WO2007028449A1 - Stylus-type instrument - Google Patents
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/28—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
Definitions
- the invention relates to a scanning device, in particular in an embodiment as a roughness probe.
- a typical roughness probe has a base body on which a few tens of millimeters long sensing arm is mounted slightly pivotable.
- the probe arm may for example consist of ceramic.
- the probe arm has at one end a stylus which serves to scan a Maschinen Anlagenober- flat. To do this, the probe is moved parallel to the workpiece surface. The stylus slides over the workpiece surface and deflects the sensing arm with respect to the main body of the Tast réelles.
- the main body of the touch device can be supported by a runner on the workpiece surface. To generate a defined contact force, one or more spring elements are usually provided, which bias the scanning arm towards the workpiece surface. The installation of such devices is expensive.
- the touch device has a sensing arm, which is mounted on the base body via a spiral spring.
- the spiral spring is an integral part of the sensing arm and / or the body. This leads first to a simple structure and low demands on the assembly when mounting the probe arm on the body. Mismatches are hardly to be feared here.
- Biegefeder regarding the determination of the hinge axis and the generation of a corresponding, a deflection counteracting force is completely in a section shifted the manufacturing process, which is carried out by machine. Subjective error influences are largely eliminated.
- the storage of the sensing arm on the body by means of bending spring avoids errors that could occur due to bearing friction known cutting or tip bearing. Due to the frictionless mounting of the probe arm, a deflection of the same during the measurement plays no role. It can therefore have some flexibility, e.g. be formed by a thin sheet steel. The deflection is reproducible in any case and thus irrelevant. Apart from a particularly simple and clear design of the touch device and a reduction in the number of necessary parts, thus also results in an improvement in the accuracy of the Tast réelle invention over conventional devices.
- the sensing arm and the bending spring as well as the basic body may consist of a metal, preferably steel.
- the bending spring is formed by at least one spring portion whose thickness is less than the thickness of the remaining material of the sensing arm.
- this spring area can be formed by a narrow, exempt strip, which is narrower than the rest of the sensing arm. While the sensing arm and the bending spring thus consist of the same material, they have due to the geometric design of the spring region on different spring properties. By dispensing with screw points or other connections fertilize in the transition from the sensing arm to the spring area also a distortion of the bending spring is avoided. It can easily provide a largely linear and hysteresis free spring characteristic can be generated. This in turn benefits measurement accuracy and production safety.
- the spiral spring can be manufactured so precisely that it not only serves as a spring joint but also as a spring
- the measuring force is used. It can then be dispensed with any additional spring elements for biasing the probe arm. This further reduces the number of items required for the touch device. In addition, such a structure simplifies assembly.
- a section can also be provided, which forms the opposite pole for the sensor.
- This section is formed for example by a flat plate portion which is integrally connected via a web to the probe arm.
- the connection is seamless and seamless.
- the sensing arm and the opposite pole can be cut from a suitable sheet, such as steel.
- the counter-pole can also form a counterweight for the probe arm, so that weight forces acting on the probe arm are compensated. This, too, benefits the measuring accuracy, in particular if the scanning device is to be used in different measuring positions.
- the probe arm can be connected to the base body, for example screwed or preferably welded, are.
- connecting regions are formed on the probe arm, which connect via the bending springs to the remaining probe arm.
- the connection areas are dimensioned so large that a welding point arranged, for example, in a corresponding opening provided in them does not cause any thermal influence on the bending spring.
- an adjustable bearing This is formed for example by exnen exempted and by squeezing screws to a small extent pivotable section. If the accuracies requirements are lower or the manufacture of the bending springs is sufficiently precise, however, such an adjustment can also be dispensed with.
- FIG. 1 shows the probe device according to the invention in an embodiment as a roughness probe in an enlarged, longitudinally sectioned illustration
- FIG. 2 shows the basic body of the roughness scanner according to FIG. 1 in a perspective view
- FIG. 3 shows the probe arm of the roughness scanner according to FIG. 1 in a perspective view
- FIG. 4 shows the probe arm according to FIG. 3 in a partial plan view
- Figure 5 shows the probe of Figure 4 in a side
- FIG. 6 shows a bending spring of the Tascarm in longitudinal sectioned representation and modified embodiment
- FIG. 7 shows the bending spring according to FIG. 5 or 6 in a cross-sectional representation in a first embodiment
- FIG. 8 shows the spiral spring according to FIG. 5 or 6 in a cross-sectional representation in a modified embodiment
- Figure 9 shows a modified embodiment of a probe arm of the roughness probe of Figure 1 in a perspective view of one of its flat sides and
- FIG. 10 shows the probe arm of Figure 9 in a perspective view of its other flat side.
- a roughness probe 1 is illustrated as a scanning device, which serves for detecting the surface roughness of a workpiece surface and for this purpose is towed over a workpiece surface 2 indicated only schematically.
- the roughness probe 1 is dragged in a direction indicated by an arrow 3, wherein it rests on the workpiece surface 2 and slides with its runner 4 along this.
- the runner 4 is attached to a boom 5, which extends for example in the form of a tube or a U-profile approximately parallel to the direction indicated by the arrow 3 of a base body 6 of the roughness probe 1 away.
- the boom 5 may be integral part of the body 6. It is hollow and takes on an elongated sensing arm 7, which is pivotally mounted on a bearing 8.
- An arm 9 of the sensing arm 7 extends to a point located above the runner 4 and carries there a stylus 10 which rests by an opening provided in the blade 4 opening 11 with its tip on the workpiece surface 2.
- the arm 9 is an oppositely directed arm 12 opposite to the arm 9 performs an opposite pivotal movement when the sensing arm 7 pivots.
- the arms 9, 12 have, for example, as shown in Figures 1 and 5, preferably a uniform thickness.
- the sensing arm 7 is made for example of a steel sheet. However, they define a different width, as illustrated in Figures 3 and 4. While the arm 9 is more likely to form a narrow rod, the arm 12 is more like a plate. They are interconnected by a web 13 which extends through the bearing 8 therethrough.
- the bearing 8 is preferably formed by bending springs 14, 15 shown in FIGS. 3, 4 and 5, which are an integral part of the sensing arm 7, ie they consist of the same material as this and connect to it without a seam.
- the bending springs 14, 15 are arranged on both sides of the web 13 and define a common, in Figure 4 schematically indicated, hinge axis 16. They are each formed by bending regions of the sensing arm 7. The bending areas are defined by the fact that in them, as is apparent from Figure 5, the thickness D of the otherwise flat on both sides Tastarms 7 is reduced. In addition, their width B may be reduced from both ends to the middle (FIG. 4). Its width B is the lowest at the hinge axis 16.
- the thickness D also decreases from the ends of the respective bending areas to the center in the vicinity of the hinge line 16.
- On both sides of the respective bending spring 14, 15 close to areas of the sensing arm 7, which have the usual thickness D.
- These are a free end forming mounting portions 17, 18 and on the opposite side a neck portion 19, which merges from the bending springs 14, 15 tapering to the arm 9.
- At the neck region 19 also includes between the bending springs 14, 15 of the web 13.
- the geometry described so far, in particular the bending springs 14, 15, can be produced by chipless forming methods as well as by machining methods or laser machining methods, as well as by a combination thereof.
- L-shaped, the web 13 and the bending springs 14, 15 together with mounting portions 17, 18 of the remaining sensing arm 7 separating cuts 20, 21 are produced in a laser cutting process, a stamping process or other suitable separation process.
- the reduction in thickness of the bending springs 14, 15 can be achieved by a stamping and / or grinding process.
- the thickness reduction can, as Figure 15 indicates, be bilateral and symmetrical.
- the bending springs in each case only by unilateral weakening of the material of the sensing arm 7, as illustrated, for example, by a modified example of the bending spring 14 in FIG.
- the bending spring can have a uniform thickness over its entire width, as FIG. 7 indicates.
- it can also be rounded at its edges 22, 23, which brings a special robustness and security against spring breaks with it.
- the main body 6 preferably has an adjustable bearing 24 for receiving the scanning arm 7.
- the bearing 24 is formed in the simplest case by two spaced apart and in the same plane arranged surfaces 25, 26 ( Figure 2), whose size and arrangement approximately with the size and arrangement of the mounting portions 17, 18 matches.
- the surfaces 25, 26 are formed on a block 27, which is connected via a web 28 with the rest of the base body 6.
- the web 28 preferably extends transversely to the sensing arm 7 and allows a certain pivotal movement of the block 27.
- the pivot axis is preferably approximately parallel to the articulated axis 16 defined by the bending springs 14, 15.
- FIG. 1 In order to pivot the block 27 in the desired direction, are shown in Figure 1 apparent adjustment screws 29, 30 which sit in corresponding threaded holes of the base body 6 and press with their ends against the block 27. They protrude through transverse bores 31, 32, which are introduced into the Grundk ⁇ rper 6 to form the web 28 between each other.
- the sensing arm 7 is preferably connected by laser welding points with the base body 6. For this purpose, one or more openings are provided in the fastening sections 17, 18.
- the fastening sections 17, 18 are placed against the surfaces 25, 26 and the inner edge of the openings of the fastening sections 17, 18 is heated by means of a laser beam, a welding point is thus produced which connects the fastening section 17 with the surface 25 and the fastening section 18 with the surface 26 ,
- the heat input into the fastening sections 17, 18 is relatively small.
- the torsion springs 14, 15 are spared from excessive heat so that they retain their spring properties.
- a sensor 33 for example in the form of a seated on a magnetic core 34 coil 35 is also provided.
- the end faces of the magnetic core 34 form with the arm 12 a relatively narrow air gap. If the sensing arm 7 swings, the width of the air gap changes.
- an electrical line may be connected, which leads to an evaluation circuit. If necessary, the evaluation circuit can also be integrated in the roughness probe 1, so that signals conditioned on the plug-in device 36 are emitted. To obtain meaningful signals, the change in the magnetic resistance of the magnetic circuit formed overall by the magnetic circuit 34 and the arm 12 is detected and converted into a signal.
- an adjusting screw 37 may be provided, with which the Pos tion of the sensing arm 7 and in - special is also the arm 9 before insertion of the stylus 10 in the arm 9 is regulated.
- the roughness probe 1 described so far works as follows:
- the roughness probe 1 is positioned so that it loads with its runner 4 on the workpiece surface 2.
- the stylus 10 stands with its tip (which is formed for example by a fine diamond tip) also on the workpiece surface 2.
- the adjusting screw 37 has been previously screwed into a retracted position.
- the arm 12 floats at some distance below the lower end face of the magnetic circuit 34 and forms one with this
- the bending springs 14, 15 clamp the arm 9 and the stylus 10 against the workpiece surface 2. They are biased accordingly. If the roughness button 1 is now moved in the direction of arrow 3, the tip of the stylus 10 follows the roughness, so that the arm 9 performs the slightest angular movement. Accordingly, the arm 12 performs opposing slight angular movements, which are detected by the coil 35 and evaluated as a roughness signal.
- the bias of the probe arm 7 and thus the force with which the stylus 10 presses against the workpiece surface 2, can be changed by the adjustment screws 29, 30 by the block 27 can be slightly pivoted with these.
- a slight release of the adjusting screw 30 associated with a tightening of the adjusting screw 29 increases the bias. Reverse operation reduces the preload.
- the adjusting screws 29, 30 can also be dispensed with if the Bending springs 14, 15 made accordingly precise and the weld between the mounting portions 17, 18 and the surfaces 25, 26 is made sufficiently accurate.
- the bending springs 14, 15 may also be part of the base body 6, on which then correspondingly thin and narrow, serving as a spiral spring portions are formed. It is also possible to form the sensing arm 7 and the base body 6 including the bending springs 14, 15 arranged therebetween as a whole in one piece. However, this increases the manufacturing effort to be driven again.
- the preferred embodiment has two spaced-apart bending springs 14, 15, which are arranged on the outer edge of the widest portion of the sensing arm 7 and thus particularly well define the hinge axis, it is also possible to use only a single spiral spring. For example, this may extend over a greater part of the width of the sensing arm 7.
- the web 13 can be arranged asymmetrically off-center. Further modifications are possible.
- the sensing arm can also be designed in a modified form. He has instead of a web 13 webs 13a, 13b, which create a substantially rigid connection between the arms 9, 12 and define a window. In this window, the bending springs 14, 15 and the mounting portions 17, 18 are arranged. The attachment portions 17, 18 may be formed separately or, as shown, united into one piece be.
- the sensing arm 7 ' is formed substantially symmetrically with respect to its longitudinal axis. If one of the webs 13a, 13b has sufficient rigidity, one of the webs 13a, 13b can also be omitted. This leads to an asymmetrical design.
- a single wide bending spring or a group of, for example, three or more torsion springs can be provided.
- the bending springs 14, 15 have as in the above-described sensing arm 7 has a thickness which is less than the preferably uniform thickness of the rest of the probe arm.
- the description of the sensing arm 7 for the sensing arm 7 'of Figure 9 and 10 applies accordingly.
- a novel, in particular as a roughness probe 1-nendes keypad has a base body 6 and a pivotally mounted thereto sensing arm 7.
- sensing arm 7 To support bending springs 14, 15, which are seamless and integral part of the sensing arm 7.
- the thus formed spring joint is frictionless. It can not only be used as a swivel axis, but also as a spring for measuring the
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Abstract
A novel stylus-type instrument serving in particular as a roughness stylus has a basic body and a stylus arm pivotally mounted thereon. Spiral springs (14, 15) which are a seamless and one-piece component of the stylus arm are used for the mounting. The spring joint formed in this way is frictionless. It can be used not only as a pivot but also as a measuring spring in order to produce the stylus force clamping the stylus arm or its stylus tip against the workpiece surface. In addition, one arm of the stylus arm can serve as sensor opposite pole. All the functional units present on the stylus arm, with the exception of the stylus, can therefore be fashioned from a single component. This concerns the arms of the stylus arm, the sensor opposite pole in the form of the arm, the spiral springs (14, 15), which form a spring hinge for the pivotable mounting of the stylus arm, and the fastening sections (17, 18) adjoining the spiral springs (14, 15). Production is simple and reliable.
Description
Tastgerätkeyer
Die Erfindung betrifft ein Tastgerät, insbesondere in einer Ausführung als Rauheitstaster .The invention relates to a scanning device, in particular in an embodiment as a roughness probe.
Tastgeräte, insbesondere Rauheitstaster, sind bekannt. Ein typischer Rauheitstaster weist einen Grundkörper auf, an dem ein wenige zehn Millimeter langer Tastarm geringfügig schwenkbar gelagert ist. Der Tastarm kann beispielsweise aus Keramik bestehen. Der Tastarm weist an einem Ende eine Tastnadel auf, die zur Abtastung einer Werkstückober- flache dient. Dazu wird das Tastgerät parallel zu der Werk- stückoberflache bewegt. Die Tastnadel gleitet dabei über die Werkstückoberfläche und lenkt den Tastarm in Bezug auf den Grundkörper des Tastgeräts aus. Der Grundkörper des Tastgeräts kann sich über eine Kufe an der Werkstückoberfläche abstützen.
Zur Erzeugung einer definierten Antastkraft sind in der Regel ein oder mehrere Federelemente vorgesehen, die den Tastarm auf die Werkstückoberfläche hin vorspannen. Die Montage derartiger Einrichtungen ist aufwendig.Touching devices, in particular roughness buttons, are known. A typical roughness probe has a base body on which a few tens of millimeters long sensing arm is mounted slightly pivotable. The probe arm may for example consist of ceramic. The probe arm has at one end a stylus which serves to scan a Werkstückober- flat. To do this, the probe is moved parallel to the workpiece surface. The stylus slides over the workpiece surface and deflects the sensing arm with respect to the main body of the Tastgeräts. The main body of the touch device can be supported by a runner on the workpiece surface. To generate a defined contact force, one or more spring elements are usually provided, which bias the scanning arm towards the workpiece surface. The installation of such devices is expensive.
Des Weiteren stellen beispielsweise in der Schwenklagerung des Tastarms vorhandene Reibeinflüsse eine Fehlerquelle dar, die insbesondere dann zu erheblichen Fehlern führen können, wenn der Tastarm etwas flexibel ist. Deshalb wird er meist von einem steifen Keramikstab gebildet . Auch kann eine Fehlmontage des Federelements zu Messfehlern führen. Des Weiteren können Fehlereinflüsse von der Sensoreinrichtung herrühren, die zur Erfassung einer Verschwenkung des Tastarms vorgesehen sind. Ist die Sensoreinrichtung beispielsweise durch eine Sensorspule gebildet, der eine an dem Tastarm gelagerte Ankerplatte zugeordnet ist, kann eine geringfügige Fehlmontage der Ankerplatte Messfehler hervorrufen.Furthermore, for example, present in the pivotal mounting of the probe arm Reibeinflüsse is a source of error that can lead to significant errors especially when the probe arm is somewhat flexible. That is why he is usually formed by a stiff ceramic rod. Also, incorrect assembly of the spring element can lead to measurement errors. Furthermore, error influences can result from the sensor device, which are provided for detecting a pivoting of the probe arm. If the sensor device is formed for example by a sensor coil, which is associated with an armature plate mounted on the probe arm, a slight incorrect assembly of the armature plate can cause measurement errors.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Tastgerät anzugeben.On this basis, it is an object of the invention to provide an improved touch device.
Das erfindungsgemäße Tastgerät weist einen Tastarm auf, der über eine Biegefeder an dem Grundkörper gelagert ist. Die Biegefeder ist einstückiger Bestandteil des Tastarms und/oder des Grundkörpers. Dies führt zunächst: zu einem einfachen Aufbau und geringen Anforderungen an die Montage beim Montieren des Tastarms an dem Grundkörper. Fehl- justagen sind hier kaum zu befürchten. Die Präzision derThe touch device according to the invention has a sensing arm, which is mounted on the base body via a spiral spring. The spiral spring is an integral part of the sensing arm and / or the body. This leads first to a simple structure and low demands on the assembly when mounting the probe arm on the body. Mismatches are hardly to be feared here. The precision of
Biegefeder hinsichtlich der Festlegung der Gelenkachse und der Erzeugung einer entsprechenden, einer Auslenkung entgegen wirkenden Kraft ist vollständig in einen Abschnitt
des Herstellungsprozesses verlagert, der maschinell durchzuführen ist. Subjektive Fehlereinflüsse scheiden weitgehend aus .Biegefeder regarding the determination of the hinge axis and the generation of a corresponding, a deflection counteracting force is completely in a section shifted the manufacturing process, which is carried out by machine. Subjective error influences are largely eliminated.
Die Lagerung des Tastarms an dem Grundkörper mittels Biegefeder vermeidet Fehlereinflüsse, die durch Lagerreibung bekannter Schneiden oder Spitzenlager auftreten könnten. Durch die reibungsfreie Lagerung des Tastarms spielt eine Durchbiegung desselben bei der Messung keine Rolle. Er kann deshalb eine gewisse Flexibilität aufweisen und z.B. durch ein dünnes Stahlblech gebildet werden. Die Durchbiegung ist in jedem Fall reproduzierbar und somit unbeachtlich. Außer einem besonders einfachen und übersichtlichen Aufbau des Tastgeräts und einer Reduktion der Anzahl der notwendigen Teile ergibt sich somit auch eine Verbesserung der Genauigkeit des erfindungsgemäßen Tastgeräts gegenüber herkömmlichen Geräten.The storage of the sensing arm on the body by means of bending spring avoids errors that could occur due to bearing friction known cutting or tip bearing. Due to the frictionless mounting of the probe arm, a deflection of the same during the measurement plays no role. It can therefore have some flexibility, e.g. be formed by a thin sheet steel. The deflection is reproducible in any case and thus irrelevant. Apart from a particularly simple and clear design of the touch device and a reduction in the number of necessary parts, thus also results in an improvement in the accuracy of the Tastgerät invention over conventional devices.
Der Tastarm und die Biegefeder wie auch der Grundkör- per können aus einem Metall, vorzugsweise Stahl, bestehen.The sensing arm and the bending spring as well as the basic body may consist of a metal, preferably steel.
Die Biegefeder wird durch zumindest einen Federbereich gebildet, dessen Dicke geringer ist als die Dicke des übrigen Materials des Tastarms . Außerdem kann dieser Federbereich durch einen schmalen freigestellten Streifen gebildet sein, der schmaler ist als der übrige Tastarm. Während der Tastarm und die Biegefeder somit aus dem gleichen Material bestehen, weisen sie auf Grund der geometrischen Ausbildung des Federbereichs unterschiedliche Federeigenschaften auf. Durch den Verzicht auf Schraubstellen oder sonstige Verbin- düngen im Übergang von dem Tastarm zu dem Federbereich wird außerdem eine Verspannung der Biegefeder vermieden. Es kann auf einfache Weise eine weitgehend lineare und hysterese-
freie Federkennlinie erzeugt werden. Dies kommt wiederum der Messgenauigkeit und der Produktionssicherheit zu Gute.The bending spring is formed by at least one spring portion whose thickness is less than the thickness of the remaining material of the sensing arm. In addition, this spring area can be formed by a narrow, exempt strip, which is narrower than the rest of the sensing arm. While the sensing arm and the bending spring thus consist of the same material, they have due to the geometric design of the spring region on different spring properties. By dispensing with screw points or other connections fertilize in the transition from the sensing arm to the spring area also a distortion of the bending spring is avoided. It can easily provide a largely linear and hysteresis free spring characteristic can be generated. This in turn benefits measurement accuracy and production safety.
Die Biegefeder kann so präzise hergestellt werden, dass sie nicht nur als Federgelenk sondern zugleich zurThe spiral spring can be manufactured so precisely that it not only serves as a spring joint but also as a spring
Generierung der Messkraft dient. Es kann dann auf jegliche zusätzliche Federelemente zur Vorspannung des Tastarms verzichtet werden. Dies reduziert die Anzahl der erforderlichen Einzelteile für das Tastgerät weiter. Außerdem verein- facht ein solcher Aufbau die Montage.Generation of the measuring force is used. It can then be dispensed with any additional spring elements for biasing the probe arm. This further reduces the number of items required for the touch device. In addition, such a structure simplifies assembly.
Als einstückiger Bestandteil des Tastarms kann außerdem ein Abschnitt vorgesehen werden, der den Gegenpol für den Sensor bildet. Dieser Abschnitt wird beispielsweise durch einen flachen Plattenabschnitt gebildet, der über einen Steg einstückig mit dem Tastarm verbunden ist. Vorzugsweise ist die Verbindung naht- und übergangslos . Der Tastarm und der Gegenpol können aus einem geeigneten Blech, beispielsweise Stahlblech, ausgeschnitten sein. Der Gegen- pol kann für den Tastarm zugleich ein Gegengewicht bilden, so dass an dem Tastarm angreifende Gewichtskräfte kompensiert sind. Auch dies kommt der Messgenauigkeit zu Gute, insbesondere wenn das Tastgerät in unterschiedlichen Mess- positionen zu verwenden ist.As an integral part of the probe arm, a section can also be provided, which forms the opposite pole for the sensor. This section is formed for example by a flat plate portion which is integrally connected via a web to the probe arm. Preferably, the connection is seamless and seamless. The sensing arm and the opposite pole can be cut from a suitable sheet, such as steel. The counter-pole can also form a counterweight for the probe arm, so that weight forces acting on the probe arm are compensated. This, too, benefits the measuring accuracy, in particular if the scanning device is to be used in different measuring positions.
Der Tastarm kann mit dem Grundkörper verbunden, beispielsweise verschraubt oder vorzugsweise verschweißt, werden. Dazu sind an dem Tastarm Verbindungsbereiche ausgebildet, die über die Biegefedern an den übrigen Tastarm anschließen. Die Anschlussbereiche sind so groß bemessen, dass ein z.B. in einer entsprechenden in ihnen vorgesehenen Öffnung angeordneter Schweißpunkt keine thermische Beeinflussung der Biegefeder verursacht.
Zum Anschluss des Tastarras an dem Grundkörper kann ein justierbares Lager vorgesehen sein. Dieses wird beispielsweise durch exnen freigestellten und durch Quetschschrauben in geringem Maß verschwenkbaren Abschnitt gebildet . Wenn die Genauigkeicsanforderungen geringer sind oder die Herstellung der Biegefedern ausreichend präzise erfolgt, kann auf eine solche Einstellmöglichkeit jedoch auch verzichtet werden.The probe arm can be connected to the base body, for example screwed or preferably welded, are. For this purpose, connecting regions are formed on the probe arm, which connect via the bending springs to the remaining probe arm. The connection areas are dimensioned so large that a welding point arranged, for example, in a corresponding opening provided in them does not cause any thermal influence on the bending spring. To connect the Tastarras to the main body can be provided an adjustable bearing. This is formed for example by exnen exempted and by squeezing screws to a small extent pivotable section. If the accuracies requirements are lower or the manufacture of the bending springs is sufficiently precise, however, such an adjustment can also be dispensed with.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder von Ansprüchen.Further details of advantageous embodiments of the invention are the subject of the drawing, the description or claims.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des er- findungsgemäßen Tastgeräts veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing, an embodiment of the inventive Tastgeräts is illustrated. Show it:
Figur 1 das erfindungsgemäße Tastgerät in einer Ausführungsform als Rauheitstaster in vergrößerter, längs geschnittener Darstellung,1 shows the probe device according to the invention in an embodiment as a roughness probe in an enlarged, longitudinally sectioned illustration,
Figur 2 den Grundkörper des Rauheitstasters nach Figur 1 in perspektivischer Ansicht,FIG. 2 shows the basic body of the roughness scanner according to FIG. 1 in a perspective view,
Figur 3 den Tastarm des Rauheitstasters nach Figur 1 in perspektivischer Ansicht,FIG. 3 shows the probe arm of the roughness scanner according to FIG. 1 in a perspective view;
Figur 4 den Tastarm nach Figur 3 in einer ausschnitts- weisen Draufsicht,FIG. 4 shows the probe arm according to FIG. 3 in a partial plan view,
Figur 5 den Tastarm nach Figur 4 in einer Seiten- undFigure 5 shows the probe of Figure 4 in a side and
Schnittansicht, geschnitten entlang der Linie V-V in Figur 4,
Figur 6 eine Biegefeder des Tascarms in längs geschnittener Darstellung und abgewandelter Ausführungs- form,Sectional view taken along the line VV in Figure 4, FIG. 6 shows a bending spring of the Tascarm in longitudinal sectioned representation and modified embodiment,
Figur 7 die Biegefeder nach Figur 5 oder 6 in quer geschnittener Darstellung in einer ersten Ausführungsform,FIG. 7 shows the bending spring according to FIG. 5 or 6 in a cross-sectional representation in a first embodiment,
Figur 8 die Biegefeder nach Figur 5 oder 6 in quer geschnittener Darstellung in abgewandelter Ausfüh- rungsform,FIG. 8 shows the spiral spring according to FIG. 5 or 6 in a cross-sectional representation in a modified embodiment,
Figur 9 eine abgewandelte Ausführungsform eines Tastarms des Rauheitstasters nach Figur 1 in perspektivischer Ansicht einer seiner Flachseiten undFigure 9 shows a modified embodiment of a probe arm of the roughness probe of Figure 1 in a perspective view of one of its flat sides and
Figur 10 den Tastarm nach Figur 9 in perspektivischer Ansicht seiner anderen Flachseite.
10 shows the probe arm of Figure 9 in a perspective view of its other flat side.
In Figur 1 ist als Tastgerät ein Rauheitstaster 1 veranschaulicht, der zur Erfassung der Oberflächenrauheit einer Werkstückoberfläche dient und zu diesem Zweck über eine lediglich schematisch angedeutete Werkstückoberfläche 2 geschleppt wird. Zu diesem Zweck wird der Rauheitstaster 1 in einer durch einen Pfeil 3 bezeichneten Richtung geschleppt, wobei er auf der Werkstückoberfläche 2 lastet und mit seiner Kufe 4 auf dieser entlang gleitet . Die Kufe 4 ist an einem Ausleger 5 befestigt, der sich beispielsweise in Form eines Rohres oder eines U-Profils etwa parallel zu der durch den Pfeil 3 bezeichneten Richtung von einem Grundkörper 6 des Rauheitstasters 1 weg erstreckt. Der Ausleger 5 kann einstückiger Bestandteil des Grundkörpers 6 sein. Er ist hohl und nimmt einen länglichen Tastarm 7 auf, der an einer Lagerstelle 8 schwenkbar gelagert ist.In FIG. 1, a roughness probe 1 is illustrated as a scanning device, which serves for detecting the surface roughness of a workpiece surface and for this purpose is towed over a workpiece surface 2 indicated only schematically. For this purpose, the roughness probe 1 is dragged in a direction indicated by an arrow 3, wherein it rests on the workpiece surface 2 and slides with its runner 4 along this. The runner 4 is attached to a boom 5, which extends for example in the form of a tube or a U-profile approximately parallel to the direction indicated by the arrow 3 of a base body 6 of the roughness probe 1 away. The boom 5 may be integral part of the body 6. It is hollow and takes on an elongated sensing arm 7, which is pivotally mounted on a bearing 8.
Ein Arm 9 des Tastarms 7 erstreckt sich bis zu einer oberhalb der Kufe 4 befindlichen Stelle und trägt dort einen Taststift 10, der durch eine in der Kufe 4 vorgesehene Öffnung 11 mit seiner Spitze auf der Werkstückoberfläche 2 ruht. Bezüglich der Lagerstelle 8 liegt dem Arm 9 ein entgegengesetzt gerichteter Arm 12 gegenüber, der zu dem Arm 9 eine gegensinnige Schwenkbewegung vollführt, wenn der Tast- arm 7 schwenkt. Die Arme 9, 12 weisen, wie beispielsweise aus den Figuren 1 und 5 hervorgeht, vorzugsweise eine einheitliche Dicke auf. Der Tastarm 7 ist beispielsweise aus einem Stahlblech hergestellt. Jedoch definieren sie eine unterschiedliche Breite, wie die Figuren 3 und 4 veranschaulichen. Während der Arm 9 eher einen schmalen Stab bildet ist der Arm 12 eher nach Art einer Platte ausgebildet. Sie sind untereinander durch einen Steg 13 verbunden, der sich durch die Lagerstelle 8 hindurch erstreckt.
Die Lagerstelle 8 wird vorzugsweise durch aus den Figuren 3, 4 und 5 ersichtliche Biegefedern 14, 15 gebildet, die einstückiger Bestandteil des Tastarms 7 sind, d.h. sie bestehen aus dem gleichen Material wie dieser und schließen ohne Naht an diesen an. Die Biegefedern 14, 15 sind zu beiden Seiten des Stegs 13 angeordnet und definieren eine gemeinsame, in Figur 4 schematisch angedeutete, Gelenkachse 16. Sie werden jeweils durch Biegebereiche des Tastarms 7 gebildet. Die Biegebereiche sind dadurch definiert, dass in ihnen, wie aus Figur 5 hervorgeht, die Dicke D des ansonsten beidseitig ebenen Tastarms 7 reduziert ist . Außerdem kann ihre Breite B von beiden Enden zur Mitte hin jeweils reduziert sein (Figur 4) . Ihre Breite B ist an der Gelenkachse 16 am geringsten. Die Dicke D nimmt ebenfalls von den Enden der jeweiligen Biegebereiche zu der Mitte in der Nähe der Scharnierlinie 16 hin ab. An beide Seiten der jeweiligen Biegefeder 14, 15 schließen sich Bereiche des Tastarms 7 an, die die gewöhnliche Dicke D aufweisen. Es sind dies ein freies Ende bildende Befestigungsabschnitte 17, 18 und an der gegenüber liegenden Seite ein Halsbereich 19, der von den Biegefedern 14, 15 sich verjüngend zu dem Arm 9 übergeht. An den Halsbereich 19 schließt außerdem zwischen den Biegefedern 14, 15 der Steg 13 an.An arm 9 of the sensing arm 7 extends to a point located above the runner 4 and carries there a stylus 10 which rests by an opening provided in the blade 4 opening 11 with its tip on the workpiece surface 2. With respect to the bearing 8 the arm 9 is an oppositely directed arm 12 opposite to the arm 9 performs an opposite pivotal movement when the sensing arm 7 pivots. The arms 9, 12 have, for example, as shown in Figures 1 and 5, preferably a uniform thickness. The sensing arm 7 is made for example of a steel sheet. However, they define a different width, as illustrated in Figures 3 and 4. While the arm 9 is more likely to form a narrow rod, the arm 12 is more like a plate. They are interconnected by a web 13 which extends through the bearing 8 therethrough. The bearing 8 is preferably formed by bending springs 14, 15 shown in FIGS. 3, 4 and 5, which are an integral part of the sensing arm 7, ie they consist of the same material as this and connect to it without a seam. The bending springs 14, 15 are arranged on both sides of the web 13 and define a common, in Figure 4 schematically indicated, hinge axis 16. They are each formed by bending regions of the sensing arm 7. The bending areas are defined by the fact that in them, as is apparent from Figure 5, the thickness D of the otherwise flat on both sides Tastarms 7 is reduced. In addition, their width B may be reduced from both ends to the middle (FIG. 4). Its width B is the lowest at the hinge axis 16. The thickness D also decreases from the ends of the respective bending areas to the center in the vicinity of the hinge line 16. On both sides of the respective bending spring 14, 15 close to areas of the sensing arm 7, which have the usual thickness D. These are a free end forming mounting portions 17, 18 and on the opposite side a neck portion 19, which merges from the bending springs 14, 15 tapering to the arm 9. At the neck region 19 also includes between the bending springs 14, 15 of the web 13.
Die insoweit beschriebene Geometrie, insbesondere der Biegefedern 14, 15 kann durch spanlose Umformverfahren wie auch durch spanabhebende Verfahren oder Laserbearbeitungs- verfahren wie auch durch eine Kombination derselben erzeugt werden. Beispielsweise können L-förmige, den Steg 13 und die Biegefedern 14, 15 nebst Befestigungsabschnitten 17, 18 von dem übrigen Tastarm 7 trennende Einschnitte 20, 21 in einem Laserschneidverfahren, einem Stanzverfahren oder einem anderen geeigneten Trennverfahren hergestellt werden.
Die Dickenreduktion der Biegefedern 14, 15 kann durch ein Präge- und/oder Schleifverfahren erzielt werden. Die Dickenreduktion kann, wie Figur 15 andeutet, beidseitig und symmetrisch sein. Es ist jedoch auch möglich, die Biegefe- dern jeweils lediglich durch einseitige Schwächung des Materials des Tastarms 7 zu erzeugen, wie beispielsweise Figur 6 an einem abgewandelten Beispiel für die Biegefeder 14 veranschaulicht. Des Weiteren kann die Biegefeder auf gesamter Breite eine einheitliche Dicke aufweisen, wie Figur 7 andeutet. Sie kann jedoch an ihren Rändern 22, 23 auch gerundet sein, was eine besondere Robustheit und Sicherheit gegen Federbrüche mit sich bringt .The geometry described so far, in particular the bending springs 14, 15, can be produced by chipless forming methods as well as by machining methods or laser machining methods, as well as by a combination thereof. For example, L-shaped, the web 13 and the bending springs 14, 15 together with mounting portions 17, 18 of the remaining sensing arm 7 separating cuts 20, 21 are produced in a laser cutting process, a stamping process or other suitable separation process. The reduction in thickness of the bending springs 14, 15 can be achieved by a stamping and / or grinding process. The thickness reduction can, as Figure 15 indicates, be bilateral and symmetrical. However, it is also possible to generate the bending springs in each case only by unilateral weakening of the material of the sensing arm 7, as illustrated, for example, by a modified example of the bending spring 14 in FIG. Furthermore, the bending spring can have a uniform thickness over its entire width, as FIG. 7 indicates. However, it can also be rounded at its edges 22, 23, which brings a special robustness and security against spring breaks with it.
Der Grundkörper 6 weist vorzugsweise ein justierbares Lager 24 zur Aufnahme des Tastarms 7 auf. Das Lager 24 wird im einfachsten Fall durch zwei im Abstand zueinander und in gleicher Ebene angeordnete Flächen 25, 26 gebildet (Figur 2) , deren Größe und Anordnung etwa mit der Größe und Anordnung der Befestigungsabschnitte 17, 18 übereinstimmt. Die Flächen 25, 26 sind an einem Block 27 ausgebildet, der über einen Steg 28 mit dem übrigen Grundkörper 6 verbunden ist. Der Steg 28 erstreckt sich vorzugsweise quer zu dem Tastarm 7 und ermöglicht eine gewisse Schwenkbewegung des Blocks 27. Die Schwenkachse ist dabei vorzugsweise etwa parallel zu der von den Biegefedern 14, 15 festgelegten Gelenkachse 16. Um den Block 27 in gewünschter Richtung schwenken zu können, sind aus Figur 1 ersichtliche Justierschrauben 29, 30 vorgesehen, die in entsprechenden Gewindebohrungen des Grundkörpers 6 sitzen und die mit ihren Enden gegen den Block 27 drücken. Sie durchragen dabei Querbohrungen 31, 32, die in den Grundkδrper 6 eingebracht sind, um zwischen einander den Steg 28 auszubilden.
Der Tastarm 7 wird vorzugsweise durch Laserschweißpunkte mit dem Grundkörper 6 verbunden. Dazu sind in den Befestigungsabschnitten 17, 18 ein oder mehrere Öffnungen vorgesehen. Werden die Befestigungsabschnitte 17, 18 an die Flächen 25, 26 gelegt und der innere Rand der Öffnungen der Befestigungsabschnitte 17, 18 mittels Laserstrahls erhitzt wird somit ein Schweißpunkt erzeugt, der den Befestigungsabschnitt 17 mit der Fläche 25 und den Befestigungsabschnitt 18 mit der Fläche 26 verbindet. Der Wärmeeintrag in die Befestigungsabschnitte 17, 18 ist dabei relativ gering. Insbesondere bleiben die Biegefedern 14, 15 von zu großer Wärme verschont, so dass sie ihre Federeigenschafuen behalten .The main body 6 preferably has an adjustable bearing 24 for receiving the scanning arm 7. The bearing 24 is formed in the simplest case by two spaced apart and in the same plane arranged surfaces 25, 26 (Figure 2), whose size and arrangement approximately with the size and arrangement of the mounting portions 17, 18 matches. The surfaces 25, 26 are formed on a block 27, which is connected via a web 28 with the rest of the base body 6. The web 28 preferably extends transversely to the sensing arm 7 and allows a certain pivotal movement of the block 27. The pivot axis is preferably approximately parallel to the articulated axis 16 defined by the bending springs 14, 15. In order to pivot the block 27 in the desired direction, are shown in Figure 1 apparent adjustment screws 29, 30 which sit in corresponding threaded holes of the base body 6 and press with their ends against the block 27. They protrude through transverse bores 31, 32, which are introduced into the Grundkδrper 6 to form the web 28 between each other. The sensing arm 7 is preferably connected by laser welding points with the base body 6. For this purpose, one or more openings are provided in the fastening sections 17, 18. If the fastening sections 17, 18 are placed against the surfaces 25, 26 and the inner edge of the openings of the fastening sections 17, 18 is heated by means of a laser beam, a welding point is thus produced which connects the fastening section 17 with the surface 25 and the fastening section 18 with the surface 26 , The heat input into the fastening sections 17, 18 is relatively small. In particular, the torsion springs 14, 15 are spared from excessive heat so that they retain their spring properties.
In oder an dem Grundkörper 6 ist außerdem ein Sensor 33, beispielsweise in Form einer auf einem Magnetkern 34 sitzenden Spule 35 vorgesehen. Die Stirnflächen des Magnetkerns 34 bilden mit dem Arm 12 einen relativ engen Luftspalt. Schwenkt der Tastarm 7 verändert sich die Weite des Luftspalts. An die Spule 35 kann beispielsweise über die lediglich schematisch angedeutete Steckeinrichtung 36 eine elektrische Leitung angeschlossen sein, die zu einer Auswerteschaltung führt. Die Auswerteschaltung kann bedarfs- weise auch in den Rauheitstaster 1 integriert werden, so dass an der Steckeinrichtung 36 aufbereitete Signale abgegeben werden. Zur Gewinnung aussagekräftiger Signale wird die Änderung des magnetischen Widerstands des aus dem Mag- netkreis 34 und dem Arm 12 insgesamt gebildeten Magnetkreises erfasst und in ein Signal umgesetzt .In or on the base body 6, a sensor 33, for example in the form of a seated on a magnetic core 34 coil 35 is also provided. The end faces of the magnetic core 34 form with the arm 12 a relatively narrow air gap. If the sensing arm 7 swings, the width of the air gap changes. To the coil 35, for example, via the only schematically indicated plug-in device 36, an electrical line may be connected, which leads to an evaluation circuit. If necessary, the evaluation circuit can also be integrated in the roughness probe 1, so that signals conditioned on the plug-in device 36 are emitted. To obtain meaningful signals, the change in the magnetic resistance of the magnetic circuit formed overall by the magnetic circuit 34 and the arm 12 is detected and converted into a signal.
Neben dem Sensor 33 kann eine Justierschraube 37 vorgesehen sein , mit der die Pos ition des Tastarms 7 und ins -
besondere auch des Arms 9 vor dem Einsetzen des Taststifts 10 in den Arm 9 reguliert wird.In addition to the sensor 33, an adjusting screw 37 may be provided, with which the Pos tion of the sensing arm 7 and in - special is also the arm 9 before insertion of the stylus 10 in the arm 9 is regulated.
Der insoweit beschriebene Rauheitstaster 1 arbeitet wie folgt :The roughness probe 1 described so far works as follows:
Zur Erfassung der Rauheit der Werkstückoberfläche 2 wird der Rauheitstaster 1 so positioniert, dass er mit seiner Kufe 4 auf der Werkstückoberfläche 2 lastet . Der Taststift 10 steht dabei mit seiner Spitze (die beispielsweise durch eine feine Diamantspitze gebildet wird) ebenfalls auf der Werkstückoberfläche 2. Die Justierschraube 37 ist zuvor in eine Rückzugsposition geschraubt worden. Der Arm 12 schwebt mit einigem Abstand unter der unteren Stirn- fläche des Magnetkreises 34 und bildet mit diesem einenTo detect the roughness of the workpiece surface 2, the roughness probe 1 is positioned so that it loads with its runner 4 on the workpiece surface 2. The stylus 10 stands with its tip (which is formed for example by a fine diamond tip) also on the workpiece surface 2. The adjusting screw 37 has been previously screwed into a retracted position. The arm 12 floats at some distance below the lower end face of the magnetic circuit 34 and forms one with this
Luftspalt. Die Biegefedern 14, 15 spannen den Arm 9 und den Taststift 10 gegen die Werkstückoberfläche 2. Sie sind dazu entsprechend vorgespannt . Wird der Rauheitstaster 1 nun in Richtung des Pfeils 3 bewegt, folgt die Spitze des Taststifts 10 der Rauheit, so dass der Arm 9 geringfügigste Winkelbewegungen ausführt . Entsprechend führt der Arm 12 gegensinnige geringfügige Winkelbewegungen aus, die von der Spule 35 erfasst und als Rauheitssignal ausgewertet werden.Air gap. The bending springs 14, 15 clamp the arm 9 and the stylus 10 against the workpiece surface 2. They are biased accordingly. If the roughness button 1 is now moved in the direction of arrow 3, the tip of the stylus 10 follows the roughness, so that the arm 9 performs the slightest angular movement. Accordingly, the arm 12 performs opposing slight angular movements, which are detected by the coil 35 and evaluated as a roughness signal.
Die Vorspannung des Tastarms 7 und somit die Kraft mit der der Taststift 10 gegen die Werkstückoberfläche 2 drückt, ist durch die Justierschrauben 29, 30 veränderbar, indem mit diesen der Block 27 geringfügig geschwenkt werden kann. Beispielsweise vergrößert ein geringfügiges Lösen der Justierschraube 30 verbunden mit einem Festziehen der Justierschraube 29 die Vorspannung. Umgekehrte Betätigung vermindert die Vorspannung. Auf die Justierschrauben 29, 30 kann jedoch, wie erwähnt, auch verzichtet werden, wenn die
Biegefedern 14, 15 entsprechend präzise hergestellt und die Schweißverbindung zwischen den Befestigungsabschnitten 17, 18 und den Flächen 25, 26 ausreichend präzise hergestellt wird.The bias of the probe arm 7 and thus the force with which the stylus 10 presses against the workpiece surface 2, can be changed by the adjustment screws 29, 30 by the block 27 can be slightly pivoted with these. For example, a slight release of the adjusting screw 30 associated with a tightening of the adjusting screw 29 increases the bias. Reverse operation reduces the preload. However, as mentioned, the adjusting screws 29, 30 can also be dispensed with if the Bending springs 14, 15 made accordingly precise and the weld between the mounting portions 17, 18 and the surfaces 25, 26 is made sufficiently accurate.
In Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform können die Biegefedern 14, 15 auch Teil des Grundkörpers 6 sein, an dem dann entsprechend dünne und schmale, als Biegefeder dienende Abschnitte ausgebildet werden. Es ist des Weiteren möglich, den Tastarm 7 und den Grundkörper 6 einschließlich der dazwischen angeordneten Biegefedern 14, 15 insgesamt einstückig auszubilden. Jedoch vergrößert dies den zu treibenden Hersteiiungsaufwand wieder.In a modification of the embodiment described above, the bending springs 14, 15 may also be part of the base body 6, on which then correspondingly thin and narrow, serving as a spiral spring portions are formed. It is also possible to form the sensing arm 7 and the base body 6 including the bending springs 14, 15 arranged therebetween as a whole in one piece. However, this increases the manufacturing effort to be driven again.
Während das bevorzugte Ausführungsbeispiel zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Biegefedern 14, 15 aufweist, die an dem äußeren Rand des breitesten Abschnitts des Tastarms 7 angeordnet sind und somit die Gelenkachse besonders gut definieren ist es auch möglich, mit lediglich einer einzigen Biegefeder auszukommen. Beispielsweise kann diese sich über einen größeren Teil der Breite des Tastarms 7 erstrecken. Der Steg 13 kann asymmetrisch außermittig angeordnet werden. Weitere Abwandlungen sind möglich.While the preferred embodiment has two spaced-apart bending springs 14, 15, which are arranged on the outer edge of the widest portion of the sensing arm 7 and thus particularly well define the hinge axis, it is also possible to use only a single spiral spring. For example, this may extend over a greater part of the width of the sensing arm 7. The web 13 can be arranged asymmetrically off-center. Further modifications are possible.
Wie Figur 9 und Figur 10 veranschaulichen, kann der Tastarm auch abgewandelt ausgebildet sein. Er weist anstelle eines Stegs 13 Stege 13a, 13b auf, die eine im Wesentlichen starre Verbindung zwischen den Armen 9, 12 schaffen und ein Fenster umgrenzen. In diesem Fenster sind die Biegefedern 14, 15 und die Befestigungsabschnitte 17, 18 angeordnet. Die Befestigungsabschnitte 17, 18 können getrennt oder, wie dargestellt, zu einem Stück vereinigt ausgebildet
sein. Der Tastarm 7' ist bezüglich seiner Längsachse im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet. Wenn einer der Stege 13a, 13b eine ausreichende Steifigkeit aufweist, kann auch einer der Stege 13a, 13b weggelassen werden. Dies führt zu einem asymmetrischen Design. Anstelle der beiden Biegefedern 14, 15 kann auch eine einzige breite Biegefeder oder eine Gruppe von z.B. drei oder mehr Biegefedern vorgesehen sein. Die Biegefedern 14, 15 weisen wie schon bei dem vorbeschriebenen Tastarm 7 eine Dicke auf, die geringer ist, als die vorzugsweise einheitliche Dicke des übrigen Tast- arms . Ergänzend gilt die Beschreibung des Tastarms 7 für den Tastarm 7' nach Figur 9 und 10 entsprechend.As FIG. 9 and FIG. 10 illustrate, the sensing arm can also be designed in a modified form. He has instead of a web 13 webs 13a, 13b, which create a substantially rigid connection between the arms 9, 12 and define a window. In this window, the bending springs 14, 15 and the mounting portions 17, 18 are arranged. The attachment portions 17, 18 may be formed separately or, as shown, united into one piece be. The sensing arm 7 'is formed substantially symmetrically with respect to its longitudinal axis. If one of the webs 13a, 13b has sufficient rigidity, one of the webs 13a, 13b can also be omitted. This leads to an asymmetrical design. Instead of the two bending springs 14, 15, a single wide bending spring or a group of, for example, three or more torsion springs can be provided. The bending springs 14, 15 have as in the above-described sensing arm 7 has a thickness which is less than the preferably uniform thickness of the rest of the probe arm. In addition, the description of the sensing arm 7 for the sensing arm 7 'of Figure 9 and 10 applies accordingly.
Ein neuartiges, insbesondere als Rauheitstaster 1 die- nendes Tastgerät weist einen Grundkörper 6 -und einen daran schwenkbar gelagerten Tastarm 7 auf. Zur Lagerung dienen Biegefedern 14, 15, die nahtloser und einstückiger Bestandteil des Tastarms 7 sind. Das so ausgebildete Federgelenk ist reibungsfrei . Es kann nicht nur als Schwenkachse son- dem zusätzlich als Messfeder genutzt werden, um die denA novel, in particular as a roughness probe 1-nendes keypad has a base body 6 and a pivotally mounted thereto sensing arm 7. To support bending springs 14, 15, which are seamless and integral part of the sensing arm 7. The thus formed spring joint is frictionless. It can not only be used as a swivel axis, but also as a spring for measuring the
Tastarm 7 bzw. seine Tastspitze gegen die Werkstückoberfläche 2 spannende Tastkraft zu erzeugen. Außerdem kann ein Arm 12 des Tastarms 7 als Sensorgegenpol dienen. Alle an dem Tastarm 7 vorhandenen funktionalen Einheiten können somit mit Ausnahme des Taststifts 10 aus einem einzigenTastarm 7 and his Tastspitze against the workpiece surface 2 to produce exciting sensing force. In addition, an arm 12 of the sensing arm 7 serve as Sensorgegenpol. All existing on the sensing arm 7 functional units can thus with the exception of the stylus 10 from a single
Bauteil herausgearbeitet werden. Dies betrifft die Arme 7, 12 des Tastarms, den Sensorgegenpol in Form des Arms 12, die Biegefedern 14, 15, die ein Federscharnier zur schwenkbaren Lagerung des Tastarms 7 bilden sowie an die Biegefe- dern 14, 15 anschließende Befestigungsabschnitte 17, 18.Component be worked out. This concerns the arms 7, 12 of the probe arm, the sensor armature in the form of the arm 12, the torsion springs 14, 15, which form a spring hinge for the pivotable mounting of the probe arm 7, and fastening sections 17, 18 adjoining the flexure springs 14, 15.
Die Herstellung ist einfach und prozesssicher.
The production is simple and reliable.
Claims
1. Tastgerät (1), insbesondere zur Rauheitsmessung,1. scanning device (1), in particular for roughness measurement,
mit einem Grundkδrper (6) ,with a basic body (6),
mit einem Tastarm (7, 7'), der an dem Grundkörper (6) schwenkbar gelagert ist,with a sensing arm (7, 7 ') which is pivotally mounted on the base body (6),
mit zumindest einer Biegefeder (14) , die einstückiger Bestandteil des Tastarms (7, 7') und/oder des Grundkörpers (6) ist und die zur schwenkbaren Lagerung des Tastarms (7, 71) an dem Grundkörper (6) dient.with at least one bending spring (14), which is an integral part of the sensing arm (7, 7 ') and / or the base body (6) and which serves for the pivotable mounting of the sensing arm (7, 7 1 ) on the base body (6).
2. Tastgerät (1), insbesondere zur Rauheitsmessung,2. Tastgerät (1), in particular for roughness measurement,
mit einem Grundkörper (6) ,with a base body (6),
mit einem Tastarm (7, 71) , der an dem Grundkörper (6) schwenkbar gelagert ist,with a sensing arm (7, 7 1 ) which is pivotally mounted on the base body (6),
mit zumindest einer Biegefeder (14) , die zur schwenkbaren Lagerung des Tastarms (7, 7') an dem Grundkörper (6) und als Messfeder dient.with at least one bending spring (14), which serves for the pivotable mounting of the sensing arm (7, 7 ') on the base body (6) and as a measuring spring.
3. Tastgerät (1), insbesondere zur Rauheitsmessung,3. Tastgerät (1), in particular for roughness measurement,
mit einem Grundkörper () , an dem eine Sensorspule (35) angeordnet ist,with a base body (12) on which a sensor coil (35) is arranged,
mit einem Tastarm (7, 7') , der an dem Grundkδrper (6) schwenkbar gelagert ist und an dem ein Gegenpol (12) für die Sensorspule als einstückiger Bestandteil des Tastarms (7, 7') ausgebildet ist.with a sensing arm (7, 7 ') which is pivotally mounted on the base body (6) and on which a counter-pole (12) for the sensor coil as an integral part of the sensing arm (7, 7 ') is formed.
4. Tastgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net , dass der Tastarm (7, 7r) aus einem metallischen4. Tastgerät according to claim 1 or 2, marked thereby, that the sensing arm (7, 7 r ) of a metallic
Flachmaterial ausgebildet ist.Flat material is formed.
5. Tascgerät nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tastarm (7, 7') als Biegefeder (14) ein Federbereich ausgebildet ist dessen Dicke geringer isr als die Dicke des übrigen Materials des Tastarms (7, 7') .5. Bag device according to claim 1 or 2, characterized in that on the scanning arm (7, 7 ') as a spiral spring (14) a spring portion is formed whose thickness is isr less than the thickness of the remaining material of the sensing arm (7, 7').
6. Tastgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- nee, dass an dem Tastarm (7, 7') als Biegefeder (14) ein Federbereich ausgebildet ist, dessen Breite geringer ist als die Breite eines Arms (9 oder 12) des Tastarms (7, 7') .6. Tastgerät according to claim 1 or 2, characterized gekennzeich- nee that on the sensing arm (7, 7 ') as a spiral spring (14) is formed a spring portion whose width is smaller than the width of an arm (9 or 12) of the sensing arm (7, 7 ').
7. Tastgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastarm (7, 7') zwei zueinander parallel orientierte Federbereiche (14, 15) ausgebildet sind, die eine gemeinsame Gelenkachse (16) festlegen.7. Tastgerät according to claim 1 or 2, characterized in that the sensing arm (7, 7 ') two mutually parallel spring portions (14, 15) are formed, which define a common hinge axis (16).
8. Tastgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen oder neben den Federbereichen (14, 15) wenigstens ein Steg (13, 13a) erstreckt, der einen den Gegenpol (12) der Sensorspule (35) bildenden Flachabschnitt des Tastarms (7, 7') trägt.8. Tastgerät according to claim 7, characterized in that extending between or adjacent to the spring portions (14, 15) at least one web (13, 13 a) having a the opposite pole (12) of the sensor coil (35) forming the flat portion of the sensing arm (7 , 7 ') carries.
9. Tastgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastarm (7, 7') mit dem Grundkörper (6) verschweißt ist. 9. Tastgerät according to claim 1 or 2, characterized in that the sensing arm (7, 7 ') to the base body (6) is welded.
10. Tastgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net:, dass zum Anschluss des Tastarms (7, 7') an dem Grundkörper (6) ein justierbares Lager (27) vorgesehei ist. 10. Tastgerät according to claim 1 or 2, characterized ¬ ne t : that for connecting the sensing arm (7, 7 ' ) on the base body (6) an adjustable bearing (27) is vorgesehei.
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