WO2012149987A1 - Konturnormal mit rotationssymmetrischem kalibrierbereich, verwendung des normals und verfahren zum kalibrieren und/oder überwachen eines konturmessgeräts - Google Patents

Konturnormal mit rotationssymmetrischem kalibrierbereich, verwendung des normals und verfahren zum kalibrieren und/oder überwachen eines konturmessgeräts Download PDF

Info

Publication number
WO2012149987A1
WO2012149987A1 PCT/EP2011/074004 EP2011074004W WO2012149987A1 WO 2012149987 A1 WO2012149987 A1 WO 2012149987A1 EP 2011074004 W EP2011074004 W EP 2011074004W WO 2012149987 A1 WO2012149987 A1 WO 2012149987A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contour
calibration
axial
cylindrical
normal according
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/074004
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Köhler
Gerhard Wolf
Original Assignee
Carl Mahr Holding Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Mahr Holding Gmbh filed Critical Carl Mahr Holding Gmbh
Priority to CN201180070487.5A priority Critical patent/CN103857979B/zh
Priority to US14/113,067 priority patent/US9297629B2/en
Publication of WO2012149987A1 publication Critical patent/WO2012149987A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01B5/20—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/042—Calibration or calibration artifacts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B3/14—Templates for checking contours
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B3/30—Bars, blocks, or strips in which the distance between a pair of faces is fixed, although it may be preadjustable, e.g. end measure, feeler strip

Definitions

  • the invention relates to a contour normal, which can be used for Ka ⁇ librieren a contour measuring device, and a method for calibrating a contour measuring device.
  • the standard is a test specimen that is used to calibrate measuring instruments for a user is and represents an easy to use way to the SI unit length to pass in calib ⁇ tured form to other instruments.
  • the contour standard be ⁇ process coats a method which is described in the VDI 2629 for contour measuring devices.
  • the desired Messunsi ⁇ reliability is a micrometer for spacing and about 0.1 degrees for the angle elements.
  • the contour standard is configured as Plat ⁇ te having a thickness of about 5 mm. at one of the narrow sides is the defined and calibrated comparison contour introduced, the circular arcs These contours are designed both as depressions and as projections. During calibration ei ⁇ nes contour measuring device, this contour is sensed and calibrated to ⁇ basis of the known lengths and angles of the contour, the contour measuring device.
  • the PTB is still called Alternative described a contour transfer standard.
  • This has a solid ball and a prism, which are held by a Trä ⁇ ger.
  • two precision ceramic balls and a Zero durprisma are present, which are arranged on a carrier of Invar.
  • magnification standards are USAGE ⁇ det, for example, a normal wave or a rag. It is normal with specifically embodied Formab ⁇ deviation. These scaling standards are intended to check and calibrate the signal transmission chain in the meter.
  • wave standard one or more har ⁇ monische waves are provided on the outside, which serve to check the height of the amplitudes in the signal processing of the measuring device and to calibrate. In contrast, roundness deviations are evaluated in the flick.
  • Such harmonic waves can also be provided on the lateral surface of a cylinder according to DE 10 2005 042 278 B4.
  • contour standard previously used for the calibration of measuring instruments is subjected to contour ei ⁇ nem certain amount of wear on the narrow side in the tentative deviations, so that the life of the contour Normals is limited. It has also been found that the previously used contour ⁇ normal is not suitable for optical contour measuring devices. Such optical contour measuring devices operate, for example, in the transmitted light method. This method requires the alignment of the narrow side with the calibration contour of the contour normal exactly parallel to the propagation direction of the light rays ⁇ .
  • a "tilting" of the contour normal plate creates unwanted interference in the measurement that impinge the light rays on the narrow side, which means that the calibration contour can not be measured accurately Error-free alignment of the plate is virtually impossible in practice and at least uneconomical, since no evaluation criterion is given when the narrow side is aligned exactly pa ⁇ rallel to the beam path. However, such a weighting criterion would be necessary for calibrating a measuring device.
  • a remedy could be to make the plate-shaped contour normal for the optical contour ⁇ measuring equipment significantly thinner, so that the thickness of the contour normal in the light path is negligible. It has, however, shown that the contour standard since ⁇ is too unstable and in turn brings uncertainty when calibrating with it.
  • the contour normal consists of a body which is rotationally symmetrical at least in a calibration region and which consists in particular of a uniform material without joining points or connection points and is made in one piece, so to speak.
  • the body is made of steel, for example stainless steel.
  • For producing a cutting CNC method can be used to Errei ⁇ chen the required accuracy. It is alternatively also possible to carry out the body for calibration applications with lower accuracy requirements than castings, which allows a significant instai ⁇ gere production.
  • the body is preferably hardened to minimize wear.
  • the body has a rotationally symmetric calibration area, which has a number of non-cylindrical axial has sections. Geomet ⁇ rieieri are formed by these axial sections, which allow different dimensional determinations. Such dimensional determinations can be made on the basis of a geometric element in a non-cylindrical axial section, eg a radius, and / or by linking a plurality of geometric elements, eg angle dimensions, distances, diameters.
  • These axial sections comprise at least a concave section, a convex section and a prism section.
  • the concave portion represents a kon ⁇ kave recess in the outer surface.
  • the Konvexab ⁇ section forms a convex protrusion.
  • the concave portion and / or convex portion are curved and edgeless executed.
  • the prism portion has a seen in longitudinal section through the body of triangular Ver ⁇ deepening or triangular in longitudinal section radial projection.
  • a prism-shaped projection or a prism-shaped recess is formed with a predetermined angle, so to speak.
  • a plurality of calibrated measuring sections are present, one or more circumferentially spaced apart .
  • the calibrated measuring sections are contours explicitly measured on the test specimen. These measuring sections can then be measured for measurement by a contour measuring device to be calibrated, the measured results being compared with the actual values along the measuring section, thus enabling the calibration of the contour measuring device.
  • the rotation symmetrical shape of the Kalibrierbe ⁇ Reich Due to the rotation symmetrical shape of the Kalibrierbe ⁇ Reich with the measuring range of these can easily be aligned with its longitudinal axis along a reference axis and both the tactile contour measurement, as are also used for the optical measurement in the contour of the transmitted light method. Because of the rotationally symmetrical shape, the calibration range of the body is always correct the direction of the light rays aligned in the beam path. As a result, the calibration of optical contour measuring devices can be carried out simply and economically. This is not possible with the previously known plate-shaped contour normals.
  • the shape of the lateral surface in the calibration described allows the calibration of the contour measuring device in relation to lengths in the radial Rich ⁇ processing and in the axial direction. Thus, calibrations in two coordinate directions are possible.
  • the adjacent non ⁇ cylindrical axial sections are interconnected by a respective cylindrical connecting portion. Since ⁇ by, viewed in the axial direction in the calibration of the top and clearly defined the end of a non-cylindrical axial portion.
  • the cylindrical Verbin ⁇ extension portions may also be used to clutchsbil ⁇ dung, for example. For example, can be determined from the measurement of a circular arc of the center of the circle and its distance to the outer or outer surface of the cylindrical connecting portion can be determined. This distance can serve as a measure for the calibration or monitoring of the contour measuring device.
  • the contour of the lateral surface of the body in the concave portion and / or in the Kon ⁇ vexabites seen in the axial direction has the course of a circular arc. Seen in the axial direction, the contour of the concave portion or the convex portion thus follows a circular arc with a predetermined radius. It's simple, the contour measuring device on the basis of such arcs to ka ⁇ librieren. In addition, circular arc contours are frequently measured in practice, so that the calibration corresponds to a frequent practical application, so that conclusions can be drawn from the calibration on the accuracy of the calibration. in case of practical tasks.
  • the body Adjacent to the calibration region, the body has a substantially cylindrical end piece at both axial ends. A cylindrical peripheral surface or the cylinder jacket surface of the end pieces can then be used to Reg ⁇ th of the body.
  • the longitudinal axis can be brought into exact registration with a reference axis. Because of the rotationally symmetrical shape of the gauge region, which defines the Kalibrierkontur, this type of alignment is enough and it can be begonnnen with the Ka and ⁇ librieren of the contour measuring device.
  • the diameter of the two end pieces is greater than the maximum diameter of the Kalibrier Schemes between the two end pieces.
  • the contour used for calibration in the calibration area is protected from damage when the body is deposited on a surface.
  • the two are through ⁇ diameter of the cylindrical end portions of equal size.
  • the body may have a mark at a point which has a defined position relative to the at least one calibrated measurement path, so that the can to ⁇ pancake very easy to locate the calibrated measuring section in the Calib ⁇ rier Scheme and use.
  • the body has at its two axial ends in each case a holding means for holding the body in a holding device.
  • a holding means serves as a center hole, which is introduced ⁇ ko axially to the longitudinal axis of the body.
  • the centering ⁇ rierbohrung tapers towards its inner closed end.
  • the taper may, for example, be conical or preferably formed by a convex spherical bore circumferential surface.
  • Figure 1 is a schematic side view of an example of a contour approximately exporting ⁇ Normals
  • FIG. 2 shows a modified embodiment of the Kon ⁇ turnormals of Figure 1 in a schematic side view, so as ⁇ a schematic diagram of the alignment of the contour Normals respect to a reference axis,
  • Figure 3 is a schematic side view of another embodiment of a contour normal
  • FIG. 4 shows a cross section through the contour normal of Figure 3 according to the section line IV- IV. 1 shows a normal contour 10, which consists of a Kör ⁇ per. 11
  • the body 11 is made of a uniform material, preferably a chromium-containing steel, by a machining numerically controlled process such as turning. Alternatively, the body 11 could be configured as a cast part when lower Anforde ⁇ conclusions are made on the contour standard for calibrating a contour measuring machine.
  • the body 11 has a calibration region 14 between an axial first end piece 12 and a second end piece 13 provided at the axially opposite end of the body 11. At least in the calibration region 14, the body 11 is configured rotationally symmetrical. In a preferred embodiment according to FIG. 1, the body 11 is completely rotationally symmetrical.
  • the two end pieces 12, 13 are cylindrically contoured and both have a first diameter D1, which is greater than the maximum diameter of the body 11 in the calibration region 14.
  • D1 the first diameter of the body 11 in the calibration region 14
  • the body lies only with its two end pieces 12, 13 on the surface.
  • a plurality of non-cylindrical axial sections 17 are provided with a defined contour for calibrating the contour measuring device.
  • Each non ⁇ cylindrical axial portion 17 forms, so to speak, a Geomet ⁇ rie element, for example, a circular arc ⁇ shaped in the longitudinal section or triangular depression, a longitudinal ⁇ cut circular arc or triangular projection or the like.
  • the non-cylindrical axial sections 17 comprise according to example at least one concave section 18, at least one convex section 19, at least one al projecting prism portion 20, and at least ei ⁇ nen designed as a radial recess, recessed prism section 21.
  • the prism sections 20, 21 are configured as triangular radial projections 22 or triangular depressions 23.
  • the tip of the radial projection 22 or the radial recess 23 has a predetermined calibration angle of 90 °, for example. It is understood that in a modification to the illustrated embodiment at different radial projections 22 and radial recesses 23 also different sized calibration angle can be specified.
  • each a convex portion 19 and concave portion 18 are each a front ⁇ hands, the contour of which follows the circular arc with a first radius Rl and the second radius R2.
  • the non-cylindrical axial sections 17 are connected to each other in the embodiment described here by a respective cylindrical connecting portion 26 in Kalibrierbe ⁇ rich 14. Furthermore, end-side connecting portions provided ge 26 13 immediately adjacent to each egg ⁇ nes of the two end pieces 12,.
  • the non-cylindrical sections 17 define radial calibration variables a, b with respect to the second diameter D2, the diameter of the axial sections 17 being larger or smaller by the radial calibration variable a, b.
  • the amount and the number of radial calibration variables a, b can vary. In the exemplary embodiment, each have a Konkavab ⁇ section 18, a convex portion 19 and a prism section 20 amount equal to the same radial calibration size a or b.
  • the number n of the axial calibration sizes in the embodiment by 1 smaller than the number of non-cylindrical axial sections 17th
  • a plurality of such measuring sections 28 are preferably present in the circumferential direction at a distance from one another, for example every 45 ° or every 90 °.
  • the measured values at each measurement distance ⁇ 28 are assigned and the contour 10 Normal play attached at ⁇ in the form of documentation to the user. Via at least one marking 29 on the body 11, the user can determine the position of the at least one measuring section 28 exactly.
  • a line and / or a notch or another optical marking 29 is attached to the first end piece 12, wherein, for example, the axial measuring section 28 extends in the circumferential direction at the level of the marking 29.
  • a Markie ⁇ tion 29 is sufficient to more accurately define all possibly in Kalib ⁇ rier Scheme 14 existing measuring sections 28 in their position. It is understood that in order to facilitate the finding of the measuring sections, all measuring sections 28 can also be identified by a separate marking 29.
  • the body 11 in each case has a holding means 30 so that the body 11 or the contour normal 10 can be held in a holding device 31 of the contour measuring device.
  • a holding means 33 is used
  • a centering bore 32 tapering inwardly from the axial end.
  • the centering bore 32 tapers along a curved bore wall, the curvature of which is determined by a radius, as far as an inner cylindrical end region 33.
  • the taper of the centering bore 32 could taper be made conical.
  • To the holding device 31 includes two holding mandrels 34 which are each assigned to a centering ⁇ rierbohrung 31 and widen conically starting from a tip. The retaining mandrels 34 can be inserted axially into the respective associated centering bore 32 and record the contour normal 10 thereby. In this way an exact and simple storage Reg ⁇ processing of the body 11 along a reference axis B is possible.
  • At least one of the two end pieces 12 may have an axi ⁇ ale length which corresponds approximately to the axial length of the Ka ⁇ libri splitter region 14, which can be seen with reference to FIG. 2
  • Figure 2 is a modified form of the two end pieces 12 ⁇ represented 13, which are configured metric not rotationssym ⁇ .
  • the end pieces 12, 13 have ei ⁇ ne or more radial projections in order to configure the end pieces 12, 13 non-circular at least in this area.
  • the body 11, which has been deposited on an inclined surface from accidentally rolling away and, when it falls down, from damaging the exact contour of the calibration region 14.
  • polygonal areas or discs 35 on the two end pieces 12, 13 may be formed, as is shown in phantom in FIG. 2
  • Fig. 2 the alignment of the contour normal 10 is illustrated in a highly schematic.
  • the peripheral surfaces 40 for example, with tactile Tastrichen 41 at several points in the circumferential direction about the longitudinal axis L may deviations between the position of the longitudinal axis L of the body 11 and a reference axis B Festge ⁇ provides.
  • the orientation of the body 11 can then be corrected and brought into agreement with the reference axis B.
  • Such alignment can be done very quickly and easily.
  • the calibration contour K containing the measurement path 28 can be adjusted very simply by turning the body 11 into the desired rotational position.
  • the contour standard 10 can also be used very easily for optically measuring contour measuring devices.
  • the curved calibration section 14 has seen the same contour in the direction of the light rays in each rotational position. At its uppermost contour line it has a line-shaped vertex which forms the calibration contour K. This form of calibration area 14 does not cause optical disturbances that lead to measurement inaccuracies.
  • the incident on the body 11 in addition to the calibration contour K light rays are reflected away from the receiver and / or also absorbed by the surface and do not interfere with the optical measurement.
  • the body 11 may have a plurality of circumferentially spaced calibrated measuring sections 28, so that the contour standard 10 will continue to be used even if one of the measuring sections 28 is subject to frequent wear and no longer guarantees reliable calibration results ⁇ makes.
  • the Kon ⁇ turnormal is clamped in the holding device 31 of the contour measuring device and the longitudinal axis L with respect to a loading zugsachse D aligned. Connecting the calibration ⁇ contour K is sensed tactilely or optically.
  • the detected by the Ab ⁇ sampling measured values of the Kalibrierkontur K are compared with the normal contour 10 along the measured measurement section 28 detected actual values of the measuring section 28th
  • the contour measuring instrument can be adjusted to reduce the deviation from ⁇ . The process is repeated until the sampled measured values coincide with the actual contour values along the measuring path 28 or at least lie within the permissible tolerance range.
  • FIG. 3 illustrates a modified embodiment of a contour standard 10.
  • the basic structure corresponds to the contour standard 10 described above according to the figures 1 and 2, can be so made to the above Be ⁇ sensitive.
  • differences from the previously described embodiments will be explained.
  • the marker 29 on the body 11 for locating the at least one measuring section 28 is in the in Figure 3 ge ⁇ exemplary embodiment shown as a so-called flick 45 out ⁇ leads.
  • the patch 45 is provided on the cylindrical connecting portion 26, which connects directly to one of the two end pieces 12, 13 and preferably to the second end piece 13 with a smaller axial length.
  • the patch 45 is executed by a flattening on the cylindrical connecting portion 26, as can be seen in particular in Figure 4.
  • the flattening has seen in the circumferential direction with respect to the cylindrical lateral surface of the cylindrical connecting portion 26 centrally a maximum distance t of about 1 mm to the lateral surface.
  • the Flick 45 is formed by a rectangular plane surface. It can be touched by a load in the circumferential direction about the longitudinal axis L very accurately, so that an exact Lübe ⁇ mood of at least one measuring section 28 is possible.
  • FIG. 3 Another difference between the exemplary embodiment shown in FIG. 3 and the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 is that, following the cylindrical connecting section 26 following the second end section 13, a cylindrical ring 46 is arranged.
  • the cylindrical ring 46 has a third diameter D3, which is larger than the second diameter D2 of the cylindrical connecting portions 26 and smaller than the first diameter Dl of the two end pieces 12, 13.
  • the cylindrical ring is followed on both sides by a cylindrical connecting portion 26 with the second diameter D2.
  • each of the two cylindrical connecting portions 26 each have a radially to the longitudinal axis L of Kör ⁇ pers 11 extending annular edge 47 is formed.
  • the two flanks 47 on the cylindrical ring 46 serve to engage the ring 46 from both axial sides in order to determine the axial length of the ring 46.
  • the probing takes place on the flanks 47, which project radially relative to the respective adjacent surface of the cylindrical connecting portion 26.
  • the cylindrical ring 46 serves with ⁇ towards calibration in the measurement of an axial length at a radial projection.
  • the normal contour 10 illustrated in Figure 3 includes so ⁇ satisfied on a counterpart to the cylindrical ring 46th Following the cylindrical connecting portion 26, which adjoins the first end piece 12, a ringför ⁇ miger groove 50 is provided, which has a rectangular in cross-section having a shaped or square shape.
  • the groove 50 is adjoined axially on both sides by a cylindrical connecting section 26.
  • two groove flanks 51 are formed, which extend radially to the longitudinal axis L of the body 11.
  • the axial length of the groove 50 can be determined by probing.
  • the groove flanks 51 and the groove 50 thus serve in the contour normal 10 to perform the calibration for the measurement of an axial length of a groove or a groove-like depression.
  • one of the groove flanks 47 can be used 51 as a starting point for a self-running tactile contour ⁇ measurement.
  • FIGS. 3 and 4 may be configured like the embodiment of the contour standard 10 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the invention relates to a contour normal 10 which consists of a body 11 with a rotationally symmetrical calibration region 14.
  • the body 11 has a plurality of non-cylindrical Axialab ⁇ sections 17 which may be concave, convex, forming ei ⁇ nes predetermined angle as a radial projection 22 or as a radial recess 23.
  • the values of these calibration variables a, b, Ii can be compared with the sampled values when calibrating a measuring device and the measuring device can be adjusted on the basis of the detected deviation. Because of the rotationally symmetric calibration rich 14, the contour standard 10 is suitable both for the calibration of tactile, as well as for the calibration of optically measuring contour measuring devices.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Konturnormal (10) das aus einem Körper (11) mit einem rotationssymmetrischen Kalibrierbereich (14) besteht. Der rotationssymmetrischen Kalibrierbereich (14) weist mehrere nicht-zylindrische Axialabschnitte (17) auf, die konkav, konvex, unter Bildung eines vorgegebenen Winkels als Radialvorsprung (22) oder als Radialvertiefung (23) ausgeführt sein können. Entlang des Kalibrierbereichs (14) ist wenigstens eine parallel zur Längsachse L des Körpers (11) verlaufende Messstrecke (28) vorgesehen, die sowohl axiale Kalibriergrößen Ii (i=1 bis n), als auch radiale Kalibriergrößen a, b vorgibt. Die Werte dieser Kalibriergrößen a, b, li können beim Kalibrieren eines Messgeräts mit den abgetasteten Werten verglichen und das Messgerät auf Basis der festgestellten Abweichung justiert werden. Wegen des rotationssymmetrischen Kalibrierbereiches (14) eignet sich das Konturnormal (10) sowohl für die Kalibrierung von taktilen, als auch für die Kalibrierung von optisch messenden Konturmessgeräten.

Description

Konturnormal mit rotationssymmetrischem Kalibrierbereich, Verwendung des Normals und Verfahren zum Kalibrieren und/oder Überwachen eines Konturmessgeräts
Die Erfindung betrifft ein Konturnormal, das zum Ka¬ librieren eines Konturmessgerätes verwendet werden kann, sowie ein Verfahren zum Kalibrieren eines Konturmessgeräts.
In der Veröffentlichung „Grundlagen der Rückführung von Koordinatenmessgeräten" , Otto Jusko, Michal Neugebauer, PTB-Mitteilungen 117 (2007), Heft 4, Seite 354 sind verschiedene Normale und deren Verwendung beschrieben. Das Normal ist ein Prüfkörper, der zur Kalibrierung von Messgeräten für einen Anwender dient und eine einfach anzuwendende Möglichkeit darstellt, die SI-Einheit Länge in kalib¬ rierter Form an andere Messgeräte weiterzugeben. Je nach Anwendung für verschiedene Messgeräte kommen dabei unter¬ schiedliche Prüfkörper in Betracht. Das Konturnormal be¬ zieht sich dabei auf ein Verfahren das in der VDI 2629 für Konturmessgeräte beschrieben ist. Die angestrebte Messunsi¬ cherheit liegt bei einem Mikrometer für Abstände und ca. 0,1 Grad für Winkelelemente. Das Konturnormal ist als Plat¬ te ausgestaltet, die eine Dicke von etwa 5 mm aufweist. An einer der Schmalseiten ist die definierte und kalibrierte Vergleichskontur eingebracht, die Kreisbögen und Winkel aufweist. Diese Konturen sind sowohl als Vertiefungen, wie auch als Vorsprünge ausgestaltet. Bei der Kalibrierung ei¬ nes Konturmessgeräts wird diese Kontur abgetastet und auf¬ grund der bekannten Längen und Winkel der Kontur das Konturmessgerät kalibriert.
In dem genannten Artikel der PTB wird weiterhin als Alternative ein Konturtransfernormal beschrieben. Dies weist eine Vollkugel und ein Prisma auf, die von einem Trä¬ ger gehalten werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Präzisionskugeln aus Keramik und ein Zero- durprisma vorhanden, die auf einem Träger aus Invar angeordnet sind.
Zur Rückführung von eindimensionalen Koordinatenmess- geräten werden auch sogenannte Vergrößerungsnormale verwen¬ det, beispielsweise ein Wellennormal oder ein Flick. Dabei handelt es sich um Normale mit gezielt verkörperter Formab¬ weichung. Mit diesen Vergrößerungsnormalen soll die Signalübertragungskette im Messgerät überprüft und kalibriert werden. Beim Wellennormal sind dabei eine oder mehrere har¬ monische Wellen auf der Außenseite vorgesehen, die dazu dienen die Höhe der Amplituden in der Signalverarbeitung des Messgeräts zu prüfen und zu kalibrieren. Demgegenüber werden beim Flick Rundheitsabweichungen ausgewertet. Solche harmonischen Wellen können gemäß DE 10 2005 042 278 B4 auch auf der Mantelfläche eines Zylinders vorgesehen sein.
Das bisher zur Kalibrierung von Konturmessgeräten verwendete Konturnormal ist bei der tastenden Abweichungen ei¬ nem gewissen Verschleiß an der Schmalseite unterworfen, so dass die Lebensdauer des Konturnormals begrenzt ist. Auch hat sich herausgestellt, dass das bisher verwendete Kontur¬ normal nicht für optische Konturmessgeräte geeignet ist. Solche optischen Konturmessgeräte arbeiten beispielsweise im Durchlichtverfahren . Dieses Verfahren erfordert das Ausrichten der Schmalseite mit der Kalibrierkontur des Konturnormals exakt parallel zur Ausbreitungsrichtung der Licht¬ strahlen. Ein „Verkanten" der Konturnormalplatte erzeugt unerwünschte Störungen in der Messung, das die Lichtstrahlen auf die Schmalseite auftreffen, was dazu führt, dass die Kalibrierkontur nicht genau gemessen werden kann. Das fehlerfreie Ausrichten der Platte ist in der Praxis nahezu unmöglich und zumindest unwirtschaftlich, da kein Bewertungskriterium gegeben ist, wann die Schmalseite exakt pa¬ rallel zum Strahlengang ausgerichtet ist. Für das Kalibrie¬ ren eines Messgeräts wäre ein solches Bewertungskriterium allerdings notwendig. Eine Abhilfe könnte darin bestehen, das plattenförmige Konturnormal für die optischen Kontur¬ messgeräte deutlicher dünner auszugestalten, so dass die Dicke des Konturnormals im Lichtweg vernachlässigbar klein wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das Konturnormal da¬ durch zu instabil wird und wiederum Unsicherheiten bei der Kalibrierung mit sich bringt.
Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein Konturnormal bereit zu stellen, das sich zur Kalibrierung sowohl für taktile, als auch für optische Konturmessgeräte eignet.
Diese Aufgabe wird durch ein Konturnormal mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Das Konturnormal besteht aus einem zumindest in einem Kalibrierbereich rotationssymmetrischen Körper, der insbesondere ohne Füge- oder Verbindungsstellen aus einem einheitlichen Material besteht und sozusagen einstückig hergestellt ist. Vorzugsweise wird der Körper aus Stahl, beispielsweise Edelstahl hergestellt. Zur Herstellung kann ein spanabhebendes CNC-Verfahren eingesetzt werden, um die erforderliche Genauigkeit zu errei¬ chen. Es ist alternativ auch möglich, den Körper für Kalibrieranwendungen mit geringeren Genauigkeitsanforderungen als Gussteil auszuführen, was eine deutliche kostengünsti¬ gere Herstellung ermöglicht. Der Körper ist vorzugsweise gehärtet, um den Verschleiß zu minimieren.
Der Körper weist einen rotationssymmetrischen Kalibrierbereich auf, der mehrere nicht-zylindrische Axialab- schnitte aufweist. Durch diese Axialabschnitte sind Geomet¬ rieelemente gebildet, die unterschiedliche Maßbestimmungen ermöglichen. Solche Maßbestimmungen können anhand eines Geometrieelements in einem nicht-zylindrischen Axialabschnitt , z.B. ein Radius, und/oder durch Verknüpfung von mehreren Geometrieelementen, z.B. Winkelmaße, Abstände, Durchmesser, erfolgen. Diese Axialabschnitte umfassen zumindest einen Konkavabschnitt, einen Konvexabschnitt und einen Prismaabschnitt. Der Konkavabschnitt stellt eine kon¬ kave Vertiefung in der Mantelfläche dar. Der Konvexab¬ schnitt bildet einen konvexen Vorsprung. Vorzugsweise sind der Konkavabschnitt und/oder Konvexabschnitt gekrümmt und kantenlos ausgeführt. Der Prismaabschnitt weist eine im Längsschnitt durch den Körper gesehen dreieckförmige Ver¬ tiefung oder einen im Längsschnitt dreieckförmigen Radialvorsprung auf. Dadurch wird sozusagen ein prismaförmiger Vorsprung oder eine prismaförmige Vertiefung mit einem vorgegebenen Winkel gebildet. In axialer Richtung entlang der Mantelfläche im Kalibrierbereich des Körpers sind eine oder in Umfangsrichtung beabstandet mehrere kalibrierte Mess¬ strecken vorhanden. Bei den kalibrierten Messstrecken handelt es sich um explizit am Prüfkörper vermessene Konturen. Diese Messstrecken können dann zur Messung durch ein zu kalibrierendes Konturmessgerät vermessen werden, wobei die Messergebnisse mit den tatsächlichen Werten entlang der Messstrecke verglichen und somit die Kalibrierung des Konturmessgeräts ermöglicht wird.
Durch die rotationssymmetrische Form des Kalibrierbe¬ reichs mit der Messstrecke kann dieser sehr einfach mit seiner Längsachse entlang einer Bezugsachse ausgerichtet werden und sowohl für die taktile Konturmessung, als auch für die optische Konturmessung im Durchlichtverfahren verwendet werden. Wegen der rotationssymmetrischen Form ist der Kalibrierbereich des Körpers stets korrekt gegenüber der Richtung der Lichtstrahlen im Strahlengang ausgerichtet. Dadurch kann auch das Kalibrieren von optischen Konturmessgeräten einfach und wirtschaftlich durchgeführt werden. Dies ist mit den bisher bekannten plattenförmigen Konturnormalen nicht möglich. Die beschriebene Form der Mantelfläche im Kalibrierbereich ermöglicht das Kalibrieren des Konturmessgeräts in Bezug auf Längen in radialer Rich¬ tung und in axialer Richtung. Es sind somit Kalibrierungen in zwei Koordinatenrichtungen möglich.
Es ist von Vorteil, wenn die benachbarten nicht¬ zylindrischen Axialabschnitte durch jeweils einen zylindrischen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Da¬ durch sind in axialer Richtung gesehen im Kalibrierbereich der Anfang sowie das Ende eines nicht-zylindrischen Axialabschnitts eindeutig definiert. Die zylindrischen Verbin¬ dungsabschnitte können beispielsweise auch zur Bezugsbil¬ dung verwendet werden. Zum Beispiel kann aus der Messung eines Kreisbogens der Kreismittelpunkt bestimmt und dessen Abstand zu der Außen- oder Mantelfläche des zylindrischen Verbindungsabschnitts ermittelt werden. Dieser Abstand kann als Maß zur Kalibrierung bzw. Überwachung des Konturmessgeräts dienen.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Kontur der Mantelfläche des Körpers im Konkavabschnitt und/oder im Kon¬ vexabschnitt in Axialrichtung gesehen den Verlauf eines Kreisbogens aufweist. In Axialrichtung gesehen folgt die Kontur des Konkavabschnitts bzw. des Konvexabschnitts damit einem Kreisbogen mit einem vorgegebenen Radius. Es ist einfach, das Konturmessgerät anhand solcher Kreisbögen zu ka¬ librieren. Außerdem werden in der Praxis häufig kreisbogenförmige Konturen gemessen, so dass die Kalibrierung einer häufigen praktischen Anwendung entspricht, so dass sich aus der Kalibrierung Rückschlüsse auf die Genauigkeit des Kon- turmessgeräts bei praktischen Aufgaben ziehen lassen.
Angrenzend an den Kalibrierbereich weist der Körper an beiden axialen Enden jeweils ein im Wesentlichen zylindrisches Endstück auf. Eine zylindrische Umfangsflache bzw. Zylindermantelfläche der Endstücke kann dabei zum Ausrich¬ ten des Körpers verwendet werden. Durch Messen der Position der Umfangsflachen an mehreren in Umfangsrichtung und axial beabstandeten Stellen, zum Beispiel an den beiden Umfangs- flächen der Endstücke, lässt sich sehr einfach die Längsachse in exakte Übereinstimmung mit einer Bezugsachse bringen. Aufgrund der rotationssymmetrischen Form des Kalibrierbereichs, der die Kalibrierkontur definiert, reicht diese Art der Ausrichtung aus und es kann mit dem und Ka¬ librieren des Konturmessgeräts begonnnen werden.
Vorzugsweise ist der Durchmesser der beiden Endstücke größer als der maximale Durchmesser des Kalibrierbereichs zwischen den beiden Endstücken. Auf diese Weise wird die zur Kalibrierung dienende Kontur im Kalibrierbereich vor Beschädigungen geschützt, wenn der Körper auf einer Fläche abgelegt wird. Es ist dabei auch möglich an den Endstücken an einer oder mehreren Stellen einen Radialvorsprung vorzusehen, so dass beim Ablegen des Körpers auf einer schräge Fläche das Wegrollen verhindert oder zumindest begrenzt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die beiden Durch¬ messer der zylindrischen Endstücke gleich groß.
Der Körper kann an einer Stelle eine Markierung aufweisen, die gegenüber der wenigstens einen kalibrierten Messstrecke eine definierte Lage aufweist, so dass der An¬ wender sehr einfach die kalibrierte Messstrecke im Kalib¬ rierbereich auffinden und verwenden kann. Bei einer bevorzugten Aus führungs form weist der Körper an seinen beiden axialen Enden jeweils ein Haltemittel zum Halten des Körpers in einer Halteinrichtung auf. Als Haltemittel dient beispielsweise eine Zentrierbohrung, die ko¬ axial zur Längsachse des Körpers eingebracht ist. Die Zent¬ rierbohrung verjüngt sich zu ihrem inneren geschlossenen Ende hin. Die Verjüngung kann beispielsweise konisch sein oder vorzugsweise durch eine konvex ballige Bohrungsum- fangsfläche gebildet sein. Durch eine sich verjüngende Zentrierbohrung kann der Körper sehr leicht über jeweils einen zugeordneten Zentrierdorn einer Halteeinrichtung aufgenommen und gegenüber einer Bezugsachse ausgerichtet wer¬ den .
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. In der Beschreibung wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus führungs formen erläutert. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfin¬ dung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausfüh¬ rungsbeispiels eines Konturnormals,
Figur 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Kon¬ turnormals aus Figur 1 in schematischer Seitenansicht, so¬ wie eine Prinzipdarstellung des Ausrichtens des Konturnormals gegenüber einer Bezugsachse,
Figur 3 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Konturnormals, und
Figur 4 einen Querschnitt durch das Konturnormal aus Figur 3 gemäß der Schnittlinie IV- IV. Figur 1 zeigt ein Konturnormal 10, das aus einem Kör¬ per 11 besteht. Der Körper 11 ist aus einem einheitlichen Material, vorzugsweise einem chromhaltigen Stahl durch ein spanabhebendes numerisch gesteuertes Verfahren, wie etwa Drehen hergestellt. Alternativ hierzu könnte der Körper 11 auch als Gussteil ausgeführt sein, wenn an das Konturnormal zum Kalibrieren eines Konturmessgeräts geringere Anforde¬ rungen gestellt werden.
Der Körper 11 weist zwischen einem axialen ersten Endstück 12 und einem am axial entgegengesetzten Ende des Körpers 11 vorgesehenen zweiten Endstück 13 einen Kalibrierbereich 14 auf. Zumindest im Kalibrierbereich 14 ist der Körper 11 rotationssymmetrisch ausgestaltet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Körper 11 vollständig rotationssymmetrisch ausgeführt.
Die beiden Endstücke 12, 13 sind zylindrisch kontu- riert und weisen beide einen ersten Durchmesser Dl auf, der größer ist als der maximale Durchmesser des Körpers 11 im Kalibrierbereich 14. Dadurch wird die Kontur des Körpers 11 im Kalibrierbereich 14 beim Ablegen des Körpers 11 auf eine Fläche vor Beschädigungen geschützt. Der Körper liegt nur mit seinen beiden Endstücken 12, 13 auf der Fläche auf.
Im Kalibrierbereich 14 sind mehrere nicht-zylindrische Axialabschnitte 17 mit einer definierten Kontur zur Kalibrierung des Konturmessgeräts vorgesehen. Jeder nicht¬ zylindrische Axialabschnitt 17 bildet sozusagen ein Geomet¬ rieelement, beispielsweise eine im Längsschnitt kreisbogen¬ förmige oder dreieckförmige Vertiefung, einen im Längs¬ schnitt kreisbogenförmigen oder dreieckigen Vorsprung oder dergleichen. Die nicht-zylindrischen Axialabschnitte 17 umfassen beispielsgemäß wenigstens einen Konkavabschnitt 18, wenigstens einen Konvexabschnitt 19, wenigstens einen radi- al vorspringenden Prismaabschnitt 20, sowie wenigstens ei¬ nen als Radialvertiefung ausgeführten, rückspringenden Prismaabschnitt 21 auf. Die Prismaabschnitte 20, 21 sind im Längsschnitt durch den Körper 11 gesehen als dreieckförmige Radialvorsprünge 22 bzw. dreieckförmige Vertiefungen 23 ausgestaltet. Die Spitze des Radialvorsprungs 22 bzw. der Radialvertiefung 23 weist einen vorgegebenen Kalibrierwinkel von beispielsgemäß 90° auf. Es versteht sich, dass in Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel an verschiedenen Radialvorsprüngen 22 bzw. Radialvertiefungen 23 auch unterschiedlich große Kalibrierwinkel vorgegeben sein können .
In axialer Richtung entlang der Längsachse L des Körpers 11 verläuft die Kontur der Konkavabschnitte 18 sowie der Konvexabschnitte 19 entlang eines Kreisbogens mit einem vorgegebenen ersten Radius Rl bzw. einem vorgegebenen zweiten Radius R2. Beim Ausführungsbeispiel sind jeweils ein Konvexabschnitt 19 und jeweils ein Konkavabschnitt 18 vor¬ handen, deren Kontur dem Kreisbogen mit erstem Radius Rl und mit zweitem Radius R2 folgt.
Die nicht-zylindrischen Axialabschnitte 17 sind bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel durch jeweils einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 26 im Kalibrierbe¬ reich 14 miteinander verbunden. Des Weiteren sind endseiti- ge Verbindungsabschnitte 26 vorgesehen, die jeweils an ei¬ nes der beiden Endstücke 12, 13 unmittelbar angrenzen. Die nicht-zylindrischen Abschnitte 17 definieren radiale Kalibriergrößen a, b gegenüber dem zweiten Durchmesser D2, wobei der Durchmesser der Axialabschnitten 17 um die radiale Kalibriergröße a, b größer oder kleiner ist. Der Betrag und die Anzahl der radialen Kalibriergrößen a, b kann variieren. Beim Ausführungsbeispiel weisen jeweils ein Konkavab¬ schnitt 18, ein Konvexabschnitt 19 und ein Prismaabschnitt 20 betragsmäßig dieselbe radiale Kalibriergröße a oder b auf .
Außerdem definiert der Kalibrierbereich 14 axiale Ka¬ libriergrößen Ii mit i = 1 bis n. Die Anzahl n der axialen Kalibriergrößen ist beim Ausführungsbeispiel um 1 kleiner, als die Anzahl der nicht-zylindrischen Axialabschnitte 17.
Entlang der Längsachse L ist im Kalibrierbereich 14 bzw. auf der Mantelfläche 27 des Körpers 11 im Kalibrierbe¬ reich 14 eine Messstrecke 28 ausgemessen, deren Messwerte dem Konturnormal 10 zugeordnet sind. Vorzugsweise sind im Kalibrierbereich 14 mehrere solcher Messstrecken 28 in Um- fangsrichtung beabstandet voneinander vorhanden, beispielsweise alle 45° oder alle 90°. Die Messwerte zu jeder Mess¬ strecke 28 werden dem Konturnormal 10 zugeordnet und bei¬ spielsweise in Form einer Dokumentation für den Anwender beigefügt. Über wenigstens eine Markierung 29 am Körper 11 kann der Anwender die Lage der wenigstens einen Messstrecke 28 exakt bestimmen. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist am ersten Endstück 12 ein Strich und/oder eine Kerbe oder eine andere optische Markierung 29 angebracht, wobei beispielsgemäß die axiale Messstrecke 28 in Umfangs- richtung auf Höhe der Markierung 29 verläuft. Eine Markie¬ rung 29 ist ausreichend, um alle möglicherweise im Kalib¬ rierbereich 14 vorhandenen Messstrecken 28 in ihrer Lage genauer zu definieren. Es versteht sich, dass zum vereinfachten Auffinden der Messstrecken auch alle Messstrecken 28 durch eine separate Markierung 29 gekennzeichnet werden können .
An seinen beiden axialen Enden weist der Körper 11 jeweils ein Haltemittel 30 auf, damit der Körper 11 bzw. das Konturnormal 10 in einer Halteeinrichtung 31 des Konturmessgeräts gehalten werden kann. Als Haltemittel 33 dient beim Ausführungsbeispiel eine sich vom axialen Ende nach innen hin verjüngende Zentrierbohrung 32. Beim Ausführungsbeispiel verjüngt sich die Zentrierbohrung 32 entlang einer gekrümmten Bohrungswand, deren Krümmung durch einen Radius bestimmt ist, bis zu einem inneren zylindrischen Endbereich 33. Alternativ hierzu könnte die Verjüngung der Zentrierbohrung 32 auch konisch ausgeführt sein. Zur Halteeinrichtung 31 gehören zwei Haltedorne 34, die jeweils einer Zent¬ rierbohrung 31 zugeordnet sind und sich von einer Spitze ausgehend konisch erweitern. Die Haltedorne 34 können axial in die jeweils zugeordnete Zentrierbohrung 32 eingesteckt werden und das Konturnormal 10 dadurch aufnehmen. Auf diese Weise ist eine exakte Lagerung und eine einfache Ausrich¬ tung des Körpers 11 entlang einer Bezugsachse B möglich.
Zumindest eines der beiden Endstücke 12 kann eine axi¬ ale Länge aufweisen, die in etwa der axialen Länge des Ka¬ librierbereichs 14 entspricht, was anhand von Figur 2 zu erkennen ist.
In Figur 2 ist eine abgewandelte Form der beiden End¬ stücke 12, 13 dargestellt, wobei diese nicht rotationssym¬ metrisch ausgestaltet sind. Die Endstücke 12, 13 weisen ei¬ ne oder mehrere radiale Vorsprünge auf, um die Endstücke 12, 13 zumindest in diesem Bereich unrund auszugestalten. Dadurch kann verhindert werden, dass der auf einer schrägen Fläche abgelegte Körper 11 versehentlich wegrollt und beim Herunterfallen die exakte Kontur des Kalibrierbereichs 14 beschädigt wird. Beispielsweise können im Querschnitt gese¬ hen polygonale Bereiche oder Scheiben 35 an den beiden Endstücken 12, 13 ausgebildet sein, wie dies in Figur 2 gestrichelt dargestellt ist.
In Fig. 2 ist das Ausrichten des Konturnormals 10 stark schematisiert veranschaulicht. Bei dem Ausrichten dienen die Umfangsflachen 40 der beiden Endstücke 12, 13 als Ausrichtflächen zum Ausrichten des Körpers 11. Durch Antasten der Umfangsflächen 40, beispielsweise mit taktilen Taststiften 41 an mehreren Stellen in Umfangsrichtung um die Längsachse L können Abweichungen zwischen der Lage der Längsachse L des Körpers 11 und einer Bezugsachse B festge¬ stellt werden. Die Ausrichtung des Körpers 11 kann dann korrigiert und den Übereinstimmungen mit der Bezugsachse B gebracht werden. Eine solche Ausrichtung kann sehr schnell und einfach erfolgen. Wegen des rotationssymmetrisch ausgestalteten Kalibrierbereichs 14 kann die Messstrecke 28 enthaltende Kalibrierkontur K sehr einfach durch Drehen des Körpers 11 in die gewünschte Drehlage eingestellt werden. Das Konturnormal 10 lässt sich auch sehr einfach für optisch messende Konturmessgeräte einsetzen. Der gekrümmte Kalibrierabschnitt 14 hat in jeder Drehlage dieselbe Kontur in Richtung des Lichtstrahlen gesehen. An seiner obersten Konturlinie hat er einen linienförmigen Scheitel, der die Kalibrierkontur K bildet. Diese Form des Kalibrierbereichs 14 verursacht keine optischen Störungen, die zu Messunge- nauigkeiten führen. Die neben die Kalibrierkontur K auf den Körper 11 auftreffenden Lichtstrahlen werden vom Empfänger weg reflektiert und/oder abhängig von der Oberfläche auch absorbiert und stören die optische Messung nicht. Bei der Kalibrierung eines taktilen Messgeräts kann der Körper 11 mehrere in Umfangsrichtung beabstandete kalibrierte Mess¬ strecken 28 aufweisen, so dass das Konturnormal 10 auch dann weiter verwendet werden, wenn eine der Messstrecken 28 durch häufigen Gebrauch einem Verschleiß unterworfen ist und keine verlässlichen Kalibrierergebnisse mehr gewähr¬ leistet .
Zum Kalibrieren eines Konturmessgeräts wird das Kon¬ turnormal in die Halteeinrichtung 31 des Konturmessgeräts eingespannt und die Längsachse L in Bezug auf eine Be- zugsachse D ausgerichtet. Anschließen wird die Kalibrier¬ kontur K taktil oder optisch abgetastet. Die durch die Ab¬ tastung erfassten Messwerte der Kalibrierkontur K werden mit den dem Konturnormal 10 entlang der gemessenen Messstrecke 28 erfassten tatsächlichen Werte der Messstrecke 28 verglichen. Im Falle einer Abweichung zwischen den gemessenen Werten und den tatsächlichen Werten, die außerhalb eines zulässigen Toleranzbereichs für das Konturmessgerät liegt, kann das Konturmessgerät justiert werden, um die Ab¬ weichung zu reduzieren. Der Vorgang wird solange wiederholt, bis die abgetasteten Messwerte mit den tatsächlichen Konturwerten entlang der Messstrecke 28 übereinstimmen oder zumindest innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs liegen.
In Figur 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Konturnormals 10 veranschaulicht. Der grundsätzliche Aufbau entspricht dem zuvor beschriebenen Konturnormal 10 gemäß der Figuren 1 und 2, so dass auf die vorstehende Be¬ schreibung verwiesen werden kann. Nachfolgend werden Unterschiede gegenüber den zuvor beschriebenem Ausführungsbeispielen erläutert.
Die Markierung 29 am Körper 11 zum Auffinden der wenigstens einen Messstrecke 28 ist bei dem in Figur 3 ge¬ zeigten Ausführungsbeispiel als sogenannter Flick 45 ausge¬ führt. Der Flick 45 ist an dem zylindrischen Verbindungsabschnitt 26 vorgesehen, der unmittelbar an eines der beiden Endstücke 12, 13 und vorzugsweise an das zweite Endstück 13 mit geringerer axialer Länge anschließt. Der Flick 45 ist durch eine Abflachung an dem zylindrischen Verbindungsabschnitt 26 ausgeführt, wie dies insbesondere in Figur 4 zu erkennen ist. Die Abflachung hat gegenüber der zylindrischen Mantelfläche des zylindrischen Verbindungsabschnitts 26 in Umfangsrichtung gesehen mittig einen maximalen Abstand t von etwa 1 mm zur Mantelfläche. Der Flick 45 ist durch eine rechteckförmige plane Fläche gebildet. Er lässt sich durch eine Anlastung in Umfangsrichtung um die Längsachse L sehr genau antasten, so dass eine exakte Lagebe¬ stimmung der wenigstens einen Messstrecke 28 möglich ist.
Ein weiterer Unterschied des in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiels gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 und 2 besteht darin, dass im Anschluss an den auf das zweite Endstück 13 folgenden zylindrischen Verbindungsabschnitt 26 ein zylindrischer Ring 46 angeordnet ist. Der zylindrische Ring 46 weist einen dritten Durchmesser D3 auf, der größer ist als der zweite Durchmesser D2 der zylindrischen Verbindungsabschnitte 26 und kleiner als der erste Durchmesser Dl der beiden Endstücke 12, 13. An den zylindrischen Ring schließt sich auf beiden Seiten jeweils ein zylindrischer Verbindungsabschnitt 26 mit dem zweiten Durchmesser D2 an. Somit ist an dem zylindrischen Ring 46 im Übergang zu jedem der beiden zylindrischen Verbindungsabschnitte 26 jeweils eine radial zur Längsachse L des Kör¬ pers 11 verlaufende ringförmige Flanke 47 gebildet.
Die beiden Flanken 47 am zylindrischen Ring 46 dienen zum Antasten des Rings 46 von beiden Axialseiten her, um die axiale Länge des Rings 46 zu bestimmen. Dabei erfolgt das Antasten an den Flanken 47, die gegenüber der jeweils angrenzenden Fläche des zylindrischen Verbindungsabschnitts 26 radial vorspringen. Der zylindrische Ring 46 dient mit¬ hin zum Kalibrieren bei der Messung einer Axiallänge an einem Radialvorsprung.
Das in Figur 3 dargestellte Konturnormal 10 weist so¬ zusagen auch ein Gegenstück zum zylindrischen Ring 46 auf. Im Anschluss an den zylindrischen Verbindungsabschnitt 26, der an das erste Endstück 12 anschließt, ist eine ringför¬ miger Nut 50 vorgesehen, der eine im Querschnitt rechteck- förmige oder quadratische Gestalt aufweist. An die Nut 50 schließt sich axial an beiden Seiten jeweils ein zylindrischer Verbindungsabschnitt 26 an. Durch die Nut 50 sind zwei Nutflanken 51 gebildet, die radial zur Längsachse L des Körpers 11 verlaufen. Über die beiden Nutflanken 51 kann die axiale Länge der Nut 50 durch Antasten bestimmt werden. Die Nutflanken 51 und die Nut 50 dienen beim Konturnormal 10 mithin dazu, die Kalibrierung für die Messung einer axialen Länge einer Nut bzw. einer nutartigen Vertiefung durchzuführen.
Darüber hinaus kann eine der Nutflanken 47, 51 als Startpunkt für eine automatisch ablaufende taktile Kontur¬ messung genutzt werden.
Abgesehen von den Beschriebenen Unterschieden kann das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel wie die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Aus führungs formen des Konturnormals 10 ausgestaltet sein.
Die Erfindung betrifft ein Konturnormal 10 das aus einem Körper 11 mit einem rotationssymmetrischen Kalibrierbereich 14 besteht. Im rotationssymmetrischen Kalibrierbereich 14 weist der Körper 11 mehrere nicht-zylindrische Axialab¬ schnitte 17 aufweist, die konkav, konvex, unter Bildung ei¬ nes vorgegebenen Winkels als Radialvorsprung 22 oder als Radialvertiefung 23 ausgeführt sein können. Entlang des Kalibrierbereichs 14 ist wenigstens eine parallel zur Längs¬ achse L des Körpers 11 verlaufende Messstrecke 28 vorgese¬ hen, die sowohl axiale Kalibriergrößen Ii, mit i=l bis n, als auch radiale Kalibriergrößen a, b vorgibt. Die Werte dieser Kalibriergrößen a, b, Ii können beim Kalibrieren eines Messgeräts mit den abgetasteten Werten verglichen und das Messgerät auf Basis der festgestellten Abweichung justiert werden. Wegen des rotationssymmetrischen Kalibrierbe- reiches 14 eignet sich das Konturnormal 10 sowohl für die Kalibrierung von taktil, als auch für die Kalibrierung von optisch messenden Konturmessgeräten.
Bezugs zeichenliste :
10 Konturnormal
11 Körper
12 erstes Endstück
13 zweites Endstück
14 Kalibrierbereich
17 nicht-zylindrischer Axialabschnitt
18 Konkavabschnitt
19 Konvexabschnitt
20 vorspringender Prismaabschnitt
21 rückspringender Prismaabschnitt
22 Radialvorsprung
23 Radialvertiefung
26 Verbindungsabschnitt
27 Mantelfläche
28 Messstrecke
29 Markierung
30 Haltemittel
31 Halteeinrichtung
32 Zentrierbohrung
33 Endbereich der Zentrierbohrung
34 Haltedorn
35 Scheibe
40 Umfangsflache
41 Taststift
45 Flick
46 zylindrischer Ring
47 Flanke
50 Nut Kalibrierwinkel a, b radiale Kalibriergröße
Dl erste Durchmesser
D2 zweiter Durchmesser
D3 dritter Durchmesser
B Bezugsachse
K Kalibrierkontur
L Längsachse
Ii axiale Kalibriergröße
Rl erster Radius
R2 zweiter Radius t Abstand

Claims

Patentansprüche :
1. Konturnormal (10) aus einem Körper (11) mit einem
rotationssymmetrischen Kalibrierbereich (14) zum
Kalibrieren und/oder Überwachen eines
Konturmessgerätes , mit mehreren nicht-zylindrische Axialabschnitten (17) im Kalibrierbereich (14) des Körpers (11), die wenigstens einen konkav ausgebildeten axialen
Konkavabschnitt (18), wenigstens einen konvex
ausgebildeten axialen Konvexabschnitt (19) und wenigstens einen axialen Prismaabschnitt mit einer im Längsschnitt durch den Körper (11) gesehen
dreieckförmigen Vertiefung (23) oder mit einem im Längsschnitt gesehen dreieckförmigen Radialvorsprung (22) aufweisen.
2. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten nicht¬ zylindrische Axialabschnitte (17) durch jeweils einen zylindrischen Verbindungsabschnitt (26) verbunden sind .
3. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche () des Kalibrierbereichs (14) im Konkavabschnitt (18) und/oder im Konvexabschnitt (19) in Richtung der Längsachse (L) des Körpers (11) gesehen entlang eines Kreisbogens verläuft.
4. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) an beiden axialen Enden jeweils ein zylindrisches Endstück (12, 13) aufweist.
5. Konturnormal nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zylindrischen Endstücke (12, 13) jeweils eine zylindrische
Umfangsflache aufweisen, die als Ausrichtfläche zum Ausrichten des Körpers (11) in Richtung einer
vorgegebenen Bezugsachse (B) dient.
6. Konturnormal nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (Dl) der beiden zylindrischen Endstücke (12, 13) größer ist als der Durchmesser aller axialen Abschnitte (17, 26) im Kalibrierbereich (14) .
7. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine
kalibrierte axiale Messstrecke (28) im
Kalibrierbereich (14) des Körpers (11) vorgegeben ist.
8. Konturnormal nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der wenigstens eine kalibrierten Messstrecke (28) durch eine
Markierung (29) am Körper (11) identifiziert werden kann .
9. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) aus einem einheitlichen Material frei von Verbindungs- oder Fügestellen hergestellt ist.
10. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) aus
Stahl, insbesondere chromhaltigem Stahl besteht.
11. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen
Verbindungsabschnitte (26) zur Bezugsbildung verwendet werden .
12. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass Maßbestimmungen innerhalb eines Geometrieelements in einem nicht-zylindrischen Axialabschnitt (17) und/oder durch Verknüpfung von mehreren Geometrieelementen erfolgen.
13. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) an beiden axialen Enden jeweils ein Haltemittel (30) zum Halten des Körpers (11) in einer Halteeinrichtung (31) aufweist .
14. Konturnormal nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) durch ein spanabhebendes Verfahren hergestellt oder als Gussteil ausgeführt ist.
15. Konturnormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11) gehärtet ist.
16. Verwendung des Konturnormals (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche zum Kalibrieren eines taktil oder optisch messenden Konturmessgerätes.
17. Verfahren zum Kalibrieren eines Konturmessgeräts,
- Bereitstellen eines Konturnormals (10) aus einem rotationssymmetrischen Körper (11) mit einem
Kalibrierbereich (14), der mehrere nicht-zylindrische Axialabschnitte (17) aufweist, die wenigstens einen konkav ausgebildeten axialen Konkavabschnitt (18), wenigstens einen konvex ausgebildeten axialen
Konvexabschnitt (19) und wenigstens einen axialen Prismaabschnitt (20, 21) mit einer im Längsschnitt gesehen dreieckförmigen Vertiefung (23) oder mit einem im Längsschnitt gesehen dreieckförmigen
Radialvorsprung (22) enthalten,
- Ausrichten des rotationssymmetrischen Körpers (11) mit seiner Längsachse (L) entlang einer Bezugsachse (B) ,
- Abtasten einer Kalibrierkontur (K) im
Kalibrierbereich (14) entlang einer axialen
Messstrecke (28),
- Vergleichen der erfassten Messwerte mit den
kalibrierten tatsächlichen Werten der Messstrecke (28) ,
- Einstellen des Konturmessgeräts, so dass die
Messwerte innerhalb eines zulässigen Toleranzbereichs gegenüber den tatsächlichen Werten der Messstrecke (28) liegen.
PCT/EP2011/074004 2011-05-02 2011-12-23 Konturnormal mit rotationssymmetrischem kalibrierbereich, verwendung des normals und verfahren zum kalibrieren und/oder überwachen eines konturmessgeräts WO2012149987A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201180070487.5A CN103857979B (zh) 2011-05-02 2011-12-23 带有旋转对称的校准区域的轮廓标准器件、标准器件的使用以及用于校准和/或探测轮廓测量仪的方法
US14/113,067 US9297629B2 (en) 2011-05-02 2011-12-23 Contour standard having a rotationally symmetrical calibration region, use of the standard and method for calibrating and/or monitoring a contour measuring instrument

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011050036A DE102011050036B4 (de) 2011-05-02 2011-05-02 Konturnormal mit rotationssymmetrischem Kalibrierbereich, Verwendung des Normals und Verfahren zum Kalibrieren und/oder Überwachen eines Konturmessgeräts
DE102011050036.7 2011-05-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012149987A1 true WO2012149987A1 (de) 2012-11-08

Family

ID=45403168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/074004 WO2012149987A1 (de) 2011-05-02 2011-12-23 Konturnormal mit rotationssymmetrischem kalibrierbereich, verwendung des normals und verfahren zum kalibrieren und/oder überwachen eines konturmessgeräts

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9297629B2 (de)
CN (1) CN103857979B (de)
DE (1) DE102011050036B4 (de)
WO (1) WO2012149987A1 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9021853B1 (en) * 2014-05-27 2015-05-05 Micro Surface Engineering, Inc. Dimensionally stable long, calibration device
DE102014008903A1 (de) * 2014-06-14 2015-12-17 T & S Gesellschaft für Längenprüftechnik mbH Verfahren zur Messung einer Oberfläche eines Bauteils mittels eines taktilen Messtasters
CN105675272A (zh) * 2014-11-20 2016-06-15 中国航空工业第六八研究所 一种判断摆式零件动态特性优略的检测方法
DE102017131465B4 (de) * 2017-12-29 2021-01-28 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Kalibrierkörper und Verfahren zum Kalibrieren optischer Messeinrichtungen zum Messen rotierbarer Werkstücke
DE102017131466B4 (de) * 2017-12-29 2020-12-31 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Etalon-Stufenwelle und Verfahren zum Kalibrieren optischer Messeinrichtungen
DE102018126019A1 (de) * 2018-10-19 2020-04-23 Hekuma Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen von Spritzgussteilen, insbesondere Pipettenspitzen
DE102018133671A1 (de) * 2018-12-28 2020-07-02 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Normal zur Kalibrierung eines Koordinatenmessgeräts
CN110954041B (zh) * 2019-12-25 2021-09-24 中国计量科学研究院 三维螺纹测量仪的校准方法
DE102020127164B3 (de) * 2020-10-15 2021-07-15 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Radialkraft-Vorrichtung für ein Konturmessgerät und Messsystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2201453A1 (de) * 1972-09-29 1974-04-26 Skf Ind Trading & Dev
US4539753A (en) * 1983-04-18 1985-09-10 Fitzpatrick John F Inspection tool
US5269067A (en) * 1989-09-11 1993-12-14 Leitz Messtechnik Gmbh Test specimens composed of rod segments for co-ordinate measuring instruments

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4899793A (en) * 1986-06-17 1990-02-13 Shopsmith, Inc. Duplicating system for a lathe
CN2235602Y (zh) * 1995-04-06 1996-09-18 段文才 多用标准量块
DE102005042278B4 (de) * 2005-04-21 2011-01-13 Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Evolventischer Prüfkörper mit überlagerten periodischen Strukturen, auch Wellen genannt, zur Beurteilung von Messgeräten und Werkzeugmaschinen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2201453A1 (de) * 1972-09-29 1974-04-26 Skf Ind Trading & Dev
US4539753A (en) * 1983-04-18 1985-09-10 Fitzpatrick John F Inspection tool
US5269067A (en) * 1989-09-11 1993-12-14 Leitz Messtechnik Gmbh Test specimens composed of rod segments for co-ordinate measuring instruments

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011050036B4 (de) 2012-01-19
CN103857979B (zh) 2017-03-08
CN103857979A (zh) 2014-06-11
US20140144203A1 (en) 2014-05-29
US9297629B2 (en) 2016-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012149987A1 (de) Konturnormal mit rotationssymmetrischem kalibrierbereich, verwendung des normals und verfahren zum kalibrieren und/oder überwachen eines konturmessgeräts
EP2356401B1 (de) Optisches sensorelement für eine messmaschine, und messmaschinenseitiges kupplungselement hierfür
DE102013015237A1 (de) Rauheits-Messinstrument zum Einsatz in einer Werkzeugmaschine und Verfahren zur Rauheitsmessung in einer Werkzeugmaschine
DE102016208949A1 (de) Vorrichtung zum Vermessen der Geometrie der Innenwand von Bohrungen und Verfahren
DE2732979C2 (de)
CH674485A5 (de)
DE2332670C3 (de) Prüfeinrichtung zur Prüfung der Ebenheit und Rechtwinkligkeit von Werkstückoberflächen
DE102016122509A1 (de) Prüf- und/oder Kalibriernormal
CH636193A5 (de) Anzeigegeraet mit vorrichtung zum pruefen und messen von bohrungen.
DE19842630A1 (de) Aufsatzelement und Vorrichtung zur Positionsbestimmung oder Ausmessung eines Loches oder eines Bolzens
DE19808825C2 (de) Verfahren zum Vermessen von Kegelgewinden auf einem Koordinatenmeßgerät
EP4001827A1 (de) Verfahren zum vermessen eines werkstücks
EP0472844B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden von thermischen Überbeanpruchungen von Werkstücken beim Schleifen (Schleifbrand)
EP1397636B1 (de) Mehrkoordinaten-tastmessgerät
DE19613175C2 (de) Verfahren zur komplexen Messung von Gewindekenngrößen an Außen- und Innengewinden und zugehörige Vorrichtung
EP1931935B1 (de) Kalibrierlehre zur kalibrierung eines messschiebers
DE10319711B4 (de) Verfahren zur hochgenauen dimensionalen Messung an Messobjekten
EP1938665B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum vermessen mindestens eines konischen gewindes
DE3023607A1 (de) Geraet zum ausmessen von oberflaechen
DE19702950C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Schichtdicke an zylindrischen Kleinteilen
DE102005010352B3 (de) Messtaster und Tastschnittverfahren zur Ermittlung der Form eines Werkstücks
DE3422161C2 (de)
DE19827364B4 (de) Verfahren zum Messen kegeliger Gewinde
DE4035302A1 (de) Innenverzahnungs-messeinrichtung
EP0204073B1 (de) Eine Schraube aufnehmender Halter mit Vorrichtung zum Bestimmen (Messen, Prüfen, Bearbeiten) der Koaxialität von Gewinde und Schaft der Schraube

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11805864

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14113067

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11805864

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1