DE908350C

DE908350C - Automatic device for sampling and reshaping a model

Info

Publication number: DE908350C
Application number: DED10051A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard Dirks; Fritz Goerg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-08-19
Filing date: 1951-08-19
Publication date: 1954-04-05

Description

Selbsttätige Einrichtung zum Abtasten und Nachformen eines Modells Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Einrichtung zum Abtasten und Nachformen eines Modells und bezweckt insbesondere einen selbsttätigen Richtungswechsel und Wiederandruck des Tastorgans sowie des nachformenden Werkzeuges oder des Werkstückes.Automatic device for scanning and reshaping a model The invention relates to an automatic device for scanning and reshaping of a model and aims in particular for an automatic change of direction and Pressing the feeler again and the reshaping tool or workpiece.

Beim Nachformen mit Hilfe selbsttätiger Steuerungen ist es zur Vermeidung von Verzeichnungen erforderlich, daß der oder die Taststifte möglichst parallel bzw. kongruent ausg:lenkt werden. Ferner sind vor allem bei Bier Nachformung z. B. von Kurven, deren Tangenten in den jeweiligen Anlagepunkten des Tasters beim Umfahren des Modells um mehr als 9o° gegeneinander versetzt liegen, möglichst stetige Änderungen der Richtungen des Anlagedruckes des Tasters gegen das Modell zu fordern. Demgemäß müssen Tasteinrichtungen, mittels welcher. das Modell in zwei oder in den drei Dimensionen selbsttätig abgetastet werden soll, für die volle Selbsttätigkeit so beschaffen sein, daß sich die Richtung des Anlagedruckes kontinuierlich um 3660 ° ändern, d. h. allseitig steuern läßt, und daß dabei der Taststift stets am Modellgehalten oder unverzüglich wieder an dieses herangeführt wird.It is to be avoided when reshaping with the help of automatic controls of distortions required that the stylus or stylus is as parallel as possible or congruent out: be steered. Furthermore, reshaping z. B. of curves, the tangents of which in the respective contact points of the button Circumnavigating the model are offset by more than 90 °, preferably steady To request changes in the directions of the contact pressure of the button against the model. Accordingly, sensing devices must, by means of which. the model in two or in the three dimensions should be scanned automatically, for full self-activity be such that the direction of the system pressure changes continuously by 3660 ° change, d. H. Can be controlled on all sides, and that the stylus is always held on the model or is brought back to it immediately.

Die bisherigen Tasteinrichtungen genügen diesen Bedingungen nicht. Entweder werden z. B. die Taster um Drehpunkte aus einer Nullage ausgelenkt und nicht parallel im Raum geführt, so daß sich Verzeichnungen ergeben, oder die Taster werden zwar parallel, aber mittels umständlicher, ungenau arbeitender und durch starke Reibungsverluste belasteter Parallelogrammkonstruktionen geführt, so daß die allseitige Steuerung des Anlagedruckes z. B. durch magnetische Vorspannungen od. dgl. sehr erschwert ist. Auch die Tasteinrichtungen mit sprungweisen, z. B. in Stufen von 9o0. erfolgenden Umsteuerungen der Richtung des Anlagedruckes leiden unter ,dem Nachteil, daß am und in der Nähe des Überganges von einer Richtung des Anlagedruckes zur anderen Richtung starke Verzeichnungen auftreten. .The previous tactile devices do not meet these conditions. Either z. B. deflected the buttons around pivot points from a zero position and not guided in parallel in the room, so that distortions arise, or the buttons become parallel, but by means of cumbersome, imprecise and thorough strong frictional losses of loaded parallelogram constructions, so that the all-round control of the system pressure z. B. by magnetic biases or the like is very difficult. Even the tactile devices with leaps and bounds, z. B. in steps of 9o0. resulting changes in the direction of the system pressure suffer under, the disadvantage that at and near the transition from one direction of System pressure to the other direction, strong distortions occur. .

Es wurde nun gefunden, daß es in einfacher Weise möglich ist, eine selbsttätige Parallel- oder Kongruentführung mit kontinuierlicher Steuerung des Anlagedruckes um 36o° sowohl in derselben Ebene als auch in sämtlichen Ebenen des Raumes zu schaffen, so daß die Nachformung stets v erzeichnungsfrei erfolgt und z. B. eine Umschaltung bei go oder igo° durch das Bedienungspersonal nicht mehr erforderlich ist. Die neue Einrichtung erlaubt insbesondere auch ein Umrißfräsen, Hinterfräsen und ähnliche schwierige Nachformarbeiten mit Richtungsänderungen von 6 bis 36o'°.It has now been found that it is possible in a simple manner, a automatic parallel or congruent lead with continuous control of the System pressure by 36o ° both in the same level and in all levels of the To create space so that the reshaping is always free of distortion and z. B. a switch at go or igo ° by the operating staff no longer is required. In particular, the new device also allows contour milling, Back milling and similar difficult post-forming work with changes in direction of 6 to 36o '°.

Gemäß der Erfindung wird die Richtung des Anlagedruckes des Tasters in Abhängigkeit von der Vorschubrichtung kontinuierlich geändert. Zu diesem Zweck werden mehrere Kraftsysteme vorgesehen, deren jedes einer Flächen- oder Raumkoordinate zugeordnet ist, die ferner von den Vorschubvorrichtungen für das Werkzeug oder, bei kinematischer Umkehrung, das Werkstück gesteuert werden und den zweckmäßig mit Tastkopf versehenen bewegbar gelagerten Taststift in verschiedene, aus den Koordinatenkomponenten resultierende Richtungen auslenken. Für räumliches Abtasten z. B. werden drei den drei Raumkoordinaten zugeordnete Kraftsysteme vorgesehen. Vorteilhaft wird jedes dieser Steuerkraftsysteme mit Rückstellmitteln ausgestattet, welche das System selbsttätig wieder in eine Nullage zurückführen.According to the invention, the direction of the contact pressure of the button continuously changed depending on the feed direction. To this end several force systems are provided, each of which has an area or space coordinate is assigned, which is also from the feed devices for the tool or, in the case of kinematic reversal, the workpiece can be controlled and appropriately with Probe head provided movably mounted stylus in different, from the coordinate components deflect resulting directions. For spatial scanning e.g. B. will be three the Force systems assigned to three spatial coordinates are provided. Everyone is beneficial these control force systems are equipped with return means, which the system automatically return to a zero position.

Zur Feststellung und Übertragung der in den verschiedenen Koordinatenrichtungen erfolgenden Auslenkungen (Komponenten) können vorzugsweise unabhängig von den Steuerkraftsystemen wirksame Meßmittel für die zu messenden Komponenten vorgesehen sein. Zweckmäßig werden Dosen verwendet, die mit nach Maßgabe der Auslenkungen sich ändernden Kapazitäten, Induktivitäten, hydraulischen Meßorganen ausgestattet und von dem Taststift oder der Hohlwelle, vorteilhaft gegen eine Rückstellkraft, z. B. eine Feder, betätigbar sind.To determine and transfer the in the various coordinate directions Any deflections (components) that take place can preferably be independent of the control force systems effective measuring means should be provided for the components to be measured. Appropriate sockets are used that have capacities that change in accordance with the deflections, Inductors, hydraulic measuring elements and equipped by the stylus or the hollow shaft, advantageously against a restoring force, e.g. B. a spring, actuatable are.

Für die Abgabe der z. B. elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch übertragenen Komponentemverte eines Steuerkraftsystems werden zweckmäßig Steuerorgane, z. B. Regelwiderstände, Kontakte, hydraulische oder pneumatische Steuerventile, vorgesehen und mit den Kraftvorschubvorrichtungen des Werkzeuges oder @#@Terkstückes verbunden, wobei die Regelwiderstände, Kontakte usw. unmittelbar oder mittelbar, z. B. über Elektronenröhren, den Taststift in Koordinatenrichtungen auslenken.For the delivery of the z. B. electric, hydraulic or pneumatic Transferred components of a tax force system are appropriately control organs, z. B. control resistors, contacts, hydraulic or pneumatic control valves, provided and with the power feed devices of the tool or @ # @ Terkstückes connected, whereby the rheostats, contacts etc. directly or indirectly, z. B. using electron tubes, deflect the stylus in coordinate directions.

Wie als wesentliches Merkmal der Erfindung weiter gefunden wurde, kann entweder das Koordinatensystem der Steuerkraftsysteme (Gruppe) vom Koordinatensystem der Meß- sowie der Werkzeug-oder Werkstückv orschubsysteme (Gruppe) um einen einstellbaren Winkel- abweichen, oder die beiden Koordinatensysteme der Gruppen können übereinstimmen, während in den Übertragungsgliedern zwischen den Gruppen durch Versetzungen oder/und Vorbemessungen oder eingemischte, z. B: überlagerte Meßgrößen einstellbare Änderungen zwischen Andruck- öder Vorschubrichtungen bewirkt werden.As was further found as an essential feature of the invention, can either be the coordinate system of the control force systems (group) from the coordinate system the measuring and tool or workpiece feed systems (group) by an adjustable one Angular deviations, or the two coordinate systems of the groups can coincide, while in the transmission links between the groups by offsets and / or Preliminary measurements or mixed-in, e.g. B: superimposed measured variables adjustable changes be effected between pressure or feed directions.

Die Steuerkraftsysteme für die allseitige Auslenkung des Taststi£tes in derselben Ebene bestehen vorteilhaft aus zwei entsprechend den Koordinatenrichtungen zueinander versetzten Magnetspulen, z. B. mit Tauchkernen, wobei die Kerne jedes Systems mit einer gegen eine Rückstellfeder auslenkbaren Gabel od. dgl. verbunden sind, die mit ihren Schenkeln eine den in- ihr vom dritten Kraftsystem axial auslenkbaren Taststift umschließeude Hohlwelle spielfrei halten und quer zu den Gabelschenkeln auslenken, der Hohlwelle aber in Richtung der Gabelachse Spiel für die Auslenkung durch die Schenkel der z. B. um go'' versetzten anderen Gabel zulassen.The control force systems for the all-round deflection of the stylus in the same plane advantageously consist of two corresponding to the coordinate directions offset magnetic coils, z. B. with diving cores, the cores each System with a fork or the like that can be deflected against a return spring are which, with their legs, can be axially deflected by the third force system Hold the stylus around the hollow shaft free of play and at right angles to the fork legs deflect, the hollow shaft but play for deflection in the direction of the fork axis through the legs of the z. B. to go '' allow another fork offset.

Zur genauen und praktisch verlustfreien Führung des Taststiftes wird dieser oder die ihn umschließende Hohlwelle mit zwei scheibenförmigen Führungsflanschen ausgestattet, die über rollende Kugeln gegen entsprechende Widerlager, z. B. Scheiben im Gehäuse des Taststiftes, radial bewegbar abgestützt sind und die von den beiden anderen Kraftsystemen bewirkte Auslenkung des Taststiftes innerhalb der Auslenkebene allseitig zulassen.For precise and practically loss-free guidance of the stylus this or the hollow shaft surrounding it with two disk-shaped guide flanges equipped, the rolling balls against appropriate abutment, z. B. Discs in the housing of the stylus, are radially movably supported and by the two other force systems caused deflection of the stylus within the deflection plane allow on all sides.

Das Steuerkraftsystem für die axiale Auslenkung des T aststiftes besteht vorteilhaft aus z. B. symmetrisch und doppelt zum Stift vorgesehenen M"a#gnetsptplen!systemen, z. B. mit Tauchkernen, die an einem mit dem Stift verbundenen Holm angreifen, wobei der Stift mit einer gelenkigen Rückstellfeder verbunden und das Gelenk mittels z. B. änderbarer Ausgleichskräfte vorbelastet ist.The control force system for the axial deflection of the probe is made advantageous from z. B. symmetrical and double to the pin provided M "a # gnetsptplen! Systems, z. B. with immersion cores that attack a spar connected to the pin, wherein the pin is connected to an articulated return spring and the joint by means of z. B. is preloaded changeable balancing forces.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den meist schematischen Zeichnungen der Ausführungsbeispiele sowie aus der folgenden Beschreibung dieser Beispiele und der Wirkungsweise der Einrichtung zu entnehmen.Further features of the invention are shown in the mostly schematic drawings of the exemplary embodiments and from the following description of these examples and the mode of operation of the facility.

In Öen Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen vermerkt.In the figures, the same parts are marked with the same reference numerals.

Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch das Tastergehäuse mit Taster, aber ohne Steuerkraftsysteme und Meßdosen; Fig. a gibt einen teilweise geschnittenen Grundriß durch eines der beiden in einer oder parallelen Ebenen (Querkomponenten) wirksamen Steuerkraftsysteme mit Magnetspule: Tauchmagnet, Führungsgabel, Hohlwelle und Taststift wieder; Fig. 3 veranschaulicht die Meßdose und die Ausgleichsvorrichtung für die axiale Auslenkung des Taststiftes; Fig. q. stellt das Steuerkraftsystem für die axiale Auslenkung des Taststiftes mit Magnetspulen, Tauchmagneten, Führungsholm, Hohlwelle und Taststift dar; Fig. 5 läßt eine Meßdose für die eine Querkomponente, Fig. 6 die Meßdose für die andere Querkomponente erkennen, während Fig. 7 eine Dose im Grundriß zeigt; Fig. 8 veranschaulicht die federnde Aufhängung des Steuerkraftsystems für die axiale Auslenkung, und schließlich gibt Fig. 9 eine Anordnung der Querkomponentensteuerurig mit den zwei um 9o° zueinander versetzten Steuerkraftsystemen mit Tauchmagneten, Gabeln, Taststift, ferner der elektrischen und elektronischen sowie der hydraulischen Steuermittel wieder, wobei die Stellungen der hydraulischen Kolben für die verschiedenen Vorschubvorrichtungen und andere Stellorgane für den Vorschub maßgebend sind und die elektrischen und elektronischen Mittel rückwirkend auf den Taststift so wirken, ,daß die Andruckrichtung allseitig und stetig änderbar ist.Fig. I shows a longitudinal section through the button housing with button, but without control systems and load cells; Fig. A gives a partially sectioned Floor plan through one of the two in one or parallel planes (transverse components) Effective control force systems with magnetic coil: immersion magnet, guide fork, hollow shaft and stylus again; Figure 3 illustrates the load cell and compensator for the axial deflection of the stylus; Fig. Q. represents the control force system for the axial deflection of the stylus with magnetic coils, solenoids, guide rail, Hollow shaft and stylus; Fig. 5 allows a load cell for the one transverse component, Fig. 6 recognize the load cell for the other transverse component, while Fig. 7 shows a box shows in plan; Fig. 8 illustrates the resilient suspension of the control force system for the axial deflection, and finally there 9 shows an arrangement the transverse component control with the two control force systems offset by 90 ° to each other with immersion magnets, forks, stylus, also electrical and electronic and the hydraulic control means again, the positions of the hydraulic Pistons for the various feed devices and other actuators for the Feed are decisive and the electrical and electronic means retrospectively act on the stylus so that the direction of pressure can be changed continuously on all sides is.

Der Taststift i (Fig. i) mit dem auswechselbaren Tastkopf 2 ist innerhalb einer Hohlwelle 3 so gelagert, daß er sich in dieser Welle um den Abstand a nach oben und unten bewegen kann. Die Hohlwelle ist mit den Scheiben q. und 5 starr verbunden, die durch feste Anlage an den Flanschen 6 und 7 der Hohlwelle genau parallel zueinander und senkrecht zur Achsenrichtung 8 angeordnet sind. Gegenüber diesen zweckmäßigerweise geschliffenen Scheiben q. und 5 befinden sich die geschliffenen Scheiben 9 und io. Zwischen je zwei Scheiben sind Kugeln 11, 12 rollend angeordnet, und zwar vorteilhaft mindestens drei Kugeln in einem Käfig. Die geschliffenen Scheiben 9 und io werden durch Bolzen 13, die in Abständen zueinander angeordnet sind und einen Käfig bilden, genau parallel zueinander gehalten. Zweckmäßig sind mindestens drei Bolzen angeordnet. Die Lage der Scheiben 9 und io wird innerhalb des Gehäuses 16 durch Abstandringe 14 und 15 so gesichert, daß auch diese Scheiben eine parallele Führung der Scheiben q. und 5 senkrecht zur Achse 8 und dabei nach allen Richtungen gewährleisten. Mittels der Platte 17 werden alle eingesetzten Teile fest gegen die Grundplatte 18 gedrückt, so daß die zentrischen und parallelen Anordnungen gesichert sind.The stylus i (Fig. I) with the exchangeable probe head 2 is inside a hollow shaft 3 mounted so that it is in this shaft by the distance a after can move up and down. The hollow shaft is with the disks q. and 5 rigidly connected, which are exactly parallel to each other due to the firm contact with the flanges 6 and 7 of the hollow shaft and are arranged perpendicular to the axial direction 8. Appropriate for this ground disks q. and 5 are the ground disks 9 and io. Balls 11, 12 are arranged rolling between every two disks, and this is advantageous at least three balls in a cage. The ground disks 9 and io are by bolts 13, which are arranged at a distance from one another and form a cage, held exactly parallel to each other. At least three bolts are expediently arranged. The position of the disks 9 and io is determined within the housing 16 by spacer rings 14 and 15 secured so that these discs also guide the discs in parallel q. and 5 perpendicular to the axis 8 and ensure in all directions. Means the plate 17 all inserted parts are pressed firmly against the base plate 18, so that the centric and parallel arrangements are secured.

In der Grundplatte 18 ist die kreisförmige Öffnung i9 vorgesehen, deren Durchmesser etwa i mm größer ist als der Durchmesser der Hohlwelle 3, die sich nebst dem Taststift 2 nur quer zur Längsachse, aber innerhalb dieser Ebene oder Ebenen allseitig gegenüber dem Gehäuse verschieben läßt, wobei infolge der Kugeln 11, 12 Reibungen und Verkantungen vermieden werden. Die Reibung kann dabei ohne weiteres so gering gehalten werden, daß es mit einfachen elektronischen Mitteln möglich ist, nach allen Seiten der horizontalen Bewegungen ausreichende Anlagedrücke zu erzeugen oder zu gewährleisten. Wird auch der Taststift i innerhalb der Hohlwelle 3 axial bewegbar gelagert, so ist eine allseitige Bewegung im Raum bei gleichzeitiger paralleler Führung für den am Ende des Taststiftes i angeordneten auswechselbaren Tastkopf 2 jederzeit möglich.The circular opening i9 is provided in the base plate 18, whose diameter is about i mm larger than the diameter of the hollow shaft 3, the in addition to the stylus 2 only transversely to the longitudinal axis, but within this plane or levels can move on all sides with respect to the housing, as a result of Balls 11, 12 friction and tilting are avoided. The friction can do it can easily be kept so low that it can be done with simple electronic means it is possible to have sufficient contact pressures on all sides of the horizontal movements to produce or guarantee. Is also the stylus i within the hollow shaft 3 axially movably mounted, so is an all-round movement in space with simultaneous parallel guide for the interchangeable arranged at the end of the stylus i Probe 2 possible at any time.

Die Fig. 2 bis 8 zeigen die Einrichtung zur Steuerung des Anlagedruckes des Taststiftes und des damit verbundenen Tastkopfes sowie zur Abfühlung von Auslenkungen des Tastkopfes und des damit verbundenen Taststiftes. Zunächst sei an Hand von Fig. 2 die Vorspannung (Steuerung) des Anlagedruckes in einer senkrecht zur Hohlwelle bzw. zum Taststift verlaufenden Koordinatenrichturig erläutert. Bezogen auf die Ebene der Fig. i möge der Taststift entweder in Richtung Links-Rechts (Zeichenebene) oder in Richtung Vorn-Hinten (senkrecht dazu) ausgelenkt werden. Fig.2 zeigt die Steuerung für die Richtung Vorn-Hinten. Die Einrichtung für die Steuerung in Richtung Links-Rechts wird unterhalb oder oberhalb der anderen Steuereinrichtung, jedoch um 9o° versetzt angeordnet und entspricht dieser anderen Steuereinrichtung völlig.FIGS. 2 to 8 show the device for controlling the system pressure of the stylus and the associated probe head as well as for sensing deflections of the probe head and the associated stylus. First of all, with reference to Fig. 2 the bias (control) of the system pressure in a perpendicular to the hollow shaft or to the stylus running coordinates correctly explained. Referring to the Level of Fig. I may the stylus either in the left-right direction (plane of the drawing) or in the front-back direction (perpendicular to it). Fig.2 shows the Control for the front-back direction. The facility for steering towards Left-Right will be below or above the other control device, however arranged offset by 90 ° and corresponds completely to this other control device.

Die Hohlwelle 3 und der Taststift i sind von oben gesehen im Schnitt dargestellt. Die Tauchspulen 2o und 21 umschließen die fest angeordneten Eisenkerne 22 bzw. 23, die zwecks guten magnetischen Rückschlusses jeweils mit den Magnetgehäusen 2q., 25 magnetisch verbunden sind. Die Tauchspulen 20, 21 umschließen ferner die bewegbaren Magnetkerne 26 und 27, welche mit den Schenkeln einer Gabel 28 fest verbunden sind. Die Gabel umgreift und führt die in Richtung der Gabelachse bewegbare Hohlwelle 3, wobei die Anlageflächen zur Vermeidung von Spiel vorteilhaft-erweise geschliffen und eingefettet sind. Die Gabel 28 ist über eine auch als Biegegelenk dienende Bandfeder 29, z. B. aus Stahl, mit dem Bock 30 verbunden, der am Gehäuse 16 (Fig. i) fest angebracht ist, wobei die Teile so eingestellt werden können, daß sich der Taststift i und die Hohlwelle 3 in der mittleren Lage (Nullage) befinden, wenn die Magnetspulen 20 und 21 nicht erregt sind. Die Magnetspulen sind auf die Rückstellkraft der Feder 29 so abgestimmt, daß die Gabel 28 und mit ihr die Hohlwelle 3 nebst Taststift i in Richtung des Pfeiles 31 ausgelenkt werden, wenn die Magnetspule 2o erregt wird und den bewegbaren Kern 26 hereinzieht, während die Gabel in Richtung des Pfeiles 32 ausgelenkt wird, wenn die Magnetspule 21 erregt wird und den bewegbaren Kern 27 hineinzieht.The hollow shaft 3 and the stylus i are seen from above in section shown. The moving coils 2o and 21 enclose the fixedly arranged iron cores 22 and 23, each with the magnet housing for the purpose of good magnetic return 2q., 25 are magnetically connected. The plunger coils 20, 21 also enclose the movable magnetic cores 26 and 27, which are firmly connected to the legs of a fork 28 are. The fork engages around and guides the hollow shaft that is movable in the direction of the fork axis 3, the contact surfaces advantageously ground to avoid play and are greased. The fork 28 is via a ribbon spring which also serves as a bending joint 29, e.g. B. made of steel, connected to the bracket 30, which is fixed to the housing 16 (Fig. I) is attached, the parts can be adjusted so that the stylus i and the hollow shaft 3 are in the middle position (zero position) when the magnet coils 20 and 21 are not excited. The solenoids are on the restoring force of the spring 29 matched so that the fork 28 and with it the hollow shaft 3 together with the stylus i be deflected in the direction of arrow 31 when the magnetic coil 2o is excited and pulls in the movable core 26 while the fork is in the direction of the arrow 32 is deflected when the solenoid 21 is excited and the movable core 27 pulls into it.

In seinem Aufbau und der Arbeitsweise entspricht das Magnetsystem zweckmäßig dem Meßwerk eines mit Eisenkern ausgerüsteten Galvanometers, dessen Leistung von den Amperewindungen der Spule abhängt. Die beiden verschieden gerichteten Auslenkungskräfte auf die Hohlwelle und den Stift sind den resultierenden Feldern und damit den Spulenströmen proportional.The magnet system corresponds in its structure and mode of operation expediently the measuring mechanism of a galvanometer equipped with an iron core, its performance depends on the ampere turns of the coil. The two differently directed deflection forces on the hollow shaft and the pin are the resulting fields and thus the coil currents proportional.

An Stelle der zuvor beschriebenen zwei Steuersysteme, deren eines der einen Kraftkomponente und deren anderes der anderen Kraftkomponente zugeordnet ist, kann z. B. auch ein einziges polarisiertes Drehspulsystem verwendet werden. In jedem Falle kann die Hohlwelle nebst Taststift quer; z. B. senkrecht zur axialen Richtung, in jede Richtung von o bis 36o° ausgelenkt werden. Wirkt z. B. bei zwei übereinander und z. B. 9oa versetzt zueinander angeordneten Systemen das eine System nach rechts, während das andere System wirkungslos ist, so entsteht nur eine einzige, nach rechts gerichtete Komponente des Anlagedruckes, und die Hohlwelle nebst dem Taststift folgen nur dieser Komponente. Werden beide Steuersysteme erregt und wirken sie mit gleicher Kraft, so addieren sich die Kräfte vektoriell, und es entsteht ein resultierend-er Anlagedruck unter 450 zu den beiden Komponenten. Die Welle nebst Stift können dieser resultierenden Kraft ohne weiteres folgen, weil die Welle in jeder der beiden um 9o° zueinander versetzten Gabeln in einer Richtung verschiebbar ist. Andererseits wird die Hohlwelle fest von den Schenkeln der- Gabeln in jeder resultierenden Stellung gehalten. Bei verschieden starken Erregungen der beiden Magnetsysteme ergibt sich eine Resultierende unter einem von 45° abweichenden Winkel zwischen den ausgezeichneten Richtungswerten o und 9,o° oder dem ganzzahligen Vielfachen von 9o°.Instead of the two control systems described above, one of which assigned to one force component and the other to the other force component is, z. B. a single polarized moving coil system can also be used. In any case, the hollow shaft and stylus can be transverse; z. B. perpendicular to the axial Direction, can be deflected in any direction from o to 36o °. Acts z. B. at two one above the other and z. B. 9oa offset to each other arranged systems the one system to the right, while the other system is ineffective, there is only one component of the system pressure directed to the right, and the hollow shaft together with the Stylus only follow this component. Both control systems are excited and act she with the same force, the forces add vectorially, and there is a resulting system pressure below 450 to the two components. The shaft and the pin can easily follow this resulting force because the shaft in each of the two forks offset by 90 ° to each other in one direction is movable. On the other hand, the hollow shaft is firmly held by the legs of the forks held in each resulting posture. With different levels of excitation the Both magnet systems produce a resultant below one that deviates from 45 ° Angle between the marked direction values o and 9, o ° or the integer Multiples of 9o °.

In den Fig. 3 bis 7 ist die Einrichtung für die Auslenkung des Taststiftes in der dritten Dimension, im vorliegenden Falle in der axialen Richtung veranschaulicht. Zur Erzielung gleichmäßiger Kraftwirkungen sind zwei Tauchspulensysteme 33, 34 und 35, 36 zu beiden Seiten der Hohlwelle 3 angeordnet. Die in die Spulen tauchenden Magnete 37, 38 sind mit einem gemeinsamen Holm 39 verbunden, der an dem Taststift i angebracht ist. Eine Gelenkfeder 4o; die über einen Bock 4 1 mit dem Gehäuse 16 (Fig. i) und über eine Platte 42 mit dem Taststift verbunden ist, führt den Stift in die Ruhelage zurück oder hält ihn in dieser Lage. Die bei vertikaler Anordnung abwärts gerichtete Vorbelastung des Federgelenkes 4o durch das Gewicht des Taststiftes i wird von den einstellbaren Federn 43, 44 aufgenommen, wobei die Einstellung der Federn mit Hilfe der Schraube 45 bewirkt wird, die in ein Muttergewinde eines die Federn haltenden, geführten Joches greift. Die Einstellbarkeit der Federn ermöglicht z. B. auch den Ausgleich bei auswechselbaren, unterschiedlich schweren Tastköpfen 2.In Figs. 3 to 7, the device for the deflection of the stylus is illustrated in the third dimension, in the present case in the axial direction. To achieve uniform force effects, two moving coil systems 33, 34 and 35, 36 are arranged on both sides of the hollow shaft 3. The ones diving into the coils Magnets 37, 38 are connected to a common bar 39 on the stylus i is attached. A hinge spring 4o; which is connected to the housing 16 via a bracket 4 1 (Fig. I) and is connected to the stylus via a plate 42, guides the stylus returns to the rest position or keeps it in this position. The one with vertical arrangement downward preloading of the spring joint 4o by the weight of the stylus i is taken up by the adjustable springs 43, 44, the setting of the Springs is effected with the help of the screw 45, which is in a nut thread of one of the Spring-holding, guided yoke engages. The adjustability of the springs allows z. B. also the compensation for interchangeable, different heavy probes 2.

Werden die Magnetspulen 33, 34, 35, 36 nicht erregt, so befinden sich alle bewegbaren Teile in der Ruhelage (Nullage), ähnlich wie es bei den beiden Systemen für die in den Querebenen erfolgende, allseitige Auslenkung der Fall ist, wenn z. B. die Magnetspulen 2o, 2i (Fig. 2) nicht erregt sind. Die Überlagerung (Mischung) der drei verschieden, vorzugsweise rechtwinklig zueinander gerichteten Systemkräfte (Komponenten) liefert entsprechend den Größen der z. B. elektromechanisch, hydraulisch oder rein mechanisch erzeugten Kräfte die verschiedensten .Richtungen der resultierenden Kraft, die ein Maß für den Anlagedruck des Tast- ' kopfes darstellt. Je nach der Erregung der Magnetspulen läßt sich für den Tastkopf jede Richtung im Raum erzielen, d. h. wie ein Radius von dem Mittelpunkt einer gedächten Kugel aus.If the solenoids 33, 34, 35, 36 are not energized, then there are all moving parts in the rest position (zero position), similar to the two systems for the all-round deflection taking place in the transverse planes is the case when z. B. the solenoids 2o, 2i (Fig. 2) are not energized. The Overlay (Mixture) the three different, preferably at right angles to each other directed system forces (Components) delivers according to the sizes of the z. B. electromechanical, hydraulic or purely mechanically generated forces in the most varied of directions of the resulting Force, which is a measure of the contact pressure of the probe 'head. Depending on the Excitation of the magnetic coils can be achieved for the probe head in any direction in space, d. H. like a radius from the center of an imaginary sphere.

Die Feststellung der jeweiligen Lage des ausgelenkten Tastkopfes erfolgt unabhängig von der Einstellung der Richtung der Auslenkung oder des Anlagedruckes. Im einzelnen Falle kann die tatsächliche Auslenküng erheblich von der Größe der Komponenten der Richtung des Anlagedruckes abweichen, weil das =Modell an der vom Tastkopf berührten Stelle entweder eine Auslenkung völlig verhindert oder nur in ganz bestimmter Größe und Richtung zuläßt. Zur Feststellung der tatsächlichen Auslenkungen aus der Ruhelage (Nullage) werden z. B., wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, Meßdosen benutzt, wobei die Dose 46 für die Komponente in Richtung der Achse des Taststiftes, die Dose 4.7 für die eine, die Dose 48 für die andere der beiden in den Querebenen und hier nach allen Seiten sich auswirkenden Komponentenkräfte vorgesehen sind. Zweckmäßig werden Meßdosen mit Kapazitäten benutzt, die proportional zur Auslenkung Amplitudenänderungen bewirken und bei einer Vergleichsmessung in einer Brückenschaltung beim Nulldurchgang einen Phasensprung um i8ä° ergeben.The respective position of the deflected probe head is determined regardless of the setting of the direction of deflection or the contact pressure. In individual cases the actual deflection can vary considerably from the size of the Components deviate in the direction of the system pressure because the = model on the from Probe head touched either a deflection completely prevented or only in very specific size and direction. To determine the actual deflections from the rest position (zero position) z. B., as can be seen from Figs. 5 and 6, Load cells used, with the cell 46 for the component in the direction of the axis of the Stylus, box 4.7 for one, box 48 for the other of the two in the transverse planes and here component forces acting on all sides are provided are. It is useful to use load cells with capacities that are proportional to the deflection Cause amplitude changes and with a comparison measurement in a bridge circuit result in a phase jump of i8 ° at the zero crossing.

An Stelle der kapazitiven Meßdosen sind auch entsprechend arbeitende induktive Meßdosen oder auch hydraulische Ventile od. dgl. anwendbar. Der Taststift und sein Kopf können, soweit dies überhaupt erforderlich ist, den verwendeten Meßdosen ohne weiteres angepaßt werden. Die Meßdosen werden vorzugsweise an elektronische oder kombiniert elektronisch-hydraulische Einrichtungen angeschlossen, wenn es auf besonders große Genauigkeit, kleine Ansprechzeiten und hohe Schaltgeschwindigkeiten ankommt. Soweit es sich um hydraulische Ventile handelt, werden die Dosen unmittelbar zu hydraulischen Steuereinrichtungen.Instead of the capacitive load cells, there are also correspondingly working ones inductive load cells or hydraulic valves or the like. Usable. The stylus and his head can, as far as this is necessary at all, the load cells used can be easily adjusted. The load cells are preferably connected to electronic or combined electronic-hydraulic equipment connected when it is on particularly high accuracy, short response times and high switching speeds arrives. As far as hydraulic valves are concerned, the cans are immediate to hydraulic control devices.

Die Steuerung der Erregung der Magnetspulensysteme ist in Fig. 9 veranschaulicht. Die Einrichtung hat den Zweck, in Abhängigkeit von der Richtung des Vorschubes des Werkzeuges, Werkstückes oder des damit verbundenen Gehäuses 16 des Tastorgans die jeweiligen Komponenten des Andruckes zu bestimmen. Bei der Ausführung und Bemessung der Einrichtung soll dabei zweckmäßigerweise die im praktischen Betrieb auftretende Schwierigkeit berücksichtigt werden, daß der Arbeitsvorschub durch verhältnismäßig kleine Änderungen der Stellung hydraulischer Steuerschieber od. dgl. bewirkt werden muB, damit große Steuergeschwindigkeiten erreicht werden. Beispielsweise liegen die Änderungen der Steuerschieberstellung maximal bei ± 5 min. Da die üblichen Meßgetriebe nur erlauben, bei den kleinen Änderungen der Steuerschieberstellungen lediglich und überdies noch schwer die gegeliseitige Lage der Steuerschieber festzustellen, und infolge der erforderlichen Präzision sowie wegen der kleinen Kontaktabstände usw. im rauhen Betrieb sehr störanfällig sind, ist es vorteilhaft, die Feststellung der gegenseitigen Lage der die verschiedenen Vorschübe steuernden Ventile und die Beeinflussung der Richtung des Anlagedruckes des Tasters über besonders rasch ansprechende, zweckmäßig über elektronische Schaltmittel. z. B. einfache Elektronenröhren, vorzunehmen. Es ist aber dementsprechend auch möglich, die Andruckkraft des Tasters aus der Stellung der Steuerventile für die verschiedenen Komponenten der Vorschubrichtung über rasch ansprechende elektrische Kontakte oder über hydraulische Kolben od. dgl. unmittelbar abzuleiten, wenn man sich mit einer stufenweisen Schaltung der Andruckrichtungen begnügt. Bei einer derartigen Komponentenschaltung, z. B. in 45'°-Stufen, tritt an die Stelle des veränderlichen Widerstandes im Gitterkreis der Elektronenröhre und für die Röhre selbst ein elektrischer Kontakt oder ein hydraulisches Ventil mit Wirkung auf hydraulische Kraftsysteme, zum Steuern der Komponentün des Anlagedruckes in den Koordinaten richtengen an Stelle der Steuerspulen 20, 21, 50, 51 und 33 bis 36.The control of the excitation of the magnet coil systems is illustrated in FIG. The device has the purpose of depending on the direction of advance of the Tool, workpiece or the associated housing 16 of the feeler element to determine the respective components of the proof. In the execution and dimensioning the device should expediently be the one that occurs in practical operation Difficulty must be taken into account that the work feed rate by proportionately small changes in the position of hydraulic spools or the like. Can be caused has to be achieved so that high control speeds can be achieved. For example, lie the changes in the control spool position at a maximum of ± 5 minutes, as the usual measuring gear only allow for the small changes in the control slide positions and, moreover, it is difficult to determine the position of the control slide on the rail side, and because of the required precision and because of the small contact distances etc. are very susceptible to failure in rough operation, it is advantageous to determine the mutual position of the valves controlling the various feed rates and the Influencing the direction of the contact pressure of the button via particularly quickly responding, expediently via electronic switching means. z. B. simple electron tubes to make. However, it is accordingly also possible to reduce the pressure of the pushbutton from the position the control valves for the various components of the feed direction over quickly appealing electrical contacts or hydraulic pistons or the like. Directly derive, if one is concerned with a step-by-step switching of the pressure directions contented. In such a component circuit, e.g. Am 45 '° steps, takes the place of the variable resistance in the lattice circle of the electron tube and for the tube itself an electrical contact or a hydraulic valve with effect on hydraulic power systems, to control the components of the system pressure in the coordinates direct instead of the control coils 20, 21, 50, 51 and 33 to 36.

Fig. 9 zeigt eine Einrichtung mit Steuerschiebern und den Steuerungssystemen für die Änderung der beiden Querkomponenten (Rechts-Links, Vorn-Hinten) des Andruckes in den Querebenen. Der auf und ab bewegbare Taststift i wird von der seitlich bewegbaren Hohlwelle 3 umschlossen, die ihrerseits von der Gabel 28, z. R. des Magnetspulensystems (Vorn-Hinten in Fig.2), und der Gabel 49 des senkrecht hierzu wirkenden Magnetspulensystems (Rechts-Links) gehalten und geführt wird und in diesen Gabeln, wie dies bei Fig. 2 beschrieben wird, bewegbar sind. Wird die Magnetspule 21 verhältnismäßig schwach, die Magnetspule 5o dagegen verhältnismäßig stark, und werden die Magnetspulen 21 und 5i überhaupt nicht erregt, so ergibt sich z. B. eine Resultierende des Andruckes in Richtung des Pfeiles 52.Fig. 9 shows a device with control slides and the control systems for changing the two transverse components (right-left, front-back) of the pressure in the transverse planes. The up and down movable stylus i is moved from the side Hollow shaft 3 enclosed, which in turn by the fork 28, z. R. of the magnet coil system (Front-back in Fig. 2), and the fork 49 of the magnet coil system acting perpendicular to this (Right-left) is held and guided and in these forks, as shown in Fig. 2, are movable. If the magnetic coil 21 is relatively weak, the magnetic coil 5o, on the other hand, is relatively strong, and the magnetic coils 21 and 5i is not excited at all, then z. B. a resultant of the pressure in the direction of arrow 52.

Um die Magnetspule 5o verhältnismäßig stark zu erregen, wird das Gitter der Röhre 53, in deren Anodenkreis die Spule 5o liegt, nur verhältnismäßig schwach negativ vorgespannt. Zu diesem Zweck wird der Abgreifkontakt 55 am Potentiometer 54 durch zwangsläufige Verbindung mit dem Steuerkolben 56 so eingestellt, daß er dem Potential der Kathode der Röhre 53 verhältnismäßig nahe liegt. Der Steuerkolben 56 ist im Zylinder 57 bewegbar und steuert z. ;B. die eine dier beiden Querkomponenten, etwa für die Rechts-Links-Bewegung, indem der Kolben die Verbindung zwischen der Zuleitung 58 .und den Ableitungen 59, 6o freigibt, teilweise oder völlig sperrt.In order to excite the magnetic coil 5o relatively strong, the grid of the tube 53, in the anode circle of which the coil 50 is located, is only relatively weak negatively biased. For this purpose, the tapping contact 55 on the potentiometer 54 adjusted by positive connection with the control piston 56 so that he the potential of the cathode of the tube 53 is relatively close. The control piston 56 is movable in the cylinder 57 and controls z. ; B. one of the two transverse components, about for the right-left movement by making the piston the connection between the Feed line 58 .and the lines 59, 6o releases, partially or completely blocks.

Da einer schwach negativen Gittervorspannung an der Röhre 53 über den von dem gleichen Steuerschieber betätigten Kontakt 56 eine verhältnismäßig große negative Sperrspannung am Gitter der Röhre 61 gegenübersteht, in deren Anodenkreis die Magnetsteuerspule 51 liegt, so steht einer Stärkung des. Anodenstromes in der Röhre 53 und damit in der Magnetspule 5o eine Schwächung oder, wie im Ausiführungsbeispiel, volle Sperrung des Anodenstromes in der Röhre 61 und damit in der Magnetspule 51 gegenüber.Because of a slightly negative grid bias on the tube 53 over the contact 56 actuated by the same control slide is a relatively large one negative reverse voltage on the grid of the tube 61 is opposite, in the anode circuit the magnetic control coil 51 is located, there is a strengthening of the anode current in the Tube 53 and thus a weakening in the magnetic coil 5o or, as in the exemplary embodiment, full blocking of the anode current in the tube 61 and thus in the magnetic coil 51 opposite to.

Entsprechend ist die andere Komponente der Andruckrichtung (Vorn-Hinten-Bewegung) abhängig vom Steuerkolben 62 der Vorschubbewegung, der auf das Magnetspulensystem 20, 21 wirkt. Der Kolben 62 steht im dargestellten Beispiel fast völlig vor der Mündung der Zuleitung 63 in den Zylinder 64, d. h. fast in der Nullage. Infolgedessen steht auch der mit dem Kolben 62 verbundene Abgreifkontakt 65 ganz in der Nähe des negativen Anschlusses des Potentiometers (Nullage). Die Röhre 66 ist daher stark negativ vorgespannt, so. daß die in ihrem Anodenkreis liegende Magnetsteuerspule 21 nur schwach erregt wird. Der mit dem Kolben 62 verbundene Abgreifkontakt 67 steht jenseits des negativen Anschlusses des Potentiometers 68. Infolgedessen wird das Gitter der Röhre 69 so stark negativ vorgespannt, daß ein Anodenstrom nicht fließt und die Maignetsteuerrpule 2o nicht erregt wird. Da die beiden Spulen 2o und 51 nicht, die Spule 5o hingegen stark und die Spule 21 schwach erregt sind, ergibt sich z. B. die mit dem Pfeil 52 bezeichnete Andruckrichtung als Resultierende der in den Koordinatenrichtungen angreifenden Steuerkräfte.Correspondingly, the other component of the pressure direction (front-back movement) depending on the control piston 62 of the feed movement, which acts on the magnet coil system 20, 21 works. In the example shown, the piston 62 is almost completely in front of the Opening of the supply line 63 in the cylinder 64, d. H. almost in the zero position. Consequently the tapping contact 65 connected to the piston 62 is also very close to the negative connection of the potentiometer (zero position). The tube 66 is therefore strong negatively biased so. that the magnetic control coil lying in its anode circuit 21 is only weakly aroused. The tapping contact 67 connected to the piston 62 is standing beyond the negative terminal of potentiometer 68. As a result, the The grid of the tube 69 is so strongly negatively biased that an anode current does not flow and the maignet control coil 2o is not energized. Since the two coils 2o and 51 not, but the coil 5o is strongly excited and the coil 21 is weakly excited, results z. B. the pressure direction indicated by arrow 52 as the resultant of the control forces acting in the coordinate directions.

Verschiebungen zwischen Vorschubbewegungen des Werkzeuges, des Werkstückes sowie des Tastergehäuses und der Andruckrichtung des Taststiftes innerhalb des Gehäuses können durch um Vor- oder Nacheilwinkel versetzte Koordinatenfestlegungen für die Kraftsysteme, z. B. Steuerspulen, ebenso versetzt werden wie durch entsprechend versetzte Anordnung der Steuerpotentiometer, -kontakte od. dgl.Shifts between feed movements of the tool, the workpiece as well as the button housing and the pressure direction of the stylus inside the housing can be done by setting the coordinates for the Force systems, e.g. B. control coils, are offset as well as by accordingly offset arrangement of the control potentiometer, contacts or the like.

Die Anwendung und Arbeitsweise der Einrichtung nach der Erfindung gestalten sich etwa wie folgt: Wenn Taster und hydraulischer Steuerkolben für den Vorschub des Werkzeuges zusammenwirken sollen, so wird zuerst der Taststift i nebst Tastkopf 2 aus der Ruhelage (Nullage) in Richtung auf das abzutastende Modell in der beabsichtigten Anfahrrichtung ausgelenkt. Zu diesem Zweck kann der Taststift von Hand in der Anfahrrichtung gegen das Gehäuse des Tasters gedrückt werden, weil hierbei die Meßdosen ansprechen und nach Maßgabe der von ihnen festgestellten Komponentenauslenkungen die hydraulischen Steuerkolben einstellen, welche die hydraulischen Mittel für die Vorschubbewegungen des Werkzeuges oder Werkstückes in den einzelnen Komponentenrichtungen freigeben. An Stelle der Betätigung von Hand ist es auch möglich, die Anfangsauslenkung des Taststiftes aus der Ruhelage (Nullage) mit Hilfe der Steuermagnetspulen 2o, 2i, 50; 51 in der Horizontalen und 33, 34 35, 36 in der Vertikalen hervorzurufen. Zu diesem Zweck können Drehschalter, welche die Magnetspulen unmittelbar zuschalten, oder Potentiometer, Kontaktscheiben od. dgl. vorgesehen seen, welche die Erregung der Magnetspulen z. B. über Elektronenröhren beeinflussen.The application and mode of operation of the device according to the invention are roughly as follows: If the button and hydraulic control piston for the If the advance of the tool is to cooperate, then the stylus i is used first Probe head 2 from the rest position (zero position) in the direction of the model to be scanned in deflected in the intended approach direction. For this purpose, the stylus be pressed manually in the approach direction against the housing of the button because respond to the load cells and in accordance with the component deflections determined by them adjust the hydraulic control piston, which controls the hydraulic means for the Feed movements of the tool or workpiece in the individual component directions release. Instead of manual actuation, it is also possible to set the initial deflection of the stylus from the rest position (zero position) with the help of the control solenoid coils 2o, 2i, 50; 51 in the horizontal and 33, 34, 35, 36 in the vertical. For this purpose, rotary switches, which switch on the solenoid coils directly, can be or potentiometers, contact disks or the like. Seen, which the excitation the solenoids z. B. influence via electron tubes.

Sobald der Taststift auf seiner z. B. unter 45'°i zum Modell liegenden Bahn an dieses herangekommen ist, wird zwangsläufig die senkrecht zum Modell liegende Vorschubkomponente bis auf Null vermindert, weil infolge des Auftreffens des Tastkopfes auf das Modell der ausweichbar gelagerte Taststift in die Nullage dieser senkrechten Komponentenrichtung zurückgeführt wird. Die infolge der schräg zum Modell vorgegebenen Anfahrrichteng mit eingestellt gewesene andiere; 9o'° zu der senkrecht zum Modell verlaufenden Komponente liegende Komponente wirkt sich jetzt allein frei aus, und zwar so, daß der Taststift am Modell entlang gleitet. Der Druck, mit welchem der Taststift am Modell gehalten und an diesem weiter bewegt wird, ist der Anlagedruck der Steuervorrichtung, z. B. 250 g, der über die Magnetspulen (Fig. 2, 4 und 9) ausgeübt wird. Während sich der Anlagedruck in der Komponentenrichtung senkrecht zum Modell infolge der oben beschriebenen Zurückführung des Taststiftes in die entsprechende Nullage nicht auf die Meßdose und damit auch nicht auf die zugehörige hydraulische Vorschubvorrichtung für das Werkzeug auswirken kann, ist eine solche Auswirkung in der anderen Komponentenrichtung auf die Meßdose und damit über die hierzu gehörende hydraulische V:orschubvorrichtung auf das mit dem Tastergehäuse fest verbundene Werkzeug oder Werkstück in voller Größe, z. B. mit 5oo kg, vorhanden.As soon as the stylus is on its z. B. has approached this path lying below 45 ° i to the model, the feed component lying perpendicular to the model is inevitably reduced to zero, because as a result of the impact of the probe head on the model, the evasive mounted probe pin is returned to the zero position of this vertical component direction . The other ones that have been set as a result of the approach directions given at an angle to the model; 90 ° to the component that is perpendicular to the model, the only component now has a free effect, namely in such a way that the stylus slides along the model. The pressure with which the stylus is held on the model and moved on this is the system pressure of the control device, for. B. 250 g, which is exercised via the solenoids (Fig. 2, 4 and 9). While the contact pressure in the component direction perpendicular to the model as a result of the above-described return of the stylus to the corresponding zero position cannot affect the load cell and thus also cannot affect the associated hydraulic feed device for the tool, such an effect in the other component direction is on the Load cell and thus via the associated hydraulic feed device on the tool or workpiece firmly connected to the button housing in full size, z. B. with 5oo kg, available.

Im Augenblick des Auftreffens des Tastkopfes auf das Modell wird das Steuerkommando für den Anlagedruck des Taststiftes an die Steuerkolben 56, 62 abgege@b2i1", damit diese ;sel!bsttätig die Richtung des Anlagedruckes des Taststiftes in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung des Werkzeuges vornehmen. Da nun aber der Steuerkolben, welcher der senkrechten Komponente der Vorschubrichtung des Werkzeuges zugeordnet ist, nach Auftreffen des Tastkopfes auf das Modell abgeschaltet wird, während der andere Steuerkolben voll wirksam bleibt, würde auch der Taststift zwangsläufig keinen Anlagedruck ,gegen das Modell, sondern nur einen solchen entlang des Modells erhalten, wenn die Steuermagnetspulen im gleichen gegenseitigen Sinn zu den Auslenkungen der Steuerkolben 56. 62 erregt werden würden. Um nun aber stets einen Anlagedruck des Tästkopfes am Modell zu erreichen, wird die Wirkung der Steuerkolben auf die Steuermagnetspulen so verändert. daß bei der Stellung o des der senkrechten Komponente zugeordneten Steuerkolbens noch eine ausreichende Erregung der zugehörigen Magnetspule besteht.At the moment the probe hits the model, the Control command for the contact pressure of the stylus on the control piston 56, 62 sent @ b2i1 ", so that these; automatically depending on the direction of the contact pressure of the stylus from the feed movement of the tool. But now that the control piston which is assigned to the vertical component of the feed direction of the tool is switched off after the probe hits the model, while the other control piston remains fully effective, the stylus would inevitably not System pressure, against the model, but only received such a pressure along the model, when the control solenoids in the same mutual sense to the deflections of the Control piston 56. 62 would be energized. But in order to always have a system pressure of the To reach the probe head on the model, the effect of the control piston on the control solenoid coils so changed. that in the position o of the vertical component assigned Control piston there is still sufficient excitation of the associated solenoid coil.

Demgemäß kommt es darauf an, daß die Andruckrichtung des Taststiftes gegenüber der Vorschubrichtung des Werkzeuges um einen bestimmten Winkel voreilt oder nacheilt; der Winkel kann z. B. 10, 30, 45, 6ö° usw. oder Zwischenwerte betragen. Ob der Winkel voreilt oder" nacheilt, hängt von der Bewegungsrichtung des Werkzeuges um das Werkstück herum ab. Innerhalb ein und derselben Richtung des Arbeitsvorganges tritt entweder mur eine Voreeil:ung oder nur eine Nacheilung auf.Accordingly, it is important that the pressure direction of the stylus leads or lags behind the feed direction of the tool by a certain angle; the angle can e.g. B. 10, 30, 45, 6ö ° etc. or intermediate values. Whether the angle leads or lags depends on the direction of movement of the tool around the workpiece. Within one and the same direction of the work process, either a lead or just a lag occurs.

Sobald der Tastkopf beim Entlangfahren am Modell an eine Stelle kommt, wo sich die Form des :Modells ändert, z. B. das Modell zurückspringt, wird die bisher durch das Modell selbst bewirkte Hemmung des Anlagedruckes in der Richtung der senkrechten Komponente auf die Meßdose aufgehoben und hierdurch die Vorschubrichtung für das Werkzeug oder das Werkstück in der Richtung senkrecht zum Modell und entsprechend der Änderung der Kontur des Modells freigegeben. In diesem Augenblick wird durch das Wiederauftreten der zweiten Vorschubkomponente zunächst, weil für den ersten Augenblick beide Komponenten wirksam sind und demgemäß deren Resultierende als neuer Bezugsvektor für den Voreil- oder Nacheilwinkel der Anlagedruckrichtung maßgebend ist, der Vektor dieser Anlagedruckrichtung in die Richtung der senkrechten Komponente des Andruckes gedreht, und zwar bei einem Voreilwinkel von 45' genau in die Richtung der senkrechten Komponente. Hierdurch wird der weitere Vorschub des Tastergehäuses sowie des Werkzeuges unterbrochen, da kein Anlagedruck mehr auf die zugehörige Meßdose wirkt. Infolge der Abschaltung des bisherigen Vorschubes und der Einschaltung des anderen Vorschubes ändert sich entsprechend die Vorschubrichtung für das Tastergehäuse und das Werkzeug. Hierbei ist ebenfalls die Anlage des Tastkopfes an der neuen, senkrecht zur alten Fläche verlaufenden Fläche des Modells gewährleistet, weil wiederum die Andruckrichtung des Tastkopfes um die vorgegebenen z. B. 45°` der Bewegungsrichtung des Tastkopfes voreilt und damit die Magnetspulen des Systems, dessen Bewegungsrichtung senkrecht zur neuen Vorschubrichtung verläuft, so erregt, daß der Taststift erneut gegen das Modell gedrückt wird.As soon as the probe comes to a point when driving along the model, where the shape of the: model changes, e.g. B. the model jumps back, the so far Inhibition of the contact pressure in the direction of the vertical caused by the model itself Component lifted on the load cell and thereby the feed direction for the Tool or workpiece in the direction perpendicular to the model and accordingly the change of the contour of the model released. At this moment it is through the recurrence of the second feed component initially because for the first At the moment both components are effective and accordingly their resultant as new The reference vector for the lead or lag angle of the contact pressure direction is decisive is the vector of this contact pressure direction in the direction of the perpendicular component of the pressure, at a lead angle of 45 'exactly in the direction the vertical component. This is the further advance of the button housing as well as the tool interrupted, since there is no more pressure on the associated load cell works. As a result of the previous feed being switched off and the other feed changes accordingly the feed direction for the button housing and the tool. Here, too, is the contact of the probe head with the new, surface of the model that runs perpendicular to the old surface, because again the pressure direction of the probe to the predetermined z. B. 45 ° of the direction of movement of the probe head leads and thus the magnet coils of the system, its direction of movement runs perpendicular to the new feed direction, so excited that the stylus again is pressed against the model.

Das Arbeitsspiel setzt sich nun wie vorher beschrieben fort, nur mit dem Unterschied, daß jetzt die um 9o0 versetzten Koordinaten bestimmend sind. Auch für die senkrechten Koordinaten ist die Arbeitsweise der Einrichtung entsprechend die gleiche, ebenso für :die (beliebigsten Zwischenrichtungen.The work cycle now continues as previously described, only with the difference is that now the coordinates shifted by 9o0 are decisive. Even for the vertical coordinates, the operation of the device is the same the same, also for: the (arbitrary intermediate directions.

Bei Verwendung von Kontakten zwischen den Steuerkolben für die Vorschubrichtungskomponenten und die Erregungsspulen für die Andrückrichtungskomponenten ist der Arbeitsvorgang der gleiche, nur mit dem Unterschied, daß die Umschaltungen der Andruckrichtungen sprunghaft, z. B. in einer Stufe von 45'°, erfolgen. Die Kontakte nehmen dabei die Stelle der Potentiometer und Elektronenröhren ein.When using contacts between the control pistons for the feed direction components and the excitation coils for the nip direction components is the operation the same, only with the difference that the switching of the pressure directions by leaps and bounds, e.g. B. in a step of 45 '°. The contacts take the Adjust the potentiometers and electron tubes.

Bei Verwendung von hydraulischen Ventilen, die mit den Steuerkolben verbunden sind, ergibt sich die gleiche Möglichkeit der Beeinflussung der hydraulischen Kolben, die für jede Richtung der Andruckkomponenten im Taster vorgesehen werden und an die Stelle der Steuermagnete treten. Die Kolben sind z. B. mit den Führungsgabeln 28, 49 ent-,veder über eine Feder verbunden, oder sie weisen selbst so viel Schlupf auf, daß sie eine gefederte Andruckkraft bewirken.When using hydraulic valves with the control piston are connected, there is the same possibility of influencing the hydraulic Pistons that are provided for each direction of the pressure components in the button and take the place of the control magnets. The pistons are z. B. with the guide forks 28, 49 either connected by a spring, or they themselves have so much slip on that they cause a spring-loaded pressing force.

Für pneumatische Einrichtungen gilt sinngemäß das gleiche. In j--dem Falle kann :durch die Versetzung der Koordinaten der Steuerkraftsysteme mit Bezug auf die Koordinaten der Meß- und Kraftvorschubsysteme eine beliebige Vor- und Nacheilung ohne Umsteuerung bewirkt werden.The same applies to pneumatic devices. In j - that Trap can: by offsetting the coordinates of the control force systems with reference any lead or lag on the coordinates of the measuring and force feed systems be effected without reversing.

In bestimmten Fällen, insbesondere wenn die Steuerkolben jeweils nur ganz kurze Zeit aus der Nullage ausgelenkt werden, empfiehlt es sich, die Andruckrichtungen nicht unmittelbar aus den momentanen einzelnen Auslenkungen der Steuerkolben, sondern aus Summen, z. B. integralen, dieser Auslenkungen über bestimmte, z. B. einander folgende Zeitabschnitte, etwa von 1/2o oder 1/1oo Sekunde, abzuleiten. Die .Integration bewirkt dann, daß als Steuergröße die Summe der Einzelauslenkwngen in einer Koordinatenrichtung innerhalb des betreffenden Zeitabschnittes dient. Beispielsweise wird als Integrator ein Kondensator oder eine Selbstinduktion verwendet. Der Kondensator oder die Selbstinduktion wird z. B. dem Gitterkreis einer Elektronenröhre zugeordnet. Jede Auslenkung des Steuerkolbens führt z. B. dem Kondensator eine Ladungseinheit zu. Die Andruckrichtung wird dann durch die mittlere Aufladung (Integralwert) des Kondensators oder der Selbstinduktion in dem vorgegebenen Zeitabschnitt bestimmt.In certain cases, especially when the control pistons each only be deflected from the zero position for a very short time, it is advisable to adjust the pressure directions not directly from the current individual deflections of the control piston, but rather from sums, e.g. B. integral, these deflections over certain, z. B. each other to derive the following periods of time, approximately from 1 / 2o or 1/100 of a second. The integration then causes that as a control variable the sum of the individual deflections is used in a coordinate direction within the relevant time period. For example a capacitor or a self-induction is used as the integrator. The condenser or the self-induction is z. B. assigned to the grid circle of an electron tube. Each deflection of the control piston leads, for. B. the capacitor a unit of charge to. The direction of pressure is then determined by the mean charge (integral value) of the Capacitor or self-induction determined in the predetermined period of time.

Bei der Abtastung können unter bestimmten Bedingungen Totpunkte auftreten, welche die eingestellten Vorschubkomponenten an der selbsttätigen Fortsetzung des Vorschubes hindern. Der Taster bleibt z. B. in einer bestimmten Ecke des Modells stehen.When scanning, dead points can occur under certain conditions, which the set feed components on the automatic continuation of the Prevent the advance. The button remains z. B. in a certain corner of the model stand.

Zur Behebung dieser Störung werden vorteilhaft Mittel vorgesehen, @um Üie Komponenten der Andruckrichtung im oder entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn kontinuierlich weiterzudrehen. Wenn erfindungsgemäß die ,Komponenten für die Bestimmung der Andruckrichtung gemischt werden, empfiehlt es sich, ein Relais od. dgl. vorzusehen, das eingeschaltet wird, wenn alle Vorrichtungen zur Steuerung des Vorschubes in der Nulllage stehen. Das Relais beeinflußt z. B. einen in der Drehrichtung umschaltbaren motorischen Antrieb eines Schleifkontaktes über einen Widerstand od. dgl. derart, daß eine Komponente der Andruckrichtung kontinuierlich oder schrittweise so lange verändert wird, bis die Vorschubbewegung und damit die übliche selbsttätige Steuerung wieder einsetzen. Es -ist aber auch möglich, eine oder mehrere Komponenten der Andruckrichtung durch kapazitive oder induktive Aufladu.ngen im Gitterkreis einer oder mehrerer Elektronenröhren kontinuierlich oder schrittweise zu ändern, wodurch die erregenden Steuerströme in den Steuerspulen so geändert werden, daß die resultierenden Andruckrichtungen kontinuierlich oder schrittweise gedreht werden.To remedy this malfunction, means are advantageously provided, @um Üie components of the pressure direction clockwise or counterclockwise to turn continuously. If, according to the invention, the components for the determination the direction of pressure are mixed, it is advisable to provide a relay or the like, which is switched on when all devices for controlling the feed are in the zero position. The relay affects z. B. a switchable in the direction of rotation motorized drive of a sliding contact via a resistor or the like. that one component of the pressure direction is continuous or incremental for so long is changed until the feed movement and thus the usual automatic control reinstate. But it is also possible to have one or more components of the pressure direction through capacitive or inductive charges in the grid circle of one or more Electron tubes change continuously or gradually, creating the exciting Control currents in the control coils are changed so that the resulting pressure directions can be rotated continuously or incrementally.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for scanning and reshaping a Model with automatic change of direction and re-pressure of the tactile organ as well of the reshaping tool or workpiece, characterized by several that Sensing organ, expediently one provided with a sensing head, mounted accordingly movably Pen, deflecting in different directions, from the feed devices for the tool or workpiece controlled, each with a surface or space coordinate assigned force systems.

2. Device according to claim i for full spatial scanning, characterized in that three are each assigned to a specific spatial coordinate Force systems are provided.

3. Device according to claims i and 2, characterized in that that the power systems with return means that automatically return to a zero position, z. B. springs are equipped. , 4. Device according to claims i to 3, characterized characterized in that for the determination and transmission of the in the several coordinate directions (Component directions) occurring deflections independent of the force systems effective measuring equipment is provided for the components to be measured. 5. Establishment according to claims i to q., characterized in that the force systems consist of two offset magnet coil systems, e.g. B. with immersion cores, where the cores of each system with a deflectable fork against a return spring od. Like. Connected with their thighs one of the third power system in it Hold axially deflectable stylus enclosing hollow shaft free of play and cross to deflect the fork legs, but the hollow shaft play in the direction of the fork axis for the deflection through the legs of the z. B. to gö ° offset other fork allow. 6. Device according to claims i to 5, characterized in that for axial deflection of the stylus plus head z. B. symmetrical and double to Pin Magnetspulensystem.e z. B. are provided with diving cores that are connected to one with attack the pin connected spar, and that the pin with an articulated return spring connected and the joint by means of z. B. is preloaded changeable balancing forces. 7. Device according to claims i to 6, characterized in that the stylus is equipped with two disc-shaped guide flanges that roll over Balls against corresponding abutments, e.g. Bi. Disks in the housing of the stylus are supported radially movable and the z. B. perpendicular to each other and Force systems arranged one above the other caused the stylus to be deflected within allow the deflection plane on all sides. B. Device according to claims i to 7, characterized characterized in that the deflections of the stylus absorb and for transmission passing measuring means consist of cans, which with according to the deflections changing capacities, inductances, hydraulic measuring devices and can be actuated by the stylus or the hollow shaft, advantageously against a reset force are. G. Device according to claims i to 8, characterized in that for the Delivery of the z. B. electrically, hydraulically or pneumatically transmitted movement and directional impulses of a force system control organs, e.g. B. with the feed devices the tool or workpiece connected rheostats, contacts, hydraulic or pneumatic control valves, which either right away or indirectly, e.g. B. on electron tubes, the stylus in coordinate directions deflect. ok Device according to claims i to g, characterized in that the coordinate system of the control force systems from the coordinate system of the measuring and Tool or workpiece feed systems deviates by an adjustable angle. i i. Device according to Claims i to io, characterized in that the coordinate system the control force systems (group) with the coordinate system of the measuring and tool or workpiece feed systems (group) and in the transmission links between the system groups through relocations and / or preliminary measurements or mixed in Changes between the pressure and feed directions can be adjusted to be measured will. 12: Device according to claims i to i i, characterized in that the Pressure direction from a temporal Mittehvert, z. B. from the integrals of the! of the hydraulic control piston, derived and, as an integrator, a storage means, z. B. a capacitor or a self-induction, can be used with each Deflection of the control piston a unit of charge (differential) received and z. B. the grid circle of an electron tube in the control force system. 13. Facilities according to claims i to 12, characterized in that for eliminating interruptions the scanning through dead centers or the like. Means are provided which the components the pressure direction clockwise or counterclockwise continuously keep turning. 1.

4. Device according to claim 13 with a mixture of components for the determination of the pressure direction, characterized in that a responsive relay or the like in the zero position of all feed control devices is provided, with which a switchable in the direction of rotation motor drive a sliding contact od via a resistor A component of the pressure direction is changed continuously or step by step until the feed movement and thus the usual automatic control start again. 15. Device according to claim 13 with a mixture of components for determining the pressure direction, characterized in that one or more components of the pressure direction are continuously or gradually changed by capacitive or inductive charges in the grid circle of one or more electron tubes such that the exciting control currents are continuous or cause gradual rotation of the resulting pressure direction.