DE584894C

DE584894C - Recording device for recording the straightness errors of flat surfaces

Info

Publication number: DE584894C
Application number: DES98428D
Authority: DE
Original assignee: GENEVOISE INSTR PHYSIQUE; Societe Genevoise dInstruments de Physique
Current assignee: GENEVOISE INSTR PHYSIQUE; Societe Genevoise dInstruments de Physique
Priority date: 1930-06-19
Filing date: 1931-05-02
Publication date: 1933-09-26

Description

Registriervorrichtung zum Aufzeichnen der Geradheitsfehler ebener Flächen . Die Erfindung betrifft eine Registriervorrichtung zum Aufzeichnen der Geradheitsfehler ebener Flächen, insbesondere zur Prüfung von Führungen geradlinig verschiebbarer Organe von Maschinen, z. B. der Gleitbahnen von Werkzeugmaschinen oder Meßgeräten. Gemäß der Erfindung ist die Registriertrommel mit einem Schlitten verbunden, der einen Spiegel trägt und der zu prüfenden Fläche entlang zu führen ist, so daß die Drehung der Trommel dem vom Schlitten zurückgelegten Weg proportional ist, während der Registrierstift parallel zur Trommelachse durch ein vom Schlitten angetriebenes verän-. derliches Übersetzungsgetriebe verschiebbar ist, das nach einem in dem Okular eines auf den Spiegel gerichteten Autokollimationsfernrohr es beobachteten, auf den Spiegel projizierten Markenbild zu steuern ist.Recording device for recording the straightness errors flat Surfaces. The invention relates to a recording device for recording the Straightness errors of flat surfaces, especially for checking guides in a straight line movable organs of machines, e.g. B. the slideways of machine tools or measuring devices. According to the invention, the recording drum is with a slide connected, which carries a mirror and to lead along the surface to be tested so that the rotation of the drum is proportional to the distance covered by the carriage is, while the registration pen is parallel to the drum axis through one of the carriage driven changeable. such transmission gear is displaceable after one in the eyepiece of an autocollimation telescope aimed at the mirror observed, is to steer the brand image projected onto the mirror.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention.

Abb. i bis 4 dienen zur Erläuterung der bekannten Prinzipien, die in der Erfindung Verwendung finden.Fig. I to 4 serve to explain the known principles that find use in the invention.

Abb. 5 zeigt die Vorrichtung schematisch im Schnitt.Fig. 5 shows the device schematically in section.

Abb. 6 zeigt eine andere Ausführungsform eines Teiles der Vorrichtung.Fig. 6 shows another embodiment of part of the device.

In Abb. i beleuchtet das von der Lichtquelle i ausgehende Licht einen Faden a und wird vom Prisma 3 total reflektiert, vom Obj ektiv 4 eines Fernrohres in einem parallelen Büschel auf den Planspiegel s eines Schlittens 6 geworfen und erzeugt nach Reflektion vom Spiegel ein Bild des Fadens in der Ebene des Fadenkreuzes eines Okularmikrometers 7 des Fernrohres. Der Schlitten 6 kann sich längs einer Führung 8 eines Maschinengestells g verschieben. Wenn diese Führung 8 nicht genau geradlinig ist, so wird der Spiegel 5 kleine Winkelverschiebungen erfahren, wodurch sich eine entsprechendeVerschiebung des Bildes des Fadens :2 ergibt, welches in der Ebene des Fadenkreuzes des Okularinikrometers 7 entsteht. Da das Objektiv .4. des Fernrohres auf unendlich eingestellt ist, so hat die Annäherung oder Entfernung des Spiegels keinen Einfluß auf das mit dem Okular betrachtete Bild. Nur eine Verdrehung des Spiegels um eine senkrechte Achse wird eine seitliche Verschiebung des Bildes i i (s. Abb. 2) des Fadens a im Gesichtsfeld des Okulars t o veranlassen. Diese Verschiebungen sind mittels Merkfäden 1z, 1z' des Okularmikroskopes 7 meßbar, und zwar sind sie proportional den Winkelabweichungen der Führung 8 in bezug auf die geometrische Achse einer idealen geradlinigen Führung. In Abb. 3 bezeichnet 13 in übertriebener Darstellung die Mittellinie einer Führung 8 in Draufsicht. Der Winkel B stellt die Neigung der Führung in bezug auf die ideale Gerade 14 dar, welche die beiden Endpunkte der Führung verbindet. Die Änderungen des Winkels B sind identisch reit dem Winkel, um den der -Spiegel 5 gedreht wird, während. der Schlitten 6 von einer Stellung in eine zweite Stellung längs der Führung 8 verschoben wird.In Fig. I, the light emanating from the light source i illuminates one Thread a and is totally reflected by the prism 3, by the objective 4 of a telescope thrown in a parallel tuft onto the plane mirror s of a carriage 6 and creates an image of the thread in the plane of the crosshairs after reflection from the mirror an eyepiece micrometer 7 of the telescope. The carriage 6 can be along a Move guide 8 of a machine frame g. If this guide 8 is not exactly is straight, the mirror will experience 5 small angular displacements, whereby a corresponding shift of the image of the thread: 2 results, which in the plane of the crosshairs of the eyepiece micrometer 7 arises. Since the lens .4. of the telescope is set to infinity, the approach or distance has the mirror has no effect on the image viewed with the eyepiece. Just a twist of the mirror around a vertical axis becomes a lateral shift of the image i i (see Fig. 2) of the thread a in the field of view of the eyepiece t o. These Displacements can be measured by means of marker threads 1z, 1z 'of the ocular microscope 7, and although they are proportional to the angular deviations of the guide 8 with respect to the geometric axis of an ideal rectilinear guide. In Fig. 3 denotes 13 in exaggerated representation, the center line of a guide 8 in plan view. The angle B represents the inclination of the guide with respect to the ideal straight line 14 which the both Connects endpoints of the leadership. The changes in angle B are identical to riding the angle by which the mirror 5 is rotated while. the carriage 6 from one Position is moved into a second position along the guide 8.

Dieses optische Meßverfahren ist äußerst empfindlich; es ist aber deshalb nicht praktisch, weil es die Änderungen des Winkels B anzeigt und nicht die Abweichung f . (Abb. 3) eines Punktes der Mittellinie der Führung 8 von der idealen Geraden 14; diese Abweichung f kann nur durch eine Integration aus den Änderungen des Winkels B berechnet werden. Der dargestellte Apparat gestattet nun gerade die mechanische und selbsttätige Durchführung der gewünschten Integration, um von den Winkeln B zu den Abweichungen f der Führung 8 zu gelangen.This optical measuring method is extremely sensitive; but it is not practical because it shows the changes in angle B and not the deviation f. (Fig. 3) a point of the center line of the guide 8 from the ideal straight line 14; this deviation f can only be achieved by integrating the changes of the angle B. The apparatus shown now allows just that mechanical and automatic implementation of the desired integration in order from the Angles B to get to the deviations f of the guide 8.

Es wurden bis jetzt nur die Abweichungen der Führung 8 in bezug auf Geradlinigkeit in einer horizontalen Ebene betrachtet, was einem Bild im Gesichtsfeld des Okulars io gemäß der Abb. 2 entspricht. Um die Abweichungen von der Geradlinigkeit in einer vertikalen Ebene zu beobachten, genügt es, das Fernrohr um eine Vierteldrehung um seine optische Achse zu drehen, wodurch im Gesichtsfeld des Okulars ein Bild gemäß Abb.4 entsteht, dessen Bedeutung mit derjenigen des Bildes nach Abb.2 übereinstimmt.So far only the deviations of the guide 8 with respect to Straightness viewed in a horizontal plane, resulting in an image in the field of view of the eyepiece according to Fig. 2 corresponds. About the deviations from straightness To observe in a vertical plane, it is sufficient to turn the telescope a quarter turn around its optical axis, creating an image in the field of view of the eyepiece according to Fig.4, the meaning of which corresponds to that of the picture according to Fig.2.

In Abb. 5 bezeichnet 15 eine Trommel, um welche sich ein Seil 16 aufrollen kann, das mit dem Schlitten 6 verbunden ist und der Trommel eine Drehung proportional der Schlittenverschiebung erteilt. Durch Vermittlung eines Zahnradvorgeleges 17, 1ß wird die Drehung der Trommel 15 an eine zweite Trommel i9 übertragen, um welche ein Papierblatt gerollt ist. 2o ist ein Registrierstift, dessen Verschiebungen auf die Trommel i9 aufgetragen werden.In Fig. 5, 15 denotes a drum around which a rope 16 can be wound, which is connected to the carriage 6 and gives the drum a rotation proportional to the carriage displacement. Through the intermediary of a gear train 17, 1ß the rotation of the drum 15 is transmitted to a second drum 19, around which a sheet of paper is rolled. 2o is a registration pen, the displacements of which are plotted on the drum i9.

Mittels einer Welle 21, Zahnräder 22, 23 und einer Welle 24 wird die Drehung der Trommel 15 außerdem auf eine Scheibe 25 übertragen, welche mit der auf der Welle 27 längsverschiebbar gelagerten Reibungsrolle 26 ein stufenloses Wechselgetriebe darstellt. Die von der Scheibe 25 der Rolle 26 erteilte Drehung wird auf die Welle 27 übertragen. Diese Welle 27 ist mit einer Schraubenspindel 28 verbunden, welche eine gegen Drehung gesicherte, aber längsverschiebbare Schraubenmutter 29 trägt, auf welcher der Registrierstift 2o angeordnet ist. Die Stellung der Reibungsrolle a6 längs der Welle 27 kann mit Hilfe des Kurbelgriffes 33 verändert werden, mit dem eine Schraube 30 gedreht wird, auf welcher die durch den Mitnehmer 32 mit der Reibungsrolle 26 verbundene Mutter 3 i verschoben wird. Die Schraube 30 ist über ein Zahnradvorgelege 34, 35 und eine Kupplung 36 mit der Meßschraube des Okularmikrometers 7 verbunden. Wenn man den Kurbelgriff 33 dreht, so werden die Fäden i2, i2' (Abb. 2 und 4) im Gesichtsfeld des Okulars verschoben, und sie können so eingestellt werden, daß sie das Bild I I des Fadens :2 genau in ihre Mitte schließen. Durch diese Bewegung wird die Reibungsrolle 26 auf eine gewisse Entfernung von der Achse der Scheibe 25 eingestellt.By means of a shaft 21, gears 22, 23 and a shaft 24, the rotation of the drum 15 is also transmitted to a disk 25 which, together with the friction roller 26 which is longitudinally displaceable on the shaft 27, represents a continuously variable change gear. The rotation given by the disc 25 of the roller 26 is transmitted to the shaft 27. This shaft 27 is connected to a screw spindle 28, which carries a screw nut 29 which is secured against rotation but is longitudinally displaceable and on which the registration pin 2o is arranged. The position of the friction roller a6 along the shaft 27 can be changed with the aid of the crank handle 33, with which a screw 30 is turned, on which the nut 3 i connected by the driver 32 to the friction roller 26 is displaced. The screw 30 is connected to the micrometer of the eyepiece micrometer 7 via a gear train 34, 35 and a coupling 36. When the crank handle 33 is turned, the threads i2, i2 '(Figs. 2 and 4) are shifted in the field of view of the eyepiece, and they can be adjusted so that they close image II of the thread: 2 exactly in their center. This movement sets the friction roller 26 at a certain distance from the axis of the disk 25.

Die Übersetzungsverhältnisse der Vorgelege 17, 18 und 22, 23 sowie die Steigungen der Schrauben 28 und 30 können so bestimmt werden, daß mit entsprechenden Durchmessern der Registriertrommel i9 und der Reibungsrolle 26 und den Konstanten des Okularmikrometers 7 ein Diagramm erzeugt wird, das den Weg der Verschiebung des Schlittens 6 und die Abweichung der Führung 8 von der Geraden in einem einfachen Maßstab wiedergibt, z. B. den Weg der Schlittenverschiebung im Maßstab i ::2o und die Abweichung f von der Geraden im Maßstab iooo : i.The gear ratios of the countershafts 17, 18 and 22, 23 as well the pitches of the screws 28 and 30 can be determined so that with appropriate Diameters of the registration drum i9 and the friction roller 26 and the constants of the eyepiece micrometer 7 a diagram is generated showing the path of the displacement of the carriage 6 and the deviation of the guide 8 from the straight line in a simple Scale reproduces, e.g. B. the path of the slide displacement in the scale i :: 2o and the deviation f from the straight line on the scale iooo: i.

Das beispielsweise dargestellte Gerät wird folgenderweise benutzt: Nachdem das Fernrohr auf das Unendliche eingestellt wurde, wird seine Achse in die Längsrichtung der zu prüfenden Führung eingestellt, und der den Spiegel 5 tragende Schlitten 6 wird an ein Ende der Führung gebracht. Die Reibungsrolle 26 wird ungefähr in die Mitte der Mitnehmerscheibe 25 und der Registrierstift 2o ungefähr in die Mitte der Breite der Trommel i9 gebracht. Bei gelöster Kupplung 36 wird das Fadenkreuz auf das vom Spiegel 5 reflektierte Bild ii der Marke 2 eingestellt; dann wird die Kupplung 36 eingerückt, wodurch die Mikrometerschraube des Okulars mit der Schraube 30 verbunden wird.The device shown as an example is used as follows: After the telescope has been adjusted to infinity, its axis is adjusted in the longitudinal direction of the guide to be tested, and the carriage 6 carrying the mirror 5 is brought to one end of the guide. The friction roller 26 is brought approximately in the middle of the drive plate 25 and the registration pin 2o approximately in the middle of the width of the drum i9. When the clutch 36 is released, the crosshairs are set to the image ii of the mark 2 reflected by the mirror 5; the clutch 36 is then engaged, thereby connecting the micrometer screw of the eyepiece to the screw 30 .

Der Schlitten 6 wird nun langsam, gleichmäßig oder absatzweise mit genügend kleinen Zwischenräumen längs der Führung 8 verschoben. Der Beobachter kann im Fernrohr die Abweichung des Bildes ii von den Fäden i2, 12' sehen und berichtigt die Stellung dieser Fäden fortwährend, so daß sie ständig den Verschiebungen des Bildes i i der Marke 2 folgen. Zu diesem Zweck betätigt der Beobachter den Kurbelgriff 33, der die Schraube 3o dreht, deren Bewegungen über die Teile 34, 35 und 36 an die Mikrometerschraube des Okulars 7 übertragen werden. Durch die Verschiebung des Schlittens 6 wird mittels des Seiles 16 die Trommel 15 und damit auch die Registriertrommel i9 in Drehung versetzt.The carriage 6 is now slowly, evenly or intermittently moved enough small spaces along the guide 8. The observer can see in the telescope the deviation of the image ii from the threads i2, 12 'and corrected it the position of these threads continually so that they are constantly changing the displacements of the Follow image i i of mark 2. For this purpose the observer operates the crank handle 33, which turns the screw 3o, whose movements via the parts 34, 35 and 36 the micrometer screw of the eyepiece 7 can be transferred. By shifting the Carriage 6 is the drum 15 and thus also the recording drum by means of the rope 16 i9 set in rotation.

Das vom Stift 2o auf der Trommel i9 aufgezeichneteDiagramm ist eine genaueWiedergabe der Führung 8 in einem Maßstab, welcher von den kinematischen Verhältnissen des Gerätes abhängt. Zur Vervollständigung des Diagrammes werden die beiden Endpunkte der aufgezeichneten Linien 13 (Abb. 3) durch eine Gerade r¢ miteinander verbunden. Die zwischen der Linie 13 und der Geraden 1q. senkrecht zur Abrollrichtung der Trommel z9 gemessenen Abstände f sind die gesuchten Fehler in der Geradheit der Führung.The diagram recorded by pen 2o on drum i9 is a exact reproduction of the guide 8 on a scale which depends on the kinematic conditions of the device. To complete the Diagram the two end points of the recorded lines 13 (Fig. 3) by a straight line r ¢ connected with each other. The between the line 13 and the straight line 1q. perpendicular to The distances f measured in the unrolling direction of the drum z9 are the errors sought in the straightness of the leadership.

Um eine sichere Mitnahme der Reibungsrolle 26 zu gewährleisten, ohne einen zu starken Druck auf die Rolle auszuüben, könnte man, wie in Abb. 6 gezeigt ist, die Rolle 26 zwischen zwei Scheiben 25 und 25' anordnen, die gegeneinandergepreßt werden. Die Gegenscheibe 25' könnte entweder lose gelagert sein oder mit der Scheibe 25 so verbunden sein, daß sie von dieser Scheibe mit gleicher Geschwindigkeit, aber in umgekehrter Richtung mitgenommen wird.In order to ensure safe driving of the friction roller 26 without Exerting too much pressure on the roller could be done, as shown in Fig. 6 is to arrange the roller 26 between two disks 25 and 25 'which are pressed against one another will. The counter disk 25 'could either be mounted loosely or with the disk 25 be connected in such a way that they move from this disc at the same speed, but is taken in the opposite direction.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Registration device for recording the straightness errors of flat surfaces, characterized in that the registration drum (19 ) is connected to a carriage (6) which carries a mirror (5) and is to be guided along the surface to be tested so that the rotation of the drum is proportional to the distance covered by the carriage (6), while the pen (2o) can be displaced parallel to the drum axis by a variable transmission gear (25, 26) driven by the carriage (6), which, according to one in the eyepiece, points to the mirror ( 5) directed autocollimation telescope is to be controlled on the mirror (5) projected brand image.

2. Registration device according to claim r, characterized in that that the adjusting screw for the brand image by means of a coupling (36) with the Control member (26) of the variable transmission gear (25, 26) is connected, around the positions of the brand image and the control member (26) independently of one another to be able to adjust.