NL9201492A - Inrichting voor het meten van het profiel van schroefdraden of soortgelijke groeven. - Google Patents

Description

Inrichting voor het meten van het profiel van schroefdraden ofsoortgelijke groeven.

De uitvinding heeft betrekking op de meetmethode van het geheleprofiel van zowel inwendige als uitwendige schroefdraden of soortgelijkegroeven zoals 0-ring groeven van assen of boringen.

Er zijn voor het meten van bovengenoemde profielen verschillendeinstrumenten beschikbaar die alle gebaseerd zijn op het mechanisch af¬tasten van de contour met behulp van een tastnaald.

Deze tastnaald, die in de bekende scansystemen wordt toegepast, is be¬vestigd aan een hefboom. De hefboom kan vrij roteren in een vertikaalvlak om een scharnierpunt dat bevestigd is aan een lineaire verplaat-singseenheid die in het algemeen motorisch aangedreven wordt.

De lineaire verplaatsing vindt met een instelbare snelheid plaats. Detasternaald volgt de contour van het te meten profiel en oefent eenmeetkracht op het meetobject uit die vooral bepaald wordt door de zwaarte¬kracht die op het hefboomsysteem uitgeoefend wordt.

De lineaire verplaatsing van de verplaatsingseenheid en de hoekverdraaiingvan de hefboom worden met behulp van opnemers periodiek of continue uit¬gelezen tijdens het scannen van het profiel. De meetwaarden worden ver¬werkt tot een plot of een lijst van coördinaten van in het algemeencarthesische XY coördinaten van de contour waarbij de correctie van detaster al of niet is verwerkt.

Omdat voor het verkrijgen van de aantastkracht gebruik wordt gemaaktvan de zwaartekracht, dienen de bovengenoemde bekende profielscansystemengoed waterpas opgesteld te worden.

Tijdens het scannen van een profiel met behulp van de bekende scan¬apparatuur treedt er een wrijvingskracht op die tegengesteld gericht isaan de bewegingsrichting van de tasternaald. Afhankelijk van de hellings-hoek van het profiel zal de component van de wrijvingskracht een variatiegeven van de meetkracht. Door meetkrachtvariaties treden elastischedeformaties van het instrument op die de nauwkeurigheid nadelig beïn¬vloeden .

Bij het omkeren van de scanrichting zal de wrijvingskracht ook van rich¬ting omkeren hetgeen zal resulteren in een richtingsafhankelijkheid vande meetresultaten en daardoor hysterese van het instrument.

Er wordt dus naar gestreefd om de wrijvingskracht zo klein mogelijk tehouden. Men bereikt dit door het balanceren van het hefboomsysteem waar¬door de taster met een minimale kracht tegen het meetobject afsteunt.

Ten gevolge van deze kleine tastkracht zal er uitsluitend goed mechanischcontact zijn tussen de de tastnaald en het te meten profiel indien hetoppervlak van het profiel zeer goed gereinigd is. De aanwezigheid vansnijolie e.d. beïnvloedt de nauwkeurigheid nadelig.

Het tasterhefboomsysteem van de bekende instrumenten is mede hierdoorzeer gevoelig voor trillingen en kan dus alleen in een trillingsarme omge¬ving worden toegepast.

De bovengenoemde wrijvingskracht is afhankelijk van de hoek tussende helling van het te meten profiel en de richting van de lineaire ver-plaatsingseenheid. De tastemaald kan uitsluitend langs de helling vaneen profiel omhoog getrokken worden mits deze helling niet te steil is.

De uitvinding beoogt bovengenoemde bezwaren te ondervangen waardoorprofielen van groeven, zoals die van schroefdraden met zelfs zeer stijleflankhoeken, onder werkplaatsomstandigheden kruinen worden gemeten.

Het meetprincipe volgens deze uitvinding maakt gebruik van een as,de meetas, die om de hartlijn geroteerd wordt en aangedreven kan worden.

De meetas is in axiale richting vrij lineair beweegbaar. In beidetranslatierichtingen;kan een meetkracht worden ingeschakeld. De translatievan de meetas is tijdens het meten vrij en wordt bepaald door de vormvan het te meten profiel.

Vanuit het hart van de as is in radiale richting een tastnaald opgesteld.De hoek tussen de hartlijn van de tasternaald en de hartlijn van de meetasen de vorm van de tasternaald zijn af te stemmen op de contour van hette meten profiel.

De hoekverdraaiing en de translatie van de meetas worden resp. met behulpvan een hoekopnemer en een verplaatsingsopnemer gemeten. De tasternaaldkan dus de mantel van een cilinder beschrijven.

Bovengenoemde componenten zijn ondergebracht in een robuuste behuizing,de meeteenheid.

Voordat een scanning van een groef kan beginnen moet de tasternaaldeerst in de groef gebracht worden. Dit wordt gedaan door de tasternaaldin de meeteenheid naar binnen te draaien zodat de meeteenheid gepositio¬neerd kan worden ten opzichte van het werkstuk zonder dat hierbij detasterpunt beschadigd kan worden. Vervolgens wordt de meetas met behulpvan een hulpaandrijving in axiale richting naar de positie van de temeten groef gebracht waarna de meetas geroteerd wordt en de tasternaalduit de meeteenheid naar buiten komt totdat mechanisch kontakt met hetmeetobject optreedt.

De meetkracht wordt in de betreffende axiale richting ingeschakeld.

Door de meetas nu in de betreffende richting te roteren zal de meetkracht de tasternaald in axiale richting tegen het te meten profiel drukken.

Door zowel de rotatiehoek en de translatie van de meetas te meten ente verwerken met de betreffende correctie van de taster kan het profielpunt voor punt berekend worden.

De invloed van de taster kan op relatief eenvoudige wijze wordenbepaald door eerst een gecertificeerd kaliber, waarvan de contour bekendis, te scannen volgens bovengenoemde methode.

Vervolgens worden de te meten contouren gescanned en de meetresultatenmet die van het kaliber vergeleken. Er is dus in dit geval sprake vaneen verschilmeting wanneer deze kalibercontour nominaal van hetzelfdetype en afmeting is als de contour van het te meten profiel.

Tijdens het roteren zal de wrijvingskracht tussen tasternaald enmeetobject tegengesteld zijn aan de bewegingsrichting dat wil zeggenongeveer tangentiaal ten opzichte van de eerdergenoemde cilindermantel.Deze meetkracht heeft vrijwel geen component in de richting van de vrijbeweegbare axiale as. De wrijvingskracht heeft dus vrijwel geen invloedop de axiale meetwaarden en kan dus groter zijn dan bij de hierbovengenoemde bekende scansystemen met als gevolg een betrouwbaar mechanischcontact tussen tasternaald en profiel.

Door meerdere meeteenheden te combineren kunnen bijvoorbeeld meer¬dere profielen van een schroefdraad simultaan worden gemeten ten opzichtevan een gecertificeerd schroefdraadkaliber.

Hierdoor worden de resultaten van de verschillende meeteenheden onderlingmathematisch verknoopt en kunnen door de afzonderlijke profielscans tecombineren ook andere grootheden worden afgeleid zoals flankendiameter,etc.

Claims (5)

1- Een methode voor de meting van de profielen van inwendige enuitwendige groeven zoals van schroefdraden, O-ring groeven, etc. methet kenmerk dat gebruik wordt gemaakt van een tastnaald die een cilin¬drische mantel kan beschrijven met behulp van een meetas die kan roterenom de hartlijn van de bovengenoemde cilinder en die kan transleren in derichting van deze cilinderhartlijn.

2- Een tastsysteem volgens conclusie 1 waarbij de meetas van detastnaald met een instelbare hoeksnelheid roteert om de axiale as enwaarvan de hoekverdraaiing wordt gemeten met bekende hoekopnemers.

3- Een tastsysteem volgens bovenstaande waarbij de axiale verplaatsingvan de meetas zich aanpast aan de vorm van de te meten contour doordat er een constante axiale kracht op de meetas wordt uitgeoefend om eenjuist mechanisch contact tussen de tasternaald en de te meten contourte realiseren.

4- Een tastsysteem volgens bovenstaande conclusies waarbij de axialepositie van de meetas met behulp van bekende meetopnemers wordt gemeten.

5- Een tastsysteem volgens bovenstaande conclusies waarbij de taster-correctie wordt bepaald door middel van het scannen van een gecertificeerdkaliber. De scanning van het te meten profiel kan dus gerelateerd wordenaan een gecertificeerd kaliber hetgeen van belang is voor de herleidbaar¬heid van de meetresultaten naar de nationale en internationale standaard.