im
Steuer-Rechen-Anzeigekomplex berechnet werden.
Dabei besteht die vorteilhafte Möglichkeit, daß die aus den Sollmeßkräften bzw. aus
den tatsächlich wirkenden Istmeßkräften abgeleiteten Korrekturfaktoren (),
() und/oder (bm), (bm-1) durch die jederzeit mögliche Eingabe ihrer bereits
berechneten Werte bzw. über die jederzeit mögliche Eingabe der Meßkräfte bzw.
deren Meßkraftverhältnisse in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex eingehen.
Es ist der Hauptvorteil der Anordnung, daß ganz oder teilweise automatisiert, schnell
und mit hoher Genauigkeit deformationsfreie bzw. weitgehend deformationsreduzier
te Prüflingsmeßwerte angezeigt werden, wobei die Gesamtheit auftretender An
tastdeformationen in die Anordnungskonzeption einbezogen ist. Dies gilt insbeson
dere für die in der Praxis vorhandene werkstoff- bzw. geometrieabhängige Prüf
lingsvielfalt.
Besonders vorteilhaft ist der Rückgriff auf Meßkraftverhältnisse und von ihnen abge
leitete Korrekturfaktoren. So ändern sich die Meßkraftverhältnisse in der Regel
schwerkraftbedingt mit der Tasterlage, sind aber in der jeweiligen Lage erfaßbar und
als Korrekturfaktoren in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex eingebbar.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Korrekturfaktoren auf die Soll- bzw. Istmeßkräfte
bezogen werden können. So ist es möglich, durch Abnahmemessungen der Taster
die tatsächlich wirkenden Meßkräfte zu ermitteln und in weitgehend fehlerfreie Kor
rekturfaktoren für den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex zu übertragen. Das Problem
kritischer Fertigungstoleranzen zur Einhaltung definierter Meßkräfte wird somit um
gangen und die Herstellung der Taster wirtschaftlich gestaltet. Diese Möglichkeit der
meßkraftbezogenen Abnahme - oder Kontrollmessungen der Taster kann in vorteil
hafter Weise auch für Taster mit höchsten Genauigkeitsansprüchen bzw. für ein ge
sichertes Langzeitverhalten der Tastermeßkräfte herangezogen werden.
Langzeitlich veränderlichen Meßkräften, beispielsweise durch Altern von Federele
menten, kann so durch Eingabe neuer Korrekturfaktoren in den Steuer-Rechen-An
zeigekomplex begegnet werden, ohne daß fertigungstechnische Eingriffe in die Ta
ster erfolgen müssen.
Es ist auch vorteilhaft, daß durch die Realisierung mehrerer unterschiedlicher Ta
stermeßkräfte mit den zugehörigen Korrekturfaktoren für den Steuer-Rechen-Anzei
gekomplex eine Anpassung an meßkraftempfindliche Prüflingsoberflächen bzw. an
störende Rand- und Umfeldbedingungen möglich ist.
Insgesamt lassen sich die Anordnungsvorteile durch die rationelle Trennung des
Prüfmaßes von werkstoffbezogenen Einflüssen erklären, die mit einer qualifizierte
ren Angabe der Prüflingsmeßwerte verbunden ist. Höchste Meßwertauflösungen
moderner Tastermeßsysteme werden so durch die automatisierte Kompensation
materialtechnischer Störgrößen aufgewertet und führen zu optimalen Auflösungen.
Das Wesen der Erfindung soll anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels mit vertikaler Antastung näher erläutert werden. Die Anwen
dungsmöglichkeiten bleiben nicht auf dieses Beispiel beschränkt und erfassen ins
besondere bei dem Steuer-Rechen-Anzeigekomplex die unterschiedlichsten Kombi
nationen von Steuer-, Rechen- und Anzeigetechnik.
So können beispielsweise Steuergeräte und Anzeigeeinheiten mit Rechentechnik
bzw. Anzeigeeinheiten mit Rechentechnik und integrierter Ansteuerung oder Steuer
geräte mit Personalcomputer und Anzeigetechnik bzw. Personalcomputer mit inte
grierter Ansteuerung und Anzeigetechnik zum Einsatz kommen. Im einfachen An
wendungsfall kann auch eine Anordnung aus einem Längenmeßtaster, einem
Steuergerät und einer Kleinrechnervariante mit Anzeige eingesetzt werden.
Es zeigen:
Fig. 1 im Blockschaltbild die Anordnung eines Längenmeßtasters und eines
Steuer-Rechen-Anzeigekomplexes,
Fig. 2 schematisch eine Prüflingshöhenmessung mit vertikaler Antastung der
ersten Meßstelle,
Fig. 3 schematisch die Prüflingshöhenmessung mit vertikaler Antastung der
zweiten Meßstelle.
Für die automatisierte Kompensation elastischer Antastdeformationen und zur An
zeige deformationsfreier bzw. weitgehend deformationsreduzierter Prüflingsmeß
werte ist in Fig. 1 die Anordnung eines Längenmeßtasters mit antriebsgesteuerter
Tastbolzenverstellung sowie Meßkraftvariation für zwei Meßkräfte F1 und F2 und ei
nes Steuer-Rechen-Anzeigekomplexes dargestellt.
Für eine Prüflingshöhenmessung x mit vertikaler Antastung an der ersten Meßstelle
zeigt Fig. 2 schematisch den Meßaufbau. Dieser umfaßt einen Meßtisch 1 mit einer
Meßtischbezugsfläche 2, einen mit dem Meßtisch 1 gestellfest verbundenen Län
genmeßtaster 4 mit dem zugehörigen Tastbolzen 5 und dessen Tastkugel 6. Unter
Ausnutzung der automatisierten Ansteuerung durch den Steuer-Rechen-Anzeige
komplex wird der mit der Meßkraft F1 belastete Tastbolzen 5 an die Meßtischbe
zugsfläche 2 angefahren. Durch den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex wird bei der
Berührung der Tastkugel 6 mit der Meßtischbezugsfläche 2 an der ersten Meßstel
le 7 der mit nichtlinearer Hertzscher Abplattungsdeformation und linearer Tasterde
formation behaftete Meßwert M1 erfaßt. Anschließend wird an der ersten Meßstelle 7
unter weiterer Ausnutzung der automatisierten Ansteuerung durch den Steuer-Re
chen-Anzeigekomplex über die Tastkugel 6 des mit der Meßkraft F2 belasteten Tast
bolzens 5 der mit den meßkraftabhängig veränderten Antastdeformationen behaftete
Meßwert M2 durch den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex erfaßt. Für die Prüflingshö
henmessung x mit vertikaler Antastung an der zweiten Meßstelle zeigt Fig. 3 sche
matisch den Meßaufbau, der sich von Fig. 2 durch den auf die Meßtischbezugsflä
che 2 aufgesetzten Prüfling 3 mit der die Prüflingshöhe x begrenzenden Prüflings
deckfläche 9 und die veränderte Tastkugelposition unterscheidet. Unter Ausnutzung
der automatisierten Ansteuerung durch den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex wird
der mit der Meßkraft F1 belastete Tastbolzen 5 an die Prüflingsdeckfläche 9 des
Prüflings 3 angefahren. Durch den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex wird bei der Be
rührung der Tastkugel 6 mit der Prüflingsdeckfläche 9 an der zweiten Meßstelle 8
der bei Werkstoffunterschieden zwischen der Meßtischbezugsfläche 2 und Prüf
lingsdeckfläche 9 mit veränderter nichtlinearer Hertzscher Abplattungsdeformation
und linearer Tasterdeformation behaftete Meßwert M3 erfaßt. Anschließend wird an
der zweiten Meßstelle 8 unter weiterer Ausnutzung der automatisierten Ansteuerung
durch den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex über die Tastkugel 6 des mit der Meß
kraft F2 belasteten Tastbolzens 5 der mit den meßkraftabhängig veränderten An
tastdeformationen behaftete Meßwert M4 durch den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex
erfaßt.
Bei einem Meßkraftverhältnis = b des Längenmeßtasters 4 lassen sich für den
vorliegenden Fall nichtlinearer Hertzscher Abplattung die beiden Korrekturfaktoren
() und () ermitteln und in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex eingeben.
Innerhalb des Korrekturprozesses werden nun die Meßwerte M1, M2, M3 und M4 in
der Form
rationell so korrigiert, daß die deformationsfreie Prüflingshöhe x des Prüflings 3
durch den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex angezeigt wird.
Für ein nicht dargestelltes Beispiel der Prüflingshöhenmessung x des Prüflings 3 mit
linearer Abplattungsdeformation an der Meßtischbezugsfläche 2 bzw. an der Prüf
lingsdeckfläche 9 beim Austausch der Tastkugel 6 gegen einen Tastzylinder mit zy
lindrischer Antastfläche lassen sich bei gleichem Meßkraftverhältnis =b des
Längenmeßtasters 4 für den vorliegenden Fall linearer Abplattung die beiden Kor
rekturfaktoren (b) und (b-1) ermitteln und in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex
eingeben.
Innerhalb des Korrekturprozesses werden nun die zugehörigen Meßwerte M1, M2,
M3 und M4 in der Form
rationell so korrigiert, daß die deformationsfreie Prüflingshöhe x des Prüflings 3
durch den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex angezeigt wird.
Für Anwendungsfälle der Anordnung des Längenmeßtasters 4 und des Steuer-Re
chen-Anzeigekomplexes, bei denen nichtlineare Hertzsche Abplattungsvorgänge
und überlagerte lineare Tasterdeformationen derart auftreten, daß an den beiden
Meßstellen für eine Prüflingsabmessung die linearen Tasterdeformationen bei glei
cher Meßkrafteinleitung veränderlich sind, ist eine geänderte Zuordnung der Korrek
turfaktoren zweckmäßig. So lassen sich mit den aus dem Meßkraftverhältnis
= b ermittelten Korrekturfaktoren (b), (b-1) die diesmal vorliegenden Meßwerte
M1, M2, M3 und M4 innerhalb des Korrekturprozesses in der Form
rationell so korrigieren, daß weitgehend deformationsreduzierte Prüflingsmeßwerte
durch den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex angezeigt werden. Diese Prüflingsmeß
werte enthalten nur noch abplattungsbedingte Restdeformationseinflüsse.
Während durch die Anordnung des mit einer Meßkraftvariation verbundenen Län
genmeßtasters 4 und des Steuer-Rechen-Anzeigekomplexes in der dargestellten
vorteilhaften Weise die Antastdeformationen kompensiert und deformationsfreie
bzw. weitgehend deformationsreduzierte Prüflingsmeßwerte angezeigt werden, kön
nen auch Prüflingsmessungen unter Ausnutzung nur jeweils einer Meßkraft ausge
führt werden. Dieser einfachere Antastvorgang ist zweckmäßig bei gleichbleibenden
Antastdeformationen, aber auch bei genauigkeitsreduzierten Messungen, die De
formationseinflüsse enthalten dürfen.
Aufstellung der Bezugszeichen
1 Meßtisch
2 Meßtischbezugsfläche
3 Prüfling
4 Längenmeßtaster
5 Tastbolzen
6 Tastkugel
7 erste Meßstelle
8 zweite Meßstelle
9 Prüflingsdeckfläche
2 Meßtischbezugsfläche
3 Prüfling
4 Längenmeßtaster
5 Tastbolzen
6 Tastkugel
7 erste Meßstelle
8 zweite Meßstelle
9 Prüflingsdeckfläche
Claims (3)
1. Anordnung zur automatisierten Kompensation von elastischen Antastdeforma
tionen bei Längenmeßtastern,
umfassend einen Längenmeßtaster mit antriebsgesteuerter Tastbolzenverstel lung und Elementen zur Meßkraftvariation für n unterschiedliche Meßkräfte, mit n 2 womit die Meßkraftverhältnisse bm=, mit m=1, 2, 3 . . . für je weils zwei unterschiedliche Meßkräfte F1 und F2 verbunden sind, Mittel zur Taster- und Prüflingsaufnahme sowie einem Steuer-Rechen-Anzeige komplex für die Tasteransteuerung mit der Erfassung, Verarbeitung und Anzeige der Meßwerte,
wobei zur Prüflingsmessung jede Meßstelle mit den beiden Meßkräften F1 und F2 nacheinander angetastet wird, zur Gewinnung eines ersten Meßwertes vom Steuer-Rechen-Anzeigekomplex ein erster antriebsgesteuerter Antastvorgang mit der Meßkraft F1 ausgelöst wird und zur Gewinnung eines zweiten Meßwertes vom Steuer-Rechen-Anzeigekomplex ein zweiter antriebsgesteuerter Antastvor gang mit der Meßkraft F2 an der gleichen Meßstelle ausgelöst wird,
wobei weiter von den Meßkraftverhältnissen bm die Korrekturfaktoren () und () für nichtlineare Hertzsche Abplattungsvorgänge mit überlagerter linea rer Tasterdeformation bzw. (bm) und (bm-1) für lineare Abplattungsvorgänge mit überlagerter linearer Tasterdeformation abgeleitet werden können,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus den Sollmeßkräften bzw. aus den tatsächlich wirkenden Istmeßkräf ten abgeleiteten Korrekturfaktoren (), () und/oder (bm), (bm-1) in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex eingegeben werden und den unterschiedli chen Antastfällen zugeordnet werden, so daß mit dem Steuer-Rechen-Anzeige komplex deformationsfreie bzw. deformationsreduzierte Prüflingsmeßwerte an gezeigt werden.
umfassend einen Längenmeßtaster mit antriebsgesteuerter Tastbolzenverstel lung und Elementen zur Meßkraftvariation für n unterschiedliche Meßkräfte, mit n 2 womit die Meßkraftverhältnisse bm=, mit m=1, 2, 3 . . . für je weils zwei unterschiedliche Meßkräfte F1 und F2 verbunden sind, Mittel zur Taster- und Prüflingsaufnahme sowie einem Steuer-Rechen-Anzeige komplex für die Tasteransteuerung mit der Erfassung, Verarbeitung und Anzeige der Meßwerte,
wobei zur Prüflingsmessung jede Meßstelle mit den beiden Meßkräften F1 und F2 nacheinander angetastet wird, zur Gewinnung eines ersten Meßwertes vom Steuer-Rechen-Anzeigekomplex ein erster antriebsgesteuerter Antastvorgang mit der Meßkraft F1 ausgelöst wird und zur Gewinnung eines zweiten Meßwertes vom Steuer-Rechen-Anzeigekomplex ein zweiter antriebsgesteuerter Antastvor gang mit der Meßkraft F2 an der gleichen Meßstelle ausgelöst wird,
wobei weiter von den Meßkraftverhältnissen bm die Korrekturfaktoren () und () für nichtlineare Hertzsche Abplattungsvorgänge mit überlagerter linea rer Tasterdeformation bzw. (bm) und (bm-1) für lineare Abplattungsvorgänge mit überlagerter linearer Tasterdeformation abgeleitet werden können,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus den Sollmeßkräften bzw. aus den tatsächlich wirkenden Istmeßkräf ten abgeleiteten Korrekturfaktoren (), () und/oder (bm), (bm-1) in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex eingegeben werden und den unterschiedli chen Antastfällen zugeordnet werden, so daß mit dem Steuer-Rechen-Anzeige komplex deformationsfreie bzw. deformationsreduzierte Prüflingsmeßwerte an gezeigt werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturfakto
ren (), () und/oder (bm), (bm-1) bereits berechnet sind und manuell
in den Steuer-Rechen-Anzeigekomplex eingebbar sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Eingabe
der Meßkräfte bzw. deren Meßkraftverhältnisse in den Steuer-Rechen-Anzeige
komplex manuell oder automatisch in Verbindung mit ihrer ständigen Erfassung
bei den Antastvorgängen durch an sich bekannte Mittel die Korrekturfaktoren
(), () und/oder (bm), (bm-1) im Steuer-Rechen-Anzeigekomplex be
rechnet werden.
Priority Applications (4)
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