DE4412882A1 - Abtastkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abtastkopf für eine Maschine zum Ausmessen der Mikrooberflächenkontur von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Abtastkopf ist in der DE 40 13 742 A1 beschrieben.

Bei derartigen Abtastköpfen wird in der Regel in der Fabrik eine Kalibrierung vorgenommen, um systematische Meßfehler, die durch Unregelmäßigkeiten der verwendeten Baukomponenten oder systeminhärent sind, durch geeignete elektronische Maßnahmen zu kompensieren, z. B. den Ver­ stärkungsfaktor und die Linearität eines an den Ausgang des Stellungsgebers angeschlossenen Meßverstärkers.

Eine derartige Kalibierung ist aber nach längerer Be­ triebszeit des Abtastkopfes oder unter extremen Einsatz­ bedingungen nicht mehr ganz exakt, und will man den dann noch bestehenden Restfehler ebenfalls ausräumen, so muß der Abtastkopf unter Verwendung eines Kalibier­ normales nachgeeicht werden. Ein solches hat eine Ober­ fläche von genau bekannter Mikrokontur, in der Regel eine schräge Oberfläche, in welche kleine Rillen defi­ nierter Tiefe eingearbeitet sind. Ein solches Nachkali­ brieren ist aber aufwendig und erfordert ein hohes Maß an Sorgfalt des Bedienungspersonales.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Abtast­ kopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterge­ bildet werden, daß er auf einfache Weise auch von ange­ lerntem Bedienungspersonal neu kalibriert werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Abtastkopf mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Abtastkopf sind in den Abtast­ kopf integriert eine oder mehrere Anschlagflächen vorge­ sehen, gegen welche der Tastkörper unter Einwirkung einer Kraft bewegbar ist. Aus den in den entsprechenden Anschlagstellungen bereitgestellten Ausgangssignalen des Stellungsgebers lassen sich dann diejenigen Korrekturen bestimmen, die für die elektronische Korrektur des Meß­ signales notwendig sind, um die Soll-Lagewerte zu erhalten. Für viele Anwendungsfälle sind eine oder zwei derartige Anschlagstellungen ausreichend, um ein schon in der Fabrik ermitteltes Korrektursignal oder mehrere solche Korrektur­ signale so zu modifizieren, daß den zwischenzeitlich geänderten Arbeitsbedingungen Rechnung getragen wird. Diese Änderung kann z. B. einfach darin bestehen, daß man eine Korrektur-Kennlinie gemäß den bei der Nachkalibrierung angetroffenen Verhältnissen streckt oder preßt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Arbeitet man beim Nachkalibrieren gemäß Anspruch 2 mit einer Endstellung des Tastspitzenträgers, so ermittelt man in der Regel die Abweichungen der Istbedingungen von den früheren Kalibrierbedingungen an einem Punkt der Arbeitskennlinie des Abtastkopfes, die am stärksten durch Alterung und geänderte Umweltbedingungen beein­ flußt wird. Damit hat die Nachkalibierung eine hohe Empfindlichkeit. Ein weiterer Vorteil ist der, daß man einen fest vorgesehenen Anschlag verwenden kann, der am Ende des Arbeitshubes des Tastspitzenträgers ange­ ordnet ist. Auf diese Weise besteht keinerlei Spiel in der Anschlageinrichtung.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß die Nachkalibrierung an zwei Stellen der Arbeitskennlinie des Abtastkopfes durchgeführt wer­ den kann und damit noch feiner den geänderten Einsatz­ bedingungen Rechnung tragen kann.

Dabei wird gemäß Anspruch 4 erreicht, daß auch die zwei­ te Referenzstellung spielfrei ist, das normale Arbeiten des Abtastkopfes aber nicht beeinträchtigt.

Bei einem Abtastkopf gemäß Anspruch 5 kann man die Nach­ kalibrierung über eine große Anzahl auch von Zwischen­ stellungen des Tastspitzenträgers vornehmen und die Arbeitskennlinie des Abtastkopfes vollständig neu er­ stellen.

Verwendet man als Referenz-Anschlagfläche eine exzentri­ sche Kreisfläche, wie im Anspruch 6 angegeben, so hat dies zum einen den Vorteil, daß die Anschlagfläche wieder vollständig auf der einen Seite des Tastspitzenträgers liegen kann. Man hat auch eine sanfte und stetige Ver­ stellung des Tastspitzenträgers innerhalb des gewünsch­ ten Hubes. Die Herstellung des Nockenkörpers ist preis­ günstig auf einer Drehmaschine mit hoher Genauigkeit möglich.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß auch die Tastspitze selbst in die Nachkalibrierung einbezogen werden kann. Damit wird ein Verschleiß der Tastspitze wie auch ihrer Aufhängung und eines möglicherweise zwischen die Tastspitze und den Tastspitzenträger eingefügten Kraftfühlers mit in die Nachkalibrierung einbezogen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist wiederum im Hinblick auf ein sanftes und stetiges Ver­ stellen der Tastspitze und im Hinblick auf eine präzise und kostengünstige Herstellung der Referenz-Nockenfläche von Vorteil.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist im Hinblick auf eine Nachkalibrierung der Arbeitskenn­ linie an vielen Stützpunkten und im Hinblick auf ein rasches Umsetzen des jeweils erhaltenen Stellungsgeber- Ausgangssignales in ein korrigiertes Meßsignal von Vor­ teil.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen mechani­ schen Abtastkopf für eine Meßmaschine zum Bestimmen der Mikrooberflächenkontur von Werk­ stücken mit integrierter Nachkalibriereinrich­ tung zusammen mit einem Blockschaltbild der zugeordneten Elektronik;

Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, in welcher jedoch eine vereinfachte Nachkali­ brier-Anschlageinrichtung wiedergegeben ist;

Fig. 3 eine nochmals ähnliche Ansicht wie Fig. 1, in welcher eine Tastspitze selbst in die Nach­ kalibrierung einbeziehende Nachkalibrierein­ richtung wiedergegeben ist; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines optischen Abtastkopfes mit integrierter Nachkalibrierein­ richtung.

Fig. 1 zeigt einen insgesamt mit 12 bezeichneten Abtast­ kopf beim Ausmessen der Mikrokontur einer Werkstückober­ fläche 10, wobei sich eine Nachkalibriereinrichtung des Abtastkopfes 12 in Ruhestellung befindet.

Der Abtastkopf 12 hat ein Gehäuse 14 mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt. Die Schenkel des Gehäuses 14 tragen einen Lagerstift 16, auf welchem ein als gerader zweiarmiger Hebel ausgebildeter Tastspitzenträger 18 verschwenkbar gelagert ist.

Der Tastspitzenträger 18 hat einen Stützarm 20 und einen mit diesem fluchtenden Antriebsarm 22. An einem mittleren Nabenabschnitt 24 des Tastspitzenträgers 18 ist eine Blattfeder 26 durch Schrauben 28 befestigt, derart, daß sie sich parallel unter dem Stützarm 20 erstreckt. Das freie Ende der Blattfeder 26 trägt nach unten weisend eine Tastspitze 30, die mit der Werkstückoberfläche 10 zusammenarbeitet.

Die Oberseite der Blattfeder 26 drückt über ein Isolier­ plättchen 32 gegen einen Kraftfühler 34, der in der Praxis ein induktiver, kapazitiver, optischer oder pie­ zoelektrischer Kraftfühler sein kann. Die obenliegende Stirnfläche des Kraftfühlers 34 ist über ein weiteres Isolierplättchen 36 an der Unterseite des Stützarmes 20 abgestützt.

Über eine geschwungene, leicht biegbare Leitung 38 ist der Kraftfühler 34 mit einer gehäusefesten Leitung 40 verbunden. Die Länge der hochflexiblen Leitung 38 ist so bemessen, daß sie auch dann, wenn die Tastspitze 30 im unteren Endpunkt ihres Arbeitshubes steht, noch aus der neutralen Achse ausgeflext ist (in der Zeichnung ist der Tastspitzenträger 18 in der Mitte des Arbeitshubes dargestellt).

Am Antriebsarm 22 des Tastspitzenträgers 18 greift eine Zugfeder 42 an, deren zweites Ende am Gehäuse 14 festgelegt ist. Der Antriebsarm 22 trägt ferner bei seinem in der Zeichnung rechts gelegenen Ende einen Permanentmagneten 44, der mit einer gegenüberliegenden gehäusefesten Mag­ netspule 46 zusammenarbeitet.

In einem mittleren Abschnitt ist auf den Antriebsarm 22 eine Kontaktplatte 48 aufgeschweißt, die mit dem balligen Ende des federnd in Auswärtsrichtung vorge­ spannten Eingangsgliedes eines Stellungsgebers 50 zu­ sammenarbeitet, der z. B. ein Differentialtransformator sein kann.

Das Ausgangssignal des Kraftfühlers 34 wird auf den einen Eingang eines Komparators 52 gegeben, dessen zwei­ ter Eingang mit einem Soll-Kraftsignal beaufschlagt ist, welches z. B. durch einen einstellbaren Widerstand 54 vorgegeben wird.

Das am Ausgang des Komparators 52 erhaltene Kraft-Fehler­ signal wird in der einen Arbeitsstellung eines Umschalters 56 auf einen Speisekreis 58 gegeben, der mit der Magnet­ spule 46 verbunden ist. Durch entsprechende Erregung des durch die Magnetspule 46 und den Permanentmagneten 44 gebildeten, insgesamt mit 60 bezeichneten Magnetaktua­ tors wird somit die Kraft, mit welcher die Tastspitze 30 in Anlage an der Werkstückoberfläche 10 gehalten wird, auf einem konstanten, von der jeweiligen Eleva­ tion des gerade gemessenen Oberflächenpunktes unab­ hängigen Wert gehalten.

Das Ausgangssignal des Stellungsgebers 50 wird auf den einen Eingang eines Korrekturrechners 62 gegeben. Ein zweiter Eingang des Korrekturrechners 62 ist mit dem Ausgang eines Korrekturspeichers 64 verbunden, in wel­ chem für die verschiedenen Ausgangssignale des Stellungs­ gebers 50 diejenigen Korrekturen abgelegt sind, die an den Ausgangssignalen anzubringen sind, um die wirk­ liche Stellung der Tastspitze 30 zu erhalten. Diese Korrektursignale werden zunächst in der Fabrik durch Ausmessen eines Kalibriernormales ermittelt und im Kor­ rekturspeicher 64 abgelegt, wobei dieser Speicher vor­ zugsweise zwei Speicherfelder 64a und 64b aufweist, wovon das Speicherfeld 64a die in der Fabrik ermittel­ ten Grund-Korrektursignale bleibend enthält, während der Speicherabschnitt 64b bei Nachkalibrierungen über­ schrieben wird und die wirklich vom Korrekturrechner 62 verwendeten Korrektursignale beinhaltet.

Der Korrekturspeicher 64 ist ferner mit einem Korrek­ tursignalrechner 66 verbunden, dessen einer Eingang mit dem Ausgangssignal des Stellungsgebers 50 verbunden ist und dessen zweiter Eingang das Ausgangssignal eines Drehmelders 68 erhält. Dieser ist mechanisch mit einem Schrittmotor 70 verbunden, der seinerseits auf eine Welle 72 arbeitet, die in einem der Schenkel des Ge­ häuses 14 gelagert ist und auf ihrem zur Innenseite des Gehäuses weisenden Ende eine Exzenterscheibe 74 trägt. Die Ansteuerung des Schrittmotors 70 erfolgt von einem Steuerkreis 76 her, wobei dieser einen Knopf 78 aufweisen kann, dessen winkelmäßige Verstellung vom Steuerkreis 76 in eine exakt gleiche winkelmäßige Ver­ stellung der Exzenterscheibe 74 umgesetzt wird, oder/und unter Steuerung durch eine übergeordnete Hauptsteuerung des Abtastkopfes arbeiten kann.

Ein handbetätigter Schalter 80, der auch ein in einer über­ geordneten Hauptsteuerung enthaltenes Relais sein kann, dient dazu, eine Schreibaktivierungsklemme WE des Korrek­ turspeichers 64 bzw. eine Aktivierungsklemme E des Kor­ rektursignalrechners 66 für einen Nachkalibriervorgang zu aktivieren. Normalerweise ist der Schalter 80 geöff­ net.

An den Ausgang des Korrekturrechners 62 ist eine Anzeige 82 angeschlossen, auf welcher das jeweils erhaltene korrigierte Meßsignal dargestellt wird. Dieses Signal wird auch auf einer Datenleitung 84 zur Weiterverarbei­ tung durch andere Auswerteeinrichtungen bereitgestellt.

Zum Nachkalibrieren des oben beschriebenen Abtastkopfes wird der Abtastkopf 12 in eine Stellung gefahren, in welcher unter ihm kein Werkstück liegt. Der Umschalter 56 wird nun in seine zweite Arbeitsstellung gebracht, in welcher der Eingang des Speisekreises 58 mit einem festen Steuersignal beaufschlagt ist, welches z. B. an einem einstellbaren Widerstand 86 vorgegeben werden kann. Durch dieses Steuersignal wird die Magnetspule 46 mit einem konstanten Strom beaufschlagt, um ein am freien, in Fig. 1 rechts gelegenen Ende des Trägerhe­ bels 18 vorgesehenes balliges oder drehbares Nockenfol­ geteil 88 in Anlage an die Exzenterscheibe 74 zu bringen und dieser Stellung zu halten. Nun wird durch den Benut­ zer der Schalter 80 geschlossen und der Knopf 78 langsam durchgedreht, wodurch die Exzenterscheibe 74 entspre­ chend winkelmäßig verstellt wird. Die Winkelstellung der Exzenterscheibe 74 wird über den Drehmelder 68 dem Korrektursignalrechner 66 mitgeteilt, und dieser weiß nun bei bekannter Exzentrizität der Umfangsfläche der Exzenterscheibe 74, welches Ausgangssignal man am Stellungs­ geber 50 bei korrektem Arbeiten des Abtastkopfes 12 erhalten müßte. Da der Korrektursignalrechner 66 an seinem zweiten Eingang das Ist-Ausgangssignal des Stel­ lungsgebers 50 erhält, kann er die Differenz zwischen Ist-Stellungssignal und Soll-Stellungssignal für die verschiedenen Auslenkungen des Tastspitzenträgers 18 berechnen und die so erhaltenen Korrekturen im Abschnitt 64b des Korrekturspeichers ablegen.

Dabei kann der Korrektursignalrechner 66 laufend eine Plausibilitätsüberwachung mit den im Speicherabschnitt 64a des Korrekturspeichers 64 abgelegten in der Fabrik früher bestimmten Korrektursignalen vornehmen und die bei der Nachkalibrierung insgesamt erhaltenen Ergebnisse ganz oder teilweise verwerfen und durch die ursprünglich einprogrammierten Korrektursignale ersetzen, wenn das Ergebnis der Nachkalibrierung nicht plausibel erscheint.

Zudem kann der Korrektursignalrechner 66 die ursprünglich ermittelten Korrektursignale mit vorgebener Gewichtung mit den neu ermittelten Korrektursignalen kombinieren und auf diese Weise Nichtlinearitäten weiterhin berücksichtigen, die den bei der Nachkalibierung nicht mit berücksichtigten Teilen des Abtastkopfes eigen sind, z. B. dem Regelkreis zum Erzeugen einer konstanten Drückkraft für die Tast­ spitze 30.

Eine weitere Möglichkeit des Arbeitens des Korrektursig­ nalrechners 66 kann darin liegen, daß der Korrektursig­ nalrechner 66 die neu aufgenommene Arbeitscharakteristik mit der ursprünglichen Arbeitscharakteristik vergleicht und aus dem Vergleich einen Umrechnungsfaktor ableitet, welcher die neue Kennlinie nach least square-Gesichts­ punkten in optimale Übereinstimmung mit der alten Kenn­ linie bringt. Der Korrektursignalrechner 66 kann dann unter Verwendung der ursprünglichen Korrektursignale und dieses Umrechnungsfaktors den Speicherabschnitt 64b des Korrekturspeichers aus dem Speicherabschnitt 64a erzeugen, wodurch man eine weiterhin gute Berück­ sichtigung von solchen systembedingten Nichtlinearitäten erhält, die auf bei der Nachkalibrierung nicht berück­ sichtigte Teile des Abtastkopfes zurückgehen.

Nach Abschluß der Nachkalibrierung wird die Exzenter­ scheibe 74 durch Drehen des Knopfes 78 in dessen Ruhe­ stellung wieder in die in der Zeichnung wiedergegebene Ruhestellung gebracht, in welcher sich der Tastspitzen­ träger 18 innerhalb seines Arbeitsbereiches frei ver­ schwenken kann. Außerdem wird der Schalter 80 geöffnet, so daß nun der Inhalt des Korrekturspeichers 64 eingefroren ist.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel stimmt weit­ gehend mit demjenigen nach Fig. 1 überein. Funktions­ gleiche Teile des Abtastkopfes sind wieder mit demselben Bezugszeichen versehen und brauchen nachstehend nicht nochmals im einzelnen beschrieben zu werden.

Bei dem vereinfachten Abtastkopf nach Fig. 2 arbeitet das Nockenfolgeteil 88 mit einem Anschlagbügel 90 zu­ sammen, der von einem der seitlichen Schenkel des Gehäu­ ses 14 getragen ist und zwei von der Schenkelfläche nach innen weisende Anschlagschenkel 92, 94 aufweist. Diese Anschlagschenkel geben die obere und untere End­ lage des Tastspitzenträgers 18 vor.

Die Nachkalibierung erfolgt beim Abtastkopf nach Fig. 2 so, daß man zunächst den Schalter 80 wieder in die Nachkalibrierstellung bewegt und dann zunächst den Um­ schalter 56 in eine mittlere Arbeitsstellung bewegt, in welcher die Magnetspule 46 stromlos bleibt. Unter diesen Bedingungen wird das am freien Ende Tastspitzen­ trägers 18 angeordnete Nockenfolgeteil 88 unter der Kraft der Zugfeder 42 gegen den oberen Anschlagschenkel 92 bewegt.

Dann wird der Umschalter 56 in seine in der Zeichnung obere, dritte Arbeitsstellung bewegt, in welcher die Magnetspule 46 so bestromt wird, daß der Magnet-Aktua­ tor 60 eine abstoßende Kraft erzeugt, die größer ist als die Kraft der Zugfeder 42. Das Nockenfolgeteil 88 wird nun gegen den unteren Anschlagschenkel 94 bewegt.

Der zweite Eingang des Korrektursignalrechners 66 ist nun mit der zur Magnetspule 46 führenden Leitung verbun­ den, und aus dem dort anstehenden Signal kann der Korrek­ tursignalrechner 66 erkennen, in welcher der beiden Endstellungen der Tastspitzenträger 18 gerade steht. Auf diese Weise kann dann der Korrektursignalrechner 66 die Ist-Ausgangssignale des Stellungsgebers 50 wieder den beiden Endlagen zuordnen und für diese Endlagen die entsprechenden Korrektursignale berechnen, wobei das Überschreiben des Korrekturspeichers 64 dann ähnlich erfolgen kann, wie oben beschrieben.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ähnelt von der Funktion her demjenigen nach Fig. 1, wobei eine etwas aufwendigere Mechanik gestattet, die Tastspitze 30 mit in die Nachkalibrierung einzubinden. Teile des Abtast­ kopfes, die von der Funktion her schon in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Teilen entsprechen, sind wie­ derum mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals detailliert erläutert.

Beim Abtastkopf nach Fig. 3 ist die durch den Schritt­ motor 70 angetriebene Welle 72 im in Fig. 3 links ge­ legenen Ende des Gehäuses 14 gelagert, und zwar in der­ jenigen vertikalen Ebene, in welcher auch die Achse der Tastspitze 30 steht, wenn der Tastspitzenträger 18 bei der Mitte seines Arbeitshubes steht. Die Welle 72 trägt ein Nockenteil 96, welches die Form eines Sektors einer flachen Schale bzw. eines flachen Bechers hat. Das Nockenteil 96 hat eine im wesentlichen zylindrische Umfangs­ wand 98, deren Innenfläche am in Fig. 3 links gelegenen Endabschnitt als Nockenfläche 100 ausgebildet ist, die gleichermaßen vor und hinter dem bei 102 gezeigten Teil­ kreis liegen, der sich aus der bei der Mittenstellung des Tastspitzenträgers 18 eingenommenen Stellung des Endes der Tastspitze 30 und der Welle 72 ergibt. Aus Gründen der einfachen Herstellbarkeit und einer kontinuierlichen sanften Verstellung der Tastspitze 30 kann die Nockenfläche 100 z. B. eine exzentrische Kreisfläche sein.

Das Nachkalibrieren des Abtastkopfes nach Fig. 3 erfolgt ähnlich wie die beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 beschrieben, mit dem einzigen Unterschied, daß das Bewe­ gen des Tastspitzenträgers 18 durch Zusammenarbeiten der Nockenfläche 100 mit der Tastspitze 30 erfolgt, so daß das Nachkalibrieren ebenfalls unter Einregelung einer kon­ stanten Andrückkraft für die Tastspitze 30 erfolgt, also unter dem Meßvorgang völlig gleichwertigen Bedin­ gungen.

In der in der Zeichnung wiedergegebenen Ruhestellung des Nockenteiles 96 liegt die Tastspitze 30 für ein unbehindertes Ausmessen eines Werkstückoberfläche frei, wie aus Fig. 3 gut ersichtlich.

Bei dem Abtastkopf nach Fig. 4 ist eine nicht taktile, optische Tastspitze vorgesehen. Hierzu ist das Trägerteil 18 als Linsenhalter ausgebildet, welcher eine Linse 104 aufnimmt. Das Trägerteil 18 ist über drei Federn 42 am Ge­ häuse 14 abgestützt, und seine jeweilige axiale Stellung wird wieder von einem Stellungsgeber 50 ermittelt.

Ein vom Trägerteil 18 getragener Permanentmagnet 44 ist als Ringscheibe ausgebildet, und eine Magnetspule 46 umgibt mit ihrem Spulenkörper 106 unter radialem Spiel das Trägerteil 18.

Über die so axial beweglich gelagerte Linse 104 wird unter Verwendung eines Kollimators 108 auf der Werkstück­ oberfläche 10 das Bild eines Halbleiterlasers 110 erzeugt. Das von der Werkstückoberfläche reflektierte Licht ge­ langt über einen halbdurchlässigen Spiegel 112, eine weitere Linse 114 und ein Prisma 116 auf einen insgesamt mit 118 bezeichneten Detektor. Letzterer hat zwei sym­ metrisch zu beiden Seiten der Detektorachse angeordnete Detektorelemente 120, 122, die jeweils mit einem der Eingänge des als Differenzverstärker ausgebildeten Kom­ parators 52 verbunden sind. Dessen Ausgang steuert wie­ der einen Speisekreis 58, über den die Magnetspule 46 erregt wird.

Steht die Linse 104 so, daß ihr Brennpunkt mit dem mit ihr fluchtenden Punkt der Werkstückoberfläche zusammen­ fällt, liegt der mit 124 bezeichnete Lichtfleck, der auf dem Detektor 118 erhalten wird, auf der Detektor­ mitte, so daß beide Detektorelemente 120, 122 gleicher­ maßen beleuchtet werden und am Ausgang des Komparators 52 kein Signal erhalten wird. Bei einer Brennpunktsab­ lage in der einen oder anderen Richtung (wofür Licht­ flecke 126 gestrichelt angedeutet sind), erhält man ein positives bzw. negatives Ausgangssignal des Kompa­ rators 52, wodurch die Magnetspule 46 so bestromt wird, daß das Trägerteil 18 so nach unten oder oben verlagert wird, daß man wieder Brennpunktbedingungen hat.

Bei einer solchen nicht taktilen Tastspitze entsprechen Änderungen im Ausgangssignal des Stellungsgebers 50 exakt der Mikrokontur der Werkstückoberfläche. Die Aus­ wertung dieses Ausgangssignales kann wieder genauso erfolgen, wie obenstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 schon erläutert.

Zum Nachkalibrieren des Abtastkopfes sind auf die Ober­ seite und die Unterseite des Spulenkörpers 106 zwei becherförmige Anschlagteile 128, 130 aufgesetzt, die in ihren Bodenflächen mit breiten Durchgangsöffnungen für das Licht versehen sind.

Der Eingang des Speisekreises 58 ist wieder über einen Umschalter 56 mit unterschiedlichen Steuersignalen be­ aufschlagbar, durch welche das Trägerteil 18 in Anlage an das obere Anschlagteil 128 bzw. an das untere An­ schlagteil 130 gebracht werden kann. Diese Steuersignale werden von zwei einstellbaren Widerständen 132, 134 bereitgestellt.

Was die Berechnung der Korrektursignale betrifft, liegen beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 dieselben Bedin­ gungen vor wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, so daß dies nicht nochmals im einzelnen beschrieben zu werden braucht.

Claims (9)

1. Abtastkopf für eine Maschine zum Ausmessen der Mikrooberflächenkontur von Werkstücken, mit einem Gehäuse (14), mit einem im Gehäuse (14) beweglich ge­ lagerten Tastspitzenträger (18), der eine Tastspitze (30; 104) trägt, mit Mitteln (42) zum elastischen Vor­ spannen der Tastspitze (30; 104), mit einem mit dem Tastspitzenträger (18) zusammenarbeitenden Stellungs­ geber (50) sowie mit einem Korrekturrechner (62) zur Kor­ rektur des Ausgangssignales des Stellungsgebers (50) bezüglich systembedingter Meßfehler, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit dem Tastspitzenträger (18) eine An­ schlageinrichtung (74; 90; 96; 128, 130) zusammenarbeitet, welche mindestens eine feste Referenzstellung für den Tastspitzenträger (18) vorgibt und daß ein Korrektursig­ nalrechner (66) mit den in den Referenzstellungen erhal­ tenen Ausgangssignalen des Stellungsgebers (50) beauf­ schlagt ist und aus diesen Signalen mindestens ein Kor­ rektursteuersignal berechnet, durch welches der Korrek­ turrechner (62) gesteuert wird.

2. Abtastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter den durch die Anschlageinrichtung (74; 90; 96; 128, 130) vorgegebenen Referenzstellungen mindes­ tens eine Endlage des Tastspitzenträgers (18) ist.

3. Abtastkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlageinrichtung (74; 90; 96; 128, 130) mindestens eine zweite Referenzstellung vor­ gibt und der Korrektursignalrechner (66) das in dieser Stellung erhaltene Ausgangssignal des Stellungsgebers (50) bei der Berechnung der Korrektursteuersignale mit verwendet.

4. Abtastkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Referenzstellung eine zweite Endlage des Tastspitzenträgers (18) ist.

5. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung eine Nockenfläche (74; 100) sowie einen Antrieb (70) zum Bewegen eines die Nockenfläche tragenden Nockenkör­ pers (74; 96) bezüglich des Tastspitzenträgers (18) sowie einen mit diesem Antrieb (70) gekoppelten Stel­ lungsmelder (68) aufweist, dessen Ausgangssignal ge­ meinsam mit dem gleichzeitig abgegebenen Ausgangssignal des Stellungsgebers (50) vom Korrektursignalrechner (66) bei der Berechnung der Korrektursteuersignale ver­ wendet wird.

6. Abtastkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenkörper eine Exzenterscheibe (74) ist, welche über dem von der Tastspitze (30) abgelegenen Endabschnitt (22) des Tastspitzenträgers liegt und mit die­ sem zusammenarbeitet.

7. Abtastkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenkörper (96) eine im wesentlichen zylin­ drische Wand (98) aufweist, die um eine Achse (72) dreh­ bar ist, welche die Tastspitzenachse bei in der Mitte seines Arbeitshubes stehenden Tastspitzenträger (18) im wesentlichen senkrecht schneidet, so daß seine Nocken­ fläche (100) in und aus der Bahn der Tastspitze (30) bewegbar ist.

8. Abtastkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenfläche (100) eine exzentrische zylin­ drische Fläche ist.

9. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Korrektursignalrech­ ner (66) mit einem Korrekturspeicher (64) zusammenarbei­ tet, in welchem Korrektursignale für die verschiede­ nen Ausgangssignale des Stellungsgebers (50) abgelegt sind, und daß der Korrekturrechner (62) das jeweils erhaltene Ausgangssignal des Stellungsgebers (50) mit dem zugehörigen im Korrekturspeicher (64) abgelegten Korrektursignal zusammenfaßt.