DE9002800U1

DE9002800U1 - Präzisionstaster

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Publication number: DE9002800U1
Application number: DE9002800U
Authority: DE
Original assignee: Owis 7813 Staufen De GmbH
Current assignee: Owis 7813 Staufen De GmbH
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1990-06-28
Anticipated expiration: 2000-03-10

Description

OWIS GmbH 5477 DE

A/fl AB 7813 Staufen

Präzis iorsstaster

Beschreibung

Die Erf\ .Jung bezieht sich auf einen r'räzisionstaster zur taktilen Erfassung eines Referoni.^; /xtes. sowie auch eines taktile; ToIeranzbereichs. Die wesentlichen Verwendungsmöglichkeiten bestehen im präzisen Anfahren eines Referenzpunktes bei einer Porrf..;ebungsarbeit auf einer Werkzeugmaschine, in der Maßkontroi Ie bei gefertigten Teilen auf Einhaltung «»*, zugelassenen Maßtoleranz anstelle bisher vielfach erforderlichen Vermessung mittels Endmaßen, ferner Beurteilen der Oberflächenbeschaffenheit bzw. OberflächengUte eines WerkstUckes durch Abtasten, Messung der Exzentrizität von Drehteilen u. a. in.

Das Meßprinzip beruht auf einer Differenzlichtmessung, und besteht darin, daß in den Strahlengang zwischen einer Lichtquelle und einem Photodetektor eine durch die Tastbewegung quer zum Strahlengang verschiebbare Schlitzblende eingeschaltet ist, und daß infolge der Tei1 abschirmung des Lichtstrahls infolge der Verschiebung des Blendenschlitzes und der dadurch erzeugten (Fresnel-) Beugung die Ausleuchtung des Photodetektors proportional zum Meßweg (bis auf Null) veränderbar ist.

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A/fl AB

Die Weiterverarbeitung der vom Photodetektor abgegebenen Signale erfolgt mittels einer Au ..ertee 1 ektronik Über einen Wegsensor und durch Differenzverstärkung und Zuführung zu •3inem LED-Display. Über eine Schnittstelle ist jede EDV-Weiterverarbeitung möglich.

Die Lichtquelle kann prinzipiell ganz beliebig sein, es wird jedoch vorzugsweise eine LED-IR-Diode verwendet, und als Photodetektor dient zweckmäßig eine Differential-Photodiode.

Dabei ist vorgesehen, »laß die quer zum Strahlengang bewegliche Schlitzblende mit dem Meßtasl.schieber starr verbunden ist. Um Präsionsmessungen durchzuführen muß der Meßtastschieber auf geringste Meßstreckendifferenzen im Bereich von 0,1-1 /im reagieren. Er muß daher reibungsarm und frei von siipstick-Effekten geführt und entgegen einer Rückstellkraft aup seiner Ausgangslage (GerHte-Nu11 age) durch Antasten an den zu messenden Referenzpunkt in seine Meßposition bewegbar sein. Dies geschieht nach der weiteren Erfindung durch eine Doppel-Parallelogramm-Aufhängung bzw. Federung des Meßschiebers. Dabei sind in einem Abstand voneinander zwei FUhrungs-1 ame Ilen mit ihren Enden an je einem Festpunkt des Tastergehäuses eingespannt, an deren anderen Enden parallel zum Bewegungsweg des Meßtastschiebers ein Ankerstab befestigt ist, an welchem jeweils in Abständen wn den beiden FUhrungslamellen zwei Halterungslamellen einendig befestigt sind_l deren andere Enden am Meßtastschieber angebracht sind.

Durch diene federnd« Aufhängung wird eine reibungearme FUhrung unter Ausübung einnr Rückstellkraft dnr Meßtaet-fichle-

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&Agr;/&Pgr; AR

her» erzielt, der in zwei Bohrungen des Tns I gehäuses längsbewegllch gehalten lsi.

Weitere Merkmnle und Besonderheiten des Pt äz &idigr; s i ons Insters flach der Erfindung sind anhand des in der Zeichnung dargestellten Aus fllhrungsbe i spi e 1 im folgendem beschrieben und näher erlHulert. Rs zeigen

Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung des medianisehen Teiles des Gerätes,

Fig. 2 Eine Seitenansicht des Gerättes gemäß Fig. 1 Fig. 3 Eine SI irnansicht rles Gerätes gemäß Fig. 1 Fig. 4 Ein Blockschaltbild des Auswertee1eklronik

Tn den Figuren ist das Gehäuse mit 1 und der zwischen der Lichtquelle 2 und dem Photodelektor 3 verlaufende Strahlengang mit &Ggr;) bezeichnet. Der Meßtas tsch i eber 4 isl mit der Taststange 15 verbunden, welche in den Bohrungen 16 des Gehäuses 1 mit geringem Spiel längsbeweglich gehalten ist. Der Meßtastschieber 4 is·^ mit einer Schlitzblende 6, 7 versehen, deren Schlitz 7 im Strahlengang 5 liegt.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist in der Aufhängung des Meßtastschiebers 4 zu sehen. Diese besteht aus zwei in einem größerem Abstand voneinander befindlichen Halterungs— lamellen 10 und 11, die mit ihren einen Enden am Gehäuse 1 befestigt sind, während deren anderen Enden an einem Anker— stab 12 angeschlossen sind. Der Meßtastschieber 4 ist mit jeweils zwei in einem Abstand voneinander angeordneten

&Ggr;)'»7 7 DF A/fl AB

FLihruiigs 1 ame 1 1 Ru 13, 14 verbunden, doreii Enden ebenfalls an dem Ankerstab 12 befestigt sind. Durch diese Aufhängung des Meßtastschiebers 4 wird eine reibungsfrei und von slip-stick-Effekten freie f5ewegl i chkei t des Mnßl an( sclii ebers 4 erzielt.

Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht., ist zwischen dem Meßtastschieber 4 und dem Gehäuse 1 eine Schraubenzugfeder 17 angeordnet welche eine Rückstellkraft auf den Meßtastschieber 4 im Sinne einer RUckflihrung in seine Ausgangslage (GerHte-Nullage) ausllbt .

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die durch die Schlitzverschiebung bedingte Tei1 absein rmung des I,i cht strahl s 5 der als Empfänger wirkende Photodetektor 3 mit einer Auswerteelektronik 8 in Verbindung stellt.

Ein Schal tbeispiel flir die Auswerteelektronik 8 ist in Fig. 4 dargestellt. Dort bedeuten 18 die Tastspitze, welche in die Taststange 15 eingesetzt ist. Die Größe der Meßstrecke wird vom Photodetektor 3 auf den Wegsensor 20 Übertragen, und die Meßsignale werden über die TransimpedanzverstMrker 21 gefUhrt und durch einen Differenzverstärker 22 gespreizt und das Ergebnis mittels des Display-Treibers 23 auf dem Display 24 dargestellt. Es kann auch mittels einer vorgesehenen Schnittstelle zur EDV—Verarbeitung einem Computer zugeführt, ausgedruckt und/oder mit anderen Meßwerten additiv gekoppelt und dadurch im Rahmen eines Gesamtsystems differenziert bzw. integriert werden.

bezugs-zeichfn-listr.

KURT ALLGEIER, P*3 tent'anto! f._<.*D-7jg08.,.Rlieinf el Jen

AKTE - CASE

STICHWORT - key-word

ANMELDER

5477 DE

Präzis ions laster OWIS GmbH, 7013 Staufen

POS.	BENENNUNG / DESIGNATION
1	Gehäuse
2	Lichtque1Ie
3	Photodetektor
4	Meßtas (.schieber
OI	Strahl erigang
6	Schiitzblende
7	Schiitzweite
&bgr;	Au&bgr;Werteelektronik
9
10	Ha1terungs1 ame 11 en
11	Haiterungslamellen
12	Ankerstab
13	FUhrungslamel len
14	FUhruntts 1 ame 11 en
15	Taststantfe
16	Bohrungen
17	Schrauben&zgr;URfeder
18	Tasterspitze
19	Meßob.iekt
20	Wegsensor
21	Transimpedanzverstärker
22	Differenzverstärker
23	Display-Treiber
24	LED-Display
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Claims

OWTS GmbH 5 '&diams; 7 7 DE A/fl &Agr;&Lgr;&Igr; 76t3 Staufen Präzi s ions last er AnsprUche

1. PrM?. is ionstaster mit. einem in Richtung der Meßwegstrecke in einem GehHiise beweglich gehaltenen Meßt as tschieber,

der mit einem austauschbaren Tastkopf versehen ist, gekennzeichnet durch

eine in den ortsfest zu dem Gehäuse (1) verlaufenden Strahlengang (5) zwischen einer Lichtquelle (2) und einem Photodetektor (3) eingeschaltete, quer zum Strahlengang (5) verschiebbare, mit dem Meßtastschieber (4) starr verbundene Schlitzblende (6, 7) und eine an den Photodetektor (3) angeschlossene Auswerte-Elektronik (8).

2. Pr^-Hzisionstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Meßtastschieber (A) die Enden von zwei in

einem größeren Abstand voneinander befindlichen Halterungs— lamellen (10, 11) befestigt und deren andere Enden an einem Ankerstab (12) angeschlossen sind, und daß der Ankerstab (12) mittels jeweils zwei kleineren AbstHnden von den Hai— terungslamellen (10, 11) angeordneten Führungslame]1 en (13, i4) mit dem Gehäuse (1) in Verbindung steht.

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« t If

- A 2 - 5477 DE

A/fl AAl

3. Präzisonstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle (2) eine LED-IR-Diode dient.

4. Präzisionstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Pholodetektor (3) eine Diff ereiit j a I— Photodiode

dient.

5. Präzisionstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzblende (6) eine Schlitzweite (7) zwischen

0.2 und 0,8 mm aufweist.

6. Präzisionstaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungs- und Flihrimgs lamel 1 en (10, II, .13, 14)

aus Federstreifen bestehen.

7. Präzisionstaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Lamellenpaar, bestehend aus je einer HaI-

terungs- und FUhrungslamel1e (10, 13, und 11, 14) in einem Abstand (a) voneinander am Gehäuse (1) bzw. am Meßtastschieber (4) angeordnet sind.

8. Präzisionstaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßtastschi eher (4, l.*3) mit geringem Spiel in Bohrungen (16) des Gehäuse« (1) 1 Hrigsbewegl ich geführt int.

9. PrHz i ei otis las ter nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsignale des Photodetektors (3) von

einem Wegsensor (20) aufgenommen, differenzverstarkt, und auf einem Display 24 dargestellt werden.

10. PrHzisionstas I Rr nach Anspruch 't und 9, dadurch gekennzeichnet, daß diR AusweH eel ekl roni k (B) «inn Schnittstelle zur RI)V-We i I or -vernrbe i I wng (Irs Meßwertes aufweist.