DE10020734A1

DE10020734A1 - Oberflächentexturmessvorrichtung

Info

Publication number: DE10020734A1
Application number: DE10020734A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Hidaka; Toshihiro Kanematsu; Hiroomi Honda; Hideki Mishima; Takao Ishitoya
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: DE10020734B4; GB2349470A; US6510363B1; GB0010091D0; JP2000310527A; GB2349470B

Abstract

Eine Oberflächentexturmessvorrichtung ermöglicht es, die Wirkungen von störenden Schwingungen zu eliminieren und eine hochgenaue Messung zu erhalten. Die Oberflächentexturmessvorrichtung ist ferner mit einer kleinen Oberflächentexturmessvorrichtung versehen, die den Betrag der Schwingung eines Werkstückes erfasst, während eine Detektiereinheit in Kontakt mit der Oberfläche des Werkstückes gehalten wird, ohne dass die Einheit entlang des Werkstückes bewegt wird. Die Hauptoberflächentexturmessvorrichtung führt Messung mit hoher Genauigkeit auf der Grundlage des erfassten Unebenheitswertes der Oberfläche des Werkstückes und dem Betrag der Schwingungen, die von der kleinen Oberflächentexturmessvorrichtung erfasst werden, aus.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Oberflächentextur und betrifft insbesondere ein Vorrichtung, die in der Lage ist, während der Messung auf tretende Schwingungen zu berücksichtigen.

Beschreibung des Standes der Technik

Allgemein bekannt sind Oberflächentexturmessvorrichtungen, die eine Oberfläche eines Messobjektes (Werkstück) mit einem Detektor abtasten, der einen Abtaststift besitzt, um die Unebenheit (oder Rauheit) der Oberfläche zu messen.

In einer derartigen Oberflächentexturmessvorrichtung wird der Abtaststift in einer festen Richtung (Richtung der X-Achse) bewegt und die Verschiebung des Taststiftes in der vertikalen Richtung (Richtung der Z-Achse), die durch die Unebenheit des Werkstückes verursacht wird, wird in elektrische Signale umgewandelt, die mit einem skalierten Sig nal oder einem festen Zeitsignal abgetastet werden, so dass die Unebenheit (Rauheit, Wölbung, Form, oder gleichen) als Funktion der zurückgelegten Entfernung (in der X Richtung) analysiert und auf einem Anzeigeelement angezeigt oder auf einem Drucker ausgedruckt wird.

Bei der Messung der Oberflächentextur eines Werkstückes wird im Allgemeinen eine Unebenheit kleiner als wenige µm erfasst und somit beeinflusst bereits eine sehr gerin ge Schwingung bzw. Vibration die Messdaten nachteilig in Form einer Störung.

Obwohl ein Werkstück auf einem schwingungsgeschützten Tisch angeordnet werden kann, um derartige Schwingungen zu vermeiden, ist dies nicht immer ausreichend, um eine sehr kleine Unebenheit zu messen, die Zuverlässigkeit der Messdaten ist damit problematisch. Genauer gesagt, eine Störung durch Schwingungen wird durch eine im Messraum umhergehende Person verursacht und ruft eine nachteilige Wirkung auf die während der hochempfindlichen Messung gewonnenen Daten hervor, selbst wenn ein schwingungsgeschützter Tisch verwendet wird; es muß daher ein beträchtliches Maß an Vorsicht selbst beim Umhergehen aufgewendet werden. Ferner kann die von einem ver schlissenen Reduktionsgetriebe oder einem Motor, die in der Messapparatur enthalten sind, verursachte Deformation selbst eine Quelle von Schwingungen sein.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messapparatur bereitzustellen, die das Messen der Oberflächentextur eines Werkstückes mit hoher Genauigkeit ermög licht, selbst wenn während der Messung störende Schwingungen erzeugt werden.

Um diese Aufgabe zu lösen, richtet sich die Messapparatur der vorliegenden Erfindung an eine Oberflächentexturmessvorrichtung zum Bewegen eines Taststiftes in einer ers ten Achsenrichtung entlang eines Werkstückes, um eine aus der Oberflächentextur des Werkstückes resultierenden Auslenkung bzw. Verschiebung des Abtaststiftes in einer zweiten Achsenrichtung, die senkrecht zur ersten Achsenrichtung ist, zu erfassen, wobei die Vorrichtung eine Detektiereinrichtung zum Erfassen von Schwingungen des Werk stückes und eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben der erfassten Schwingung in Ver bindung mit der Bewegung des Abtaststiftes in der ersten Achsenrichtung umfasst. Durch das Erfassen der Schwingung des Werkstückes kann eine Korrektur ausgeführt werden, um Schwingungsanteile, die in der Auslenkung des Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung enthalten sind, zu entfernen. Die Korrektur zur Entfernung der Schwin gung kann durch die Oberflächentexturmessvorrichtung ausgeführt werden. Alternativ kann die Oberflächentexturmessvorrichtung Messdaten, d. h. mit der Bewegung in der ersten Richtung und den Schwingungsdaten verknüpfte Auslenkungsdaten, an ein ex ternes Gerät ausgeben, das die Schwingungsanteile eliminiert.

Die Detektiereinrichtung zum Erfassen von Schwingungen umfasst vorzugsweise einen zweiten Abtaststift und eine Einrichtung, um den zweiten Abtaststift in Kontakt mit der Oberfläche des Werkstückes zu bringen, um die Auslenkung des zweiten Taststiftes in der zweiten Achsenrichtung an einer Kontaktstelle zu erfassen. Für eine derartige De tektiereinheit kann eine zweite Oberflächentexturmessvorrichtung mit dem zweiten Ab taststift verwendet werden. Genauer gesagt, obwohl die zweite Oberflächentexturmess vorrichtung die Funktion einer herkömmlichen Oberflächentexturmessvorrichtung be sitzt, und zwar die Funktion, den zweiten Abtaststift entlang des Werkstückes zu bewe gen und die von der Oberflächentextur des Werkstückes resultierende Auslenkung des Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung zu erfassen, bewegt die zweite Oberflä chentexturmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung den zweiten Abtaststift nicht entlang dem Werkstück, sondern erfasst die Auslenkung des zweiten Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung als eine Schwingung.

Vorzugsweise umfasst die Detektiereinrichtung zum Erfassen von Schwingungen eine Einrichtung zum Ausgeben eines zeitlich synchronisierten Signals zum Erfassen der mit der Bewegung in der ersten Achsenrichtung verknüpften Auslenkung des Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung. Durch Verwenden des Signals, das mit dem Zeitablauf zum Erfassen der Oberflächentextur des Werkstückes synchronisiert ist, als ein Abtastsignal, um die Schwingung zu erfassen, kann eine Schwingung synchron mit der Messung der Oberflächentextur des Werkstückes nachgewiesen werden.

Wenn die zweite Oberflächentexturmessvorrichtung als die Detektiereinrichtung zum Erfassen von Schwingungen verwendet wird, umfasst die zweite Oberflächentextur messvorrichtung vorzugsweise eine Einrichtung zum Empfangen eines Signals, das mit dem Zeitablauf zum Erfassen von Auslenkungen des Abtaststiftes in der zweiten Ach senrichtung synchronisiert ist, und eine Einrichtung zum Erfassen der Schwingung, in dem das synchronisierte Signal als ein Abtastsignal verwendet wird. Somit kann die Schwingung synchron zur Messung der Oberflächentextur des Werkstückes erfasst werden.

Eine Oberflächentexturmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ein richtung zum Anhalten des Abtaststiftes an der Oberfläche des Werkstückes, eine Ein richtung zum Erfassen der Auslenkung des Abtaststiftes in der zweiten Richtung im Haltezustand als Schwingung des Werkstückes, und eine Einrichtung zum Ausgeben der Schwingung und der Auslenkung in einem Bewegungszustand. An der Oberflä chentexturmessvorrichtung ist kein separater Schwingungssensor vorgesehen; statt dessen fungiert die Oberflächentexturmessvorrichtung selbst als ein Schwingungssen sor. Genauer gesagt, der Abtaststift wird an der Oberfläche des Werkstückes ohne Be wegung in der ersten Achsenrichtung angehalten, und es wird im Haltezustand die Auslenkung in der zweiten Achsenrichtung erfasst. Diese Auslenkung wird durch ein Schwingen des Werkstückes und nicht durch die Oberflächentextur verursacht. Wenn man berücksichtig, dass diese Schwingung ebenfalls in dem Zustand erzeugt wird, in dem sich der Abtaststift über die Oberfläche des Werkstückes in der ersten Achsen richtung bewegt, können die Schwingungsanteile aus den Messdaten der Oberflächen textur des Werkstückes eliminiert werden.

Eine Oberflächentexturmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ein richtung zum Umschalten von Zuständen, in denen der Abtaststift sich in der ersten Achsenrichtung bewegt und angehalten wird, eine Einrichtung zum Erfassen der Aus lenkung des Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung im angehaltenen Zustand des Abtaststifts, eine Einrichtung zum Erfassen der Auslenkung des Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung in dem Zustand, wenn sich der Abtaststift bewegt, und eine Ein richtung zum Ausgeben der beiden obigen Auslenkungen. Die Messung der Oberflä chentextur und die Schwingungsmessung werden abwechselnd durch Umschalten in den Bewegungszustand und den angehaltenen Zustand durchgeführt. Folglich kann der Anteil an Schwingungen zum Zeitpunkt der Messung der Oberflächentextur des Werk stückes mit hoher Genauigkeit erfasst werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Außenansicht und den Aufbau einer Vorrichtung gemäß einer Aus führung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt als Blockdiagramm eine Anordnung einer kleinen Messvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 3 zeigt als Blockdiagramm eine weitere Anordnung der in Fig. 1 gezeigten klei nen Messvorrichtung.

Fig. 4 zeigt als Blockdiagramm eine Anordnung einer dritten Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt als Blockdiagramm eine weitere Anordnung der dritten Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Außenansicht und einen Aufbau einer Vorrichtung gemäß der vorlie genden Ausführungsform. Auf einer Bodenplatte 10 ist ein Befestigungstisch 12 ange ordnet, auf dem ein Werkstück 14 befestigt ist. Die Bodenplatte 10 und der Befesti gungstisch 12 besitzen einen schwingungsgeschützten Aufbau. Ein Detektiergerät 16 mit einem Abtaststift ist an der Bodenplatte 10 in Form eines Antriebselements 18 und eines Federbeins 20 vorgesehen. Das Detektiergerät 16 wird durch die Antriebseinheit 18 in den Richtungen, die in der Zeichnung mit X und Z bezeichnet sind, bewegt. Die Spitze des Abtaststiftes wird mit einer Oberfläche des Werkstückes 14 durch Bewegen des Geräts 16 in der Z-Richtung in Kontakt gebracht, und die Unebenheit der Oberflä che des Werkstückes 14 wird erfasst, während sich das Gerät 16 in der X-Richtung be wegt. Der erfasste Betrag an Unebenheit wird in elektrische Signale umgewandelt, an eine Anzeigeeinheit 22, etwa ein Computerdisplay oder dergleichen, gesendet und dort angezeigt.

Wenn für die Anzeigeeinheit 22 ein Computerdisplay verwendet wird, kann eine Kon trolleinheit des Computers die Antriebseinheit 18 über ein Kommunikationselement steuern und antreiben; die Detektionssignale aus dem Detektiergerät 16 können verar beitet und auf dem Anzeigeelement 22 angezeigt werden. Die Oberflächentexturmess vorrichtung mit der Bodenplatte 10, dem Befestigungstisch 12, dem Detektiergerät 16, der Antriebseinheit 18, dem Federbein 20 und der Anzeigeeinheit 22 (oder dem mit ei ner arithmetischen Recheneinheit versehenen Computer) wird im weiteren als eine Hauptmessvorrichtung bezeichnet.

Ein Verstrebungselement 24 ist aufrecht an der Bodenplatte 10 befestigt und mit einer kleinen Oberflächentexturmessvorrichtung 26 (im weiteren als kleine Messvorrichtung. 26 bezeichnet), versehen. Die kleine Messvorrichtung 26 dient als Mikroschwingungs messer, der eine kleine Schwingung, mit dem das Werkstück 14 beaufschlagt wird, nachweist und diese zur Hauptmessvorrichtung überträgt. Die Hauptmessvorrichtung empfängt die Eingabe der kleinen Schwingung und eliminiert ein Schwingungssignal aus einem erfassten Unebenheitssignal, um ein Unebenheitssignal ohne Schwingungsan teile zu erhalten, wodurch die Oberflächentextur des Werkstückes analysiert wird. Ob wohl die kleine Messvorrichtung 26 ein Detektiergerät mit einem Abtaststift, einer An triebseinheit, einer Datenanalysiereinheit, und dergleichen umfasst, in ähnlicher Weise wie die Hauptmessvorrichtung, wird der Abtaststift der Vorrichtung 26 (ein zweiter Ab taststift) nicht entlang dem Werkstück 14 bewegt, und bleibt mit der Oberfläche des Werkstücks 14 in Kontakt. Da der Abtaststift der kleinen Messvorrichtung 26 durch die an dem Werkstück 14 anliegende Schwingung ausgelenkt wird, kann der Betrag der Schwingung am Werkstück 14 mit hoher Genauigkeit erfasst werden.

Fig. 2 zeigt als Blockdiagramm eine Anordnung der in Fig. 1 gezeigten kleinen Messvor richtung 26. Die als Schwingungsmesser fungierende kleine Messvorrichtung umfasst wie die Hauptmessvorrichtung eine Detektiereinheit 30, eine Detektierwertspeicherein heit 32, eine Oberflächentexturanalysiereinheit 34, eine Messbedingungsspeichereinheit 38, eine Antriebseinheit 40 und eine Anzeige/Druckverarbeitungseinheit 46. Die kleine Messvorrichtung umfasst ferner eine Abtastsignalerzeugungseinheit 42, eine Umschalt einheit 44 und eine Schwingungsanalysiereinheit 36, die in der Hauptmessvorrichtung nicht enthalten sind. In Fig. 2 sind die Komponenten, die sowohl in der Hauptmessvor richtung als auch in der kleinen Messvorrichtung vorhanden sind, von einer Strichpunkt linie umgeben. Anzumerken ist, dass die Oberflächentexturanalyseeinheit der Haupt messvorrichtung Schwingungsdaten aus der Schwingungsanalysiereinheit 36 der klei nen Messvorrichtung 26 empfängt und eine Korrekturverarbeitung ausführt, die im Fol genden erläutert wird.

Die Detektiereinheit 30 besitzt ebenso wie das Detektiergerät 16 einen Abtaststift und wandelt Auslenkungen in der Z-Achsenrichtung in elektrische Signale um, die der De tektierwertspeichereinheit 32 zugeführt werden.

Die Detektierwertspeichereinheit 32 speichert den erfassten Betrag der Auslenkung und führt diesen der Oberflächentexturanalyseeinheit 34 zu. Bei der Schwingungsanalyse führt die Einheit 32 den erfassten Betrag an Auslenkung (Betrag der Schwingung) der Schwingungsanalysiereinheit 36 zu. Die Einheit, zu der die Einheit 32 die Daten sendet, wird in Übereinstimmung mit einem Schaltsignal, das von der später beschriebenen Umschalteinheit 44 geliefert wird, bestimmt.

Die Oberflächentexturanalyseeinheit 34 berechnet die Rauheit, Wölbung, Form, und dergleichen auf der Grundlage, des erfassten Wertes und gibt die Daten an die Anzei ge/Druckverarbeitungseinheit 46 aus. Die Bedingungen der Analyse werden durch in der Messbedingungsspeichereinheit 38 gespeicherte Parameter bestimmt, und diese Para meter können nach Wunsch von einem Anwender festgelegt werden.

Die Schwingungsanalysiereinheit 36 verarbeitet den von der Detektierwertspeicherein heit 32 gelieferten erfassten Wert, detektiert den Betrag der Schwingung als Funktion der Messzeit in der Hauptmessvorrichtung und gibt den erfassten Betrag an die Anzei ge/Druckverarbeitungseinheit 46 aus. Wenn die Antriebseinheit 18 das Detektiergerät 16 mit einer festen Geschwindigkeit in der Hauptmessvorrichtung antreibt, kann die Positi on des Detektiergeräts 16 in der X-Achsenrichtung eindeutig durch Spezifizierung der Messzeit (seit Beginn der Messung verstrichene Zeit) identifiziert werden. Daher kann der durch die Hauptmessvorrichtung erhaltene Betrag der Unebenheit und der durch die kleinen Messvorrichtung 26 erhaltene Betrag der Schwingung miteinander synchroni siert werden, indem der Betrag der Schwingung als eine Funktion der Zeit erfasst wird. Der von der Schwingungsanalysiereinheit 36 empfangene Betrag der Schwingung wird der Oberflächentexturanalyseeinheit der Hauptmessvorrichtung zugeführt. Die Oberflä chentexturanalyseeinheit der Hauptmessvorrichtung korrigiert den Betrag der Uneben heit unter Verwendung des zugeführten Betrages der Schwingung, d. h. der Schwin gungsanteil wird aus dem erfassten Betrag der Unebenheit eliminiert, um einen genauen Betrag der Unebenheit an der Oberfläche des Werkstückes zu ermitteln.

Die Antriebseinheit 40 erzeugt intern und liefert ein Antriebssignal zum Bewegen der Detektiereinheit 30 entlang der Oberfläche des Werkstücks 14, in ähnlicher Weise wie die Hauptmessvorrichtung. In der kleinen Messvorrichtung 26 wird jedoch das Antriebs signal der Umschalteinheit 44 zugeführt.

Die Umschalteinheit 44 schaltet das Antriebssignal aus der Antriebseinheit 40 und das Abtastsignal aus der Abtastsignalerzeugungseinheit 42 und gibt das Signal zur Detek tiereinheit 30 aus. Genauer gesagt, wenn die kleine Messvorrichtung 26 als eine ge meinsame Oberflächentexturmessvorrichtung dienen soll, liefert die Einheit 44 das An triebssignal aus der Antriebseinheit 40 zur Detektiereinheit 30, um die Einheit 30 zu ver anlassen, sich entlang der Oberfläche des Werkstückes 14 zu bewegen und um die O berflächentexturanalyseeinheit 34 zu veranlassen, eine Analyse auszuführen. Wenn an dererseits die kleine Messvorrichtung 26, wie in Fig. 1 gezeigt, als ein Mikroschwin gungsmesser dienen soll, wird das Abtastsignal aus der Abtastsignalerzeugungseinheit 42 der Detektiereinheit 30 zugeführt, um die vom Schwingen des Werkstücks 14 verur sachte Auslenkung in der Z-Achsenrichtung an einer festen Position der X- Achsenrichtung mit anschließender Ermittlung des Betrags der Schwingung durch die Schwingungsanalysiereinheit 36 zu messen.

Somit besitzt die kleine Messvorrichtung 26 der vorliegenden Ausführungsform ein System zum Steuern des Detektors 30 auf der Grundlage des von der Antriebseinheit 40 zugeführten Signals, und ein System zum Steuern des Detektors 30 auf der Grund lage des Signals von der Abtastsignalerzeugungseinheit 42. Durch geeignetes Schalten dieser zwei Systeme in der Umschalteinheit 44 kann die kleine Messvorrichtung 26 der vorliegenden Ausführungsform nicht nur als eine gemeinsame Oberflächentexturmess vorrichtung dienen, sondern auch in Kombination mit einer weiteren Oberflächentextur messvorrichtung als ein Mikroschwingungsmesser dienen und zur Verbesserung der Messgenauigkeit beitragen.

Fig. 3 zeigt als Blockdiagramm eine weitere Anordnung der kleinen Messvorrichtung 26, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die in Fig. 3 gezeigt Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 2 gezeigten Anordnung dadurch, dass die Abtastsignalerzeugungseinheit 42 durch eine Eingabeeinheit 48 zum Bereitstellen eines von einer externen Abtastsignalerzeu gungseinheit 47 empfangenen Signals an die Umschalteinheit 44 ersetzt ist.

Die externe Abtastsignalerzeugungseinheit 47 liefert ein Zeitablaufsignal zur Auslen kungsmessung in der Z-Achsenrichtung in gleicher Weise wie die Abtastsignalerzeu gungseinheit 42, und teilt sich vorzugsweise den Messzeitablauf mit der Hauptmessvor richtung. Genauer gesagt, die Antriebseinheit in der Hauptmessvorrichtung wird als die externe Abtastsignalerzeugungseinheit 47 verwendet, und ein Signal aus der Antriebs einheit wird als Abtastsignal und nicht als Antriebssignal verwendet. Folglich kann die Schwingungsmessung und die Texturmessung in der Hauptmessvorrichtung völlig syn chronisiert zueinander durchgeführt werden, wodurch gewährleistet wird, dass Schwin gungsanteile eliminiert und damit eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden.

Obwohl der von der Schwingungsanalysiereinheit 36 erfasste Betrag der Schwingung der Hauptmessvorrichtung zugeführt und aus dem erfassten Unebenheitswert in dieser Ausführungsform eliminiert wird, können der Betrag der Schwingung und der Uneben heitswert unabhängig voneinander ausgegeben und verglichen werden, oder der aus gegebene Betrag der Schwingung kann mit einem Schwellwert verglichen werden und bei Überschreiten dieses Schwellwerts kann ein Alarm ausgelöst werden.

Ferner kann, obwohl in dieser Ausführungsform die kleine Messvorrichtung als ein Mik roschwingungsmesser verwendet wird, in der Hauptmessvorrichtung ein zugeordneter Mikroschwingungsmesser installiert sein, um den Betrag der Schwingung zu erfassen. Ein derartiger zugeordneter Mikroschwingungsmesser kann einen Abtaststift, eine De tektiereinheit, um den Abtaststift in Kontakt mit einer Oberfläche eines Werkstückes zur Erfassung der Auslenkung in der Z-Achsenrichtung als Schwingung in Kontakt zu brin gen, und eine Einheit zum Ausgeben der erfassten Schwingung umfassen.

Alternativ kann die Hauptmessvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform als ein Schwingungsmesser ohne Anwendung der kleinen Messvorrichtung oder des zugeord neten Mikroschwingungsmessers verwendet werden. Genauer gesagt, entsprechend dieser Option wird das Detektiergerät 16 nicht in der X-Achsenrichtung bewegt und der Abtaststift wird vor dem Ausführen einer Messung am Werkstück angehalten. In diesem Zustand wird die Auslenkung des Abtaststifts in der Z-Achsenrichtung erfasst, um den Betrag der Schwingung zu erhalten, und anschließend wird das Detektiergerät 16 in der X-Achsenrichtung bewegt, um die Unebenheit zu erfassen. Alternativ kann das Detek tiergerät 16 angehalten werden, um den Betrag der Schwingung nach dem Erfassen der Unebenheit zu ermitteln. Ferner kann das Detektiergerät 16 regelmäßig angehalten werden, um den Betrag der Schwingung während der Unebenheitsmessung zu bestim men. Anders ausgedrückt, der Abtaststift wird zumindest einmal während der Messperi ode angehalten, um den Betrag der Schwingung zu erfassen, auf dessen Grundlage der Betrag der Unebenheit korrigiert wird. Das Umschalten vom Bewegungszustand in den angehaltenen Zustand kann von einem Anwender programmiert werden.

Ferner kann, obwohl eine sehr genaue Messung der Oberflächentextur durch Berück sichtigung der Schwingung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erreicht werden kann, eine weitere (eine dritte) Oberflächenmessvorrichtung verwendet werden, die Auslenkungsdaten in der Z-Achsenrichtung und Schwingungsdaten empfängt, um die Analyse durchzuführen, wenn die Funktionsweise der Oberflächentexturanalyseeinheit der Hauptmessvorrichtung nicht zufriedenstellend ist.

Es ist eine Vielzahl an Oberflächentexturmessvorrichtungen verfügbar. Einige davon sind relativ kompakt und tragbar, während andere in einem Messraum installiert sind, in den ein Werkstück zur Messung hingebracht wird. Wenn tragbare Vorrichtungen sowohl für die Hauptmessvorrichtung als auch die kleine Messvorrichtung 26, die in Fig. 1 ge zeigt ist, verwendet werden, kann deren Funktionsweise unterhalb eines zufriedenstel lenden Niveaus bleiben. In einem derartigen Falle werden deshalb vorzugsweise die Messdaten zum Verarbeiten an eine Messvorrichtung, die in einem Messraum installiert und genügend Analysefunktionen aufweist, wie zuvor beschrieben wurde, ausgegeben.

Fig. 4 zeigt als Blockdiagramm eine weitere Anordnung von wesentlichen Komponenten einer derartigen dritten Oberflächentexturmessvorrichtung. Diese Vorrichtung umfasst eine Kommunikationseinheit 52 (RS 232 Standard, GP-IB, Centronics Spezifikation) zum Empfangen von Messdaten, die von einem externen Gerät 50, wie etwa der Hauptmessvorrichtung aus Fig. 1 und einem Übertragungscomputer zugeführt werden, eine Speichereinheit 54 zum Speichern der Kommunikationsergebnisse, einer Detek tiereinheit 30, die als gemeinsame Messvorrichtung dient, eine Deaektierwertspei chereinheit 32, eine Umschalteinheit 56 zum Umschalten zwischen Messdaten aus der Kommunikationsspeichereinheit 54 und dem erfassten Wert aus der Detektierwertspei chereinheit 32, und eine Oberflächentexturanalyseeinheit 34. Die Messdaten, die von der in Fig. 1 gezeigten Hauptmessvorrichtung geliefert werden, werden über die Um schalteinheit 56 der Oberflächentexturanalyseeinheit 34 zugeführt, und die Rauheit und Wölbung, die nicht in der Hauptmessvorrichtung berechnet werden können, werden be stimmt und ausgegeben. Das ausgegebene Ergebnis kann von einer Anzei ge/Druckeinheit (nicht gezeigt) angezeigt oder gedruckt werden. Alternativ kann das ausgegebene Ergebnis zum externen Gerät 50 über die Kommunikationseinheit 52 zu rückgespeist und an dem Anzeigegerät des externen Gerätes 50 (genauer gesagt, der Anzeigeeinheit 22 der Hauptmessvorrichtung) angezeigt werden.

Fig. 5 zeigt als Blockdiagramm eine weitere Anordnung der dritten Oberflächentextur messvorrichtung. In diesem Beispiel ist lediglich ein Teil der Analysiereinheit 34 in der dritten Oberflächentexturmessvorrichtung mit einer gewissen Funktion, wie etwa einer statistischen Bearbeitungseinheit, zur Datenverarbeitung verwendet; anschließend wer den die Daten an eine Anzeigeeinheit 58 oder an eine Druckereinheit 60 ausgegeben. Die Daten können ebenso direkt von der Umschalteinheit 56 ohne die Analyseeinheit 34 zu durchlaufen zur Anzeigeeinheit 58 oder der Druckereinheit 60 ausgegeben werden.

Einige der seit kurzem erhältlichen Handwerkzeuge wie etwa Schiebelehren und Mikro meterschrauben sind mit einer Funktion zum Ausgeben von Messdaten versehen, die von einem zugeordneten Drucker gedruckt werden oder an einen mit diesen verbunde ne statistische Verarbeitungseinheit für statistische Berechnungen geliefert werden und zur Überwachung der Verarbeitungsqualität verwendet werden. In diesem speziellen Beispiel können die von dem externen Gerät 50 zugeführten Messdaten direkt angezeigt oder gedruckt werden oder es kann eine spezielle Verarbeitung ausgeführt werden; da her können derartige von einem Handwerkzeug erhaltenen Messergebnisse zusätzlich zu den Oberflächentexturmessdaten verarbeitet werden. Somit kann die Verarbeitungs qualität durch Verwendung der dritten Oberflächentexturmessvorrichtung überwacht werden, um Messergebnisse auszugeben, statistische Bearbeitungen durchzuführen und dergleichen, ohne dass ein zugeordneter Drucker oder ein Gerät zur statistischen Verarbeitung benötigt wird.

Ebenso ist es möglich, Messdaten zur Verarbeitung von der in Fig. 1 gezeigten Haupt messvorrichtung an einem Computer mit ausreichend hoher Verarbeitungsgeschwindig keit und Verarbeitungsprogramm anstatt zur dritten Oberflächentexturmessvorrichtung zu liefern. Es ist allerdings effizienter, die dritte Oberflächentexturmessvorrichtung zu verwenden, wie oben beschrieben wurde, da die Berechnung der Oberflächentextur re lativ kompliziert ist und das Entwickeln eines derartigen Programms relativ viel Zeit be ansprucht.

Figurenbeschreibung Fig. 2

30

Detektiereinheit

32

Detektierwertspeichereinheit

34

Oberflächentexturanalysiereinheit

46

Anzeige/Druckbearbeitungseinheit

44

Umschalteinheit

42

Abtastsignalerzeugungseinheit

40

Antriebseinheit

38

Messbedingungsspeichereinheit

36

Schwingungsanalysiereinheit

100

zur Oberflächentexturanalysiereinheit der Hauptmessvorrichtung

Fig. 3

30

Detektiereinheit

32

Detektierwertspeichereinheit

34

Oberflächentexturanalysiereinheit

46

Anzeige/Druckerverarbeitungseinheit

44

Umschalteinheit

36

Schwingungsanalysiereinheit

36

Schwingungsanalysiereinheit

48

Eingabeeinheit

47

externe Abtastsignalerzeugungseinheit

40

Antriebseinheit

38

Messbedingungsspeichereinheit

Fig. 4

50

externes Gerät

52

Kommunikationseinheit

30

Detektiereinheit

54

Kommunikationsergebnisspeichereinheit

32

Detektierwertspeichereinheit

56

Umschalteinheit

34

Oberflächentexturanalysiereinheit

Fig. 5

50

externes Gerät

52

Kommunikationseinheit

30

Detektiereinheit

54

Kommunikationsergebnisspeichereinheit

32

Detektierwertspeichereinheit

34

statistische Verarbeitungseinheit, Oberflächentexturanalysiereinheit

56

Umschalteinheit

58

Anzeigeeinheit

60

Druckereinheit

Claims

1. Oberflächentexturmessvorrichtung zum Bewegen eines Abtaststiftes in einer ersten Achsenrichtung entlang eines Werkstückes, um eine Auslenkung des Ab taststiftes in einer zweiten Achsenrichtung senkrecht zur ersten Achsenrichtung infolge von einer Textur einer Oberfläche des Werkstückes zu erfassen, mit:
einer Detektiereinrichtung zum Erfassen von Schwingungen des Werkstückes; und
einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von erfassten Schwingungen in Ver bindung mit der Bewegung des Abtaststiftes in der ersten Achsenrichtung.

2. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin mit einer Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Auslenkung des Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung unter Verwendung der von der Ausgabeeinrichtung ausgegebenen Schwingung.

3. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Detektier einrichtung umfasst:
einen zweiten Abtaststift; und
eine Einrichtung, um den zweiten Abtaststift mit der Oberfläche des Werkstückes in Kontakt zu bringen, und zum Erfassen der Auslenkung des zweiten Abtaststif tes in der zweiten Achsenrichtung an einer Berührposition als die Schwingung.

4. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Detektier einrichtung eine zweite Oberflächentexturmessvorrichtung mit einem zweiten Abtaststift ist, und wobei die zweite Oberflächentexturmessvorrichtung nicht entlang dem Werkstück be wegt ist, sondern die Auslenkung des zweiten Abtaststifts in der zweiten Achsen richtung als die Schwingung erfasst.

5. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei
die Detektiereinrichtung ferner eine Einrichtung zum Ausgegeben eines Signals umfasst, das mit einem Zeitablauf zum Erfassen der Auslenkung des Abtaststifts in der zweiten Achsenrichtung synchronisiert ist, wobei
die Einrichtung zum Erfassen der Schwingung die Schwingung unter Verwen dung des synchronisierten Signals als ein Abtastsignal erfasst.

6. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die zweite O berflächentexturmessvorrichtung umfasst:
eine Einrichtung zum Empfangen eines mit einem Zeitablauf zum Erfassen der Auslenkung des Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung synchronisierten Signals; und
eine Einrichtung zum Erfassen der Schwindung durch Verwendung des synchro nisierten Signals als ein Abtastsignal.

7. Oberflächentexturmessvorrichtung zum Bewegen eines Abtaststiftes in einer ersten Achsenrichtung entlang eines Werkstückes zur Erfassung der Auslenkung des Abtaststiftes in einer zweiten Achsenrichtung senkrecht zur ersten Achsen richtung als Folge der Oberflächentextur des Werkstückes, mit:
einer Einrichtung zum Anhalten des Abtaststiftes an der Oberfläche des Werk stückes,
einer Einrichtung zum Erfassen der Auslenkung des Abtaststifts in der zweiten Achsenrichtung in einem angehaltenen Zustand als eine Schwingung des Werk stückes;
und einer Einrichtung zum Ausgeben der Schwindung und der Auslenkung in ei nem bewegten Zustand.

8. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 7, weiterhin mit einer Einrichtung zum Korrigieren der Auslenkung in dem bewegten Zustand un ter Verwendung der Schwingung.

9. Oberflächentexturmessvorrichtung zum Bewegen eines Abtaststiftes in einer ersten Achsenrichtung entlang eines Werkstückes zur Erfassung der Auslenkung des Abtaststiftes in einer zweiten Achsenrichtung senkrecht: zur ersten Achsen richtung als Folge der Oberflächentextur des Werkstückes, mit:
einer Einrichtung zum Umschalten von Zuständen, in denen der Abtaststift sich bewegt und in denen der Abtaststift stationär ist;
einer Einrichtung zum Erfassen der Auslenkung des Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung in dem Zustand, in dem der Abtaststift stationär ist;
einer Einrichtung zum Erfassen der Auslenkung des Abtaststiftes in der zweiten Achsenrichtung in dem Zustand, in dem der Abtaststift sich bewegt; und
einer Einrichtung zum Ausgeben der zwei Auslenkungen.

10. Die Oberflächentexturmessvorrichtung gemäß Anspruch 9, weiterhin mit einer Einrichtung zum Berechnen der Oberflächentextur des Werkstückes auf der Grundlage der zwei Auslenkungen.