DE19944865A1 - Dimension inspection device for machine tool, measures gap variation between measurement point and sensor surface isolated from probe surface, when subjected to force - Google Patents
Dimension inspection device for machine tool, measures gap variation between measurement point and sensor surface isolated from probe surface, when subjected to forceInfo
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Abstract
Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Werkstück- oder Werkzeugmasskontrolle, welche dazu dient, Werkstück- oder Werk zeugmasse mit einer Genauigkeit von einem Mikrometer oder besser zu er fassen. Mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung soll die Masshaltigkeit von Werkstücken oder Werkzeugen verifiziert werden.The present invention relates to a device for workpiece or tool size control, which is used for workpiece or work material with an accuracy of one micrometer or better grasp. The dimensional accuracy should be achieved by means of the device according to the invention of workpieces or tools are verified.
Insbesondere ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Verwendung an Mehrspindeldrehautomaten vorgesehen. In Mehrspindeldrehautomaten wird das Rohmaterial über Stangen zugeführt. Eine Stange wird hierbei durch ein Einspannfutter des Drehautomaten vorgeschoben. Das aus der Stange her zustellende Werkstück wird nur über Reibungskraft im Spannfutter gehal ten. Dies gilt sowohl für die Bearbeitung als auch den Transport von einer Bearbeitungsstation zur nächsten. Es ist daher möglich, dass der zu bear beitende Stangenabschnitt aufgrund der Bearbeitungskräfte der Werkzeuge in achsialer Richtung im Spannfutter verrutscht. Weiterhin ist es möglich, dass die dem Drehautomaten zugeführte Stange bei der Zufuhr nicht ausrei chend vorgeschoben wird, oder vom Vorschubanschlag wieder zurück springt, bevor das Spannfutter die Stange festhält. In allen Fällen ist eine Masshaltigkeit des herzustellenden Werkstücks nicht gewährleistet.In particular, the device according to the invention is suitable for use Multi-spindle automatic lathes provided. In multi-spindle automatic lathes the raw material is fed via rods. A rod is replaced by a Automatic lathe chuck advanced. That off the shelf The workpiece to be delivered is held in the chuck only by friction This applies to both the processing and the transport of one Processing station to the next. It is therefore possible that the bear machining rod section due to the machining forces of the tools slipped in the chuck in the axial direction. It is also possible that the bar fed to the automatic lathe is not sufficient for the feed is pushed forward or back from the feed stop jumps before the chuck holds the rod. In all cases there is one Dimensional accuracy of the workpiece to be manufactured is not guaranteed.
Vergleichbare Probleme können bei allen Arten der Materialbearbeitung mit Maschinen auftreten, bei denen eine absolut feste Halterung des zu bear beitenden Werkstücks nicht immer gewährleistet ist.Comparable problems can arise with all types of material processing Machines occur in which an absolutely firm mounting of the bear machining workpiece is not always guaranteed.
Auch bei Werkzeugen kann eine Kontrolle auf Masshaltigkeit erforderlich sein, beispielsweise um in einem laufenden Produktionsprozess den Grad ih rer Abnutzung zu erfassen.A check for dimensional accuracy may also be necessary for tools be, for example, in order to achieve the degree ih in an ongoing production process wear and tear.
Bekannt sind Verfahren zur Überprüfung der Masshaltigkeit von Werkstüc ken oder Werkzeugen, die auf einer Kraftmessung am Vorschubanschlag be ruhen. Hierbei wird das zu prüfende Werkstück oder Werkzeug gegen einen Vorschubanschlag gefahren und die dabei auftretende Kraft mittels eines ge eigneten Sensors erfasst. Erreicht die gemessene Kraft eine voreingestellte Schwelle, so wird dies als Nachweis der Masshaltigkeit des zu prüfenden Werkstücks oder Werkzeugs angesehen. Problematisch bei diesem Verfahren ist, dass ein nachträgliches Zurückrutschen des Werkstücks oder Werkzeugs in seiner Halterung z. B. aufgrund von Bearbeitungskräften hiermit nicht si cher erkannt werden kann.Methods for checking the dimensional accuracy of workpieces are known ken or tools that are based on a force measurement at the feed stop rest. Here, the workpiece or tool to be tested is against one Feed stop driven and the resulting force by means of a ge own sensor detected. The measured force reaches a preset one Threshold, this is used as proof of the dimensional accuracy of the test item Viewed workpiece or tool. Problematic with this procedure is that a subsequent slipping back of the workpiece or tool in its holder z. B. not due to machining forces can be recognized.
Weiterhin sind Verfahren bekannt, die die Masshaltigkeit von Werkstücken oder Werkzeugen mit Hilfe von berührenden Tastern überprüfen. Derartige berührende Taster arbeiten oftmals induktiv mittels des Differential-Linear- Transformatorprinzips. Im Rahmen des Verfahrens werden diese Taster mittels einer Vorschubeinheit gegen das zu vermessende Werkstück oder Werkzeug verfahren, bis Kontakt hergestellt ist. Aus der resultierenden li nearen Verschiebung eines Taststiftes, die induktiv erfasst wird, wird das relevante Mass des Werkstücks oder Werkzeugs erfasst. Wird ein solcher Ta ster gegen ein rotierendes Werkstück oder Werkzeug verfahren, so ergibt sich das Problem erhöhten Verschleisses. Weiterhin muss der als Tastspitze dienende Stift in einer Führung geführt werden, die empfindlich gegen Ver unreinigungen ist, wie sie bei der Materialbearbeitung typischerweise anfal len, beispielsweise durch Kühlschmiermittel oder Späne. Methods are also known which determine the dimensional accuracy of workpieces or tools with the help of touching buttons. Such Touching buttons often work inductively using the differential linear Transformer principle. As part of the process, these buttons by means of a feed unit against the workpiece to be measured or Move the tool until contact is made. From the resulting li near displacement of a stylus, which is detected inductively, that is relevant dimension of the workpiece or tool. If such a Ta move against a rotating workpiece or tool, results in the problem of increased wear. Furthermore, it must be used as a probe tip serving pen are guided in a guide that is sensitive to ver is the type of cleaning that typically occurs when processing materials len, for example by coolant or chips.
Ist bei der Vorrichtung zur Materialbearbeitung keine Möglichkeit zu einem solchen Verfahren des Tasters gegeben, so ist eine alternative Anordnung des Tasters zwischen zwei Bearbeitungsstationen bekannt. Das Werkstück oder Werkzeug wird von einer Bearbeitungsstation zur nächsten geführt. Dabei wird das Werkstück oder Werkzeug am Taster vorbeigeführt, so dass die Tastspitze mit dem Werkstück oder Werkzeug in Berührung kommt. Auf grund des kleinen Durchmessers der Tastspitze und der hohen Geschwin digkeit des vorbeigeführten Werkstücks oder Werkzeugs ergibt sich eine ho he mechanische Belastung des Tasters. Aufgrund dessen ist eine genaue Po sitionsmessung unmöglich. Weiterhin tritt ein erhöhter Verschleiss der Längsführung des Taststifts aufgrund der hohen seitlichen Belastung auf.There is no possibility of one in the device for material processing Given such methods of the button, there is an alternative arrangement the button between two processing stations known. The workpiece or tool is guided from one processing station to the next. The workpiece or tool is guided past the button so that the probe tip comes into contact with the workpiece or tool. On due to the small diameter of the probe tip and the high speed dity of the passed workpiece or tool results in a ho he mechanical load on the button. Because of this, an accurate butt sition measurement impossible. Furthermore, there is increased wear and tear Longitudinal guidance of the stylus due to the high lateral load.
Um eine höhere Messgenauigkeit zu erzielen sowie das Problem des starken Verschleisses des berührenden Tasters bei der vorgenannten Anordnung zu reduzieren, ist ebenfalls vorbekannt, anstelle eines berührenden, insbeson dere induktiv arbeitenden Tasters einen berührungslosen Analogwegauf nehmer in einer äquivalenten Anordnung einzusetzen. Ein solcher berüh rungsloser Analogwegaufnehmer arbeitet zwar verschleissfrei und prinzipiell mit einer erhöhten Genauigkeit, bereitet aber im praktischen Einsatz eben falls Probleme, da der Taster bauartbedingt immer über eine endliche Fläche des Werkstücks oder Werkzeugs integriert, was zu Problemen führen kann, wenn dünnwandige Werkstücke oder Werkzeuge oder solche mit Bohrungen etc. auf Masshaltigkeit überprüft werden sollen. Insbesondere können Tole ranzen in Materialstärken oder der elektrischen Leitfähigkeit des Werkstücks oder Werkzeugs zu ungenauen Messergebnissen führen.To achieve a higher measuring accuracy as well as the problem of the strong Wear of the touch button in the aforementioned arrangement reducing is also known, instead of a touching one, in particular their inductively operating push button a contactless analog path to be used in an equivalent arrangement. Such a touch In principle, seamless analog displacement transducers work without wear with increased accuracy, but prepares in practical use in case of problems, since the button always has a finite surface due to its design of the workpiece or tool integrated, which can lead to problems, if thin-walled workpieces or tools or those with bores etc. should be checked for dimensional accuracy. In particular, Tole satchel in material thicknesses or the electrical conductivity of the workpiece lead to inaccurate measurement results.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Werk stück- oder Werkzeugmasskontrolle anzugeben, die die vorgenannten Nach teile nicht aufweist, insbesondere eine Messgenauigkeit von besser als einem Mikrometer erreicht, die vollständig gekapselt ausgeführt werden kann, sowie auf einfache Weise in bestehende Produktionsanlagen integriert werden kann.The object of the present invention is therefore to provide a device to the factory piece or tool size control to specify the above mentioned parts does not have, in particular a measurement accuracy of better than one Micrometer reached, which can be completely encapsulated, as well can be easily integrated into existing production systems can.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung, welche einen Tastkörper aufweist, wobei dieser wiederum eine Antastfläche hat und andererseits eine Wegaufnehmerfläche mit einem darin liegenden Messfleck hat. Die An tastfläche ist für einen mechanischen Kontakt mit einem auf Masshaltigkeit zu prüfenden Werkstück/-zeug vorgesehen. Dem Messfleck gegenüberlie gend ist ein Wegaufnehmer vorgesehen. Wegaufnehmer und Tastkörper sind über eine Aufhängung mechanisch verbunden.This object is achieved by a device which has a probe body has, which in turn has a contact surface and on the other hand a Has a transducer surface with a measuring spot lying therein. The An Touch surface is for mechanical contact with dimensional accuracy workpiece / tool to be tested. Facing the measurement spot A displacement transducer is provided. Displacement sensors and probes are mechanically connected via a suspension.
Der Tastkörper und/oder die Aufhängung sind so ausgeführt, dass der Ab stand D zwischen dem Messfleck und dem Wegaufnehmer unter Einwirkung einer im wesentlichen in Richtung der Verbindungslinie Messfleck- Wegaufnehmer wirkenden Kraft auf die Antastfläche elastisch verändert werden kann. Dabei ist der Wegaufnehmer so ausgeführt und so angeordnet, dass er eine Änderung des Abstands D vorzugsweise berührungslos regi striert. Weiterhin sind der Tastkörper und/oder die Aufhängung so ausge führt, dass der Wegaufnehmer unter einer durch elastische Verformung be dingten Änderung des Abstands D stets den gleichen Bereich der Wegauf nehmerfläche zur Abstandsmessung erfasst, nämlich den Messfleck.The probe body and / or the suspension are designed so that the Ab D was under the influence between the measuring spot and the displacement sensor one essentially in the direction of the connecting line Displacement force on the contact surface changes elastically can be. The displacement sensor is designed and arranged in such a way that he regi a change in the distance D preferably contactless strictly. Furthermore, the probe body and / or the suspension are so out leads to the displacement transducer being subjected to elastic deformation due to the change in distance D always the same area of the path area measured for distance measurement, namely the measurement spot.
Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemässe Vorrichtung in einer Anord nung eingesetzt, welche weiterhin eine Werkstück-/Werkzeugführung um fasst, welche zum Vorbeiführen eines Werkstücks/Werkzeugs am Tastkörper längs einer Werkstück-/Werkzeugbahn geeignet ist. Dabei ist diese Werk stück/Werkzeugführung dazu eingerichtet, ein auf Masshaltigkeit zu prü fendes Werkstück/Werkzeug so am Tastkörper vorbeizuführen, dass das Werkstück/Werkzeug die Antastfläche mindestens an einem Auftreffpunkt berührt. Dabei soll die Berührung dergestalt sein, dass sich bei ihr eine ela stische Verringerung des Abstand D zwischen Messfleck und Wegaufnehmer ergibt, welche vom Wegaufnehmer registriert werden kann. Die Ausformung der Antastfläche und/oder der Verlauf der Werkstück-/Werkzeugbahn ist dabei dergestalt, dass sich am Auftreffpunkt ein Winkel W zwischen der Tangentialebene der Antastfläche am Auftreffpunkt und der Bewegungs richtung A des Werkstücks/Werkzeugs ergibt, der kleiner ist als 15 Grad, vorzugsweise kleiner ist als 10 Grad und insbesondere kleiner ist als 5 Grad. Dies bedeutet, dass das zu prüfende Werkstück/Werkzeug tangential, d. h. streifend am Auftreffpunkt vorbeigeführt wird, was einerseits durch eine ge eignete Ausformung der Antastfläche oder andererseits durch eine geeignete Wahl der Werkstück-/Werkzeugbahn realisiert werden kann.The device according to the invention is advantageously arranged used, which continues to a workpiece / tool guide grips which for guiding a workpiece / tool past the probe is suitable along a workpiece / tool path. Here is this work piece / tool guide set up to check for dimensional accuracy Guide the workpiece / tool past the probe body so that the Workpiece / tool the contact surface at least at one point of impact touched. The touch should be such that an ela tical reduction of the distance D between the measuring spot and the displacement sensor results, which can be registered by the displacement sensor. The formation the contact surface and / or the course of the workpiece / tool path so that at the point of impact there is an angle W between the Tangential plane of the contact surface at the point of impact and the movement direction A of the workpiece / tool results which is less than 15 degrees, is preferably less than 10 degrees and in particular is less than 5 degrees. This means that the workpiece / tool to be tested is tangential, i.e. H. is grazed past the point of impact, which is indicated on the one hand by a ge suitable shaping of the contact surface or on the other hand by a suitable one Choice of workpiece / tool path can be realized.
Eine äquivalente Wirkung ergibt sich, wenn eine Vorrichtung gemäss des Hauptanspruchs auf einer Tasterführung bzw. Tasterhalterung montiert wird, wobei diese Tasterhalterung dazu vorgesehen ist, die erfindungsgemä sse Vorrichtung an einem auf Masshaltigkeit zu prüfenden Werk stück/Werkzeug längs einer Tasterbahn vorbeizuführen. Nunmehr wird je doch die erfindungsgemässe Vorrichtung auf einer solchen Tasterbahn am Werkstück/Werkzeug vorbeigeführt, dass sich eine Berührung zwischen der Antastfläche und dem Werkstück/Werkzeug mindestens an einem Auftreff punkt ergibt. Bei dieser Berührung soll sich eine elastische Verringerung des Abstands D zwischen dem Tastkörper, insbesondere dem Messfleck auf der Wegaufnehmerfläche und dem Wegaufnehmer ergeben. Diese Verringerung des Abstands D wird vom Wegaufnehmer registriert. In diesem Fall wird die erfindungsgemässe Vorrichtung so am Werkstück/Werkzeug vorbeigeführt, dass sich auch hier am Auftreffpunkt ein Winkel W zwischen der Tangentia lebene der Antastfläche am Auftreffpunkt und der Bewegungsrichtung A des Tastkörpers ergibt, der kleiner ist als 15°, vorzugsweise kleiner ist als 10° und insbesondere kleiner ist als 5°, d. h., die erfindungsgemässe Vorrichtung wird tangential am zu prüfenden Werkstück/Werkzeug vorbeigeführt.An equivalent effect results if a device according to the Main claim mounted on a button guide or button holder is, this button holder is provided to the invention Device on a plant to be checked for dimensional accuracy Guide piece / tool along a tracer path. Now will ever but the device according to the invention on such a tracer track on Workpiece / tool that there is a contact between the Touch surface and the workpiece / tool at least at one impact point results. With this touch there should be an elastic reduction in Distance D between the probe body, in particular the measuring spot on the Transducer area and the transducer. This reduction of the distance D is registered by the displacement sensor. In this case the device according to the invention guided past the workpiece / tool, that there is also an angle W between the tangentia at the point of impact live the touch surface at the point of impact and the direction of movement A of Probe body results, which is less than 15 °, preferably less than 10 ° and in particular is less than 5 °, d. that is, the device according to the invention is guided tangentially past the workpiece / tool to be checked.
In beiden Anordnungen hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Antastfläche am Auftreffpunkt des Werkstücks/Werkzeugs eine von Null verschiedene lokale Krümmung K aufweist. Dabei soll der Krüm mungsradius R der Antastfläche am Auftreffpunkt grösser sein als 1 cm, vorzugsweise grösser als 5 cm und insbesondere grösser als 10 cm sein. Ins besondere vorteilhaft ist, wenn die Antastfläche ballig, vorzugsweise sogar als Kugelkalotte ausgeführt ist. In diesem Fall kann die Relativbewegung von Werkstück/Werkzeug und erfindungsgemässer Vorrichtung auf einer Gera den verlaufen.In both arrangements it has proven to be particularly advantageous if the contact surface at the point of impact of the workpiece / tool is one has non-zero local curvature K. The crumb should radius R of the contact surface at the point of impact must be greater than 1 cm, preferably greater than 5 cm and in particular greater than 10 cm. Ins It is particularly advantageous if the contact surface is spherical, preferably even is designed as a spherical cap. In this case, the relative movement of Workpiece / tool and device according to the invention on a device that run.
Eine vergleichbare Wirkung wird erzielt, wenn die Relativbewegung von Werkstück/Werkzeug und erfindungsgemässer Vorrichtung am Auftreff punkt der Antastfläche eine von Null verschiedene lokale Krümmung auf weist. Dies ergibt sich insbesondere dann, wenn die Relativbewegung auf ei ner Kreisbahn erfolgt. In jedem Fall soll jedoch der Krümmungsradius R der Bahn der Relativbewegung am Auftreffpunkt grösser sein als 1 cm, vorzugs weise grösser als 5 cm und insbesondere grösser als 10 cm sein. Hier kann nunmehr auf eine lokale Krümmung der Antastfläche des Tastkörpers am Auftreffpunkt verzichtet werden. Insbesondere kann die Antastfläche plan ausgeführt sein.A comparable effect is achieved if the relative movement of Workpiece / tool and device according to the invention at the impact a non-zero local curvature at the point of the probing surface has. This is particularly the case when the relative movement on egg ner circular orbit. In any case, however, the radius of curvature R should Path of the relative movement at the point of impact should be greater than 1 cm, preferably be larger than 5 cm and in particular larger than 10 cm. Here can now on a local curvature of the contact surface of the probe body on Impact point to be dispensed with. In particular, the contact surface can be flat be executed.
Eine besonders vorteilhafte Wirkung wird erzielt, wenn sich bei der Berüh rung der Antastfläche mit einem masshaltigen Werkstück/Werkzeug eine elastische Verformung des Abstands D ergibt, der unter 1 Millimeter beträgt, vorzugsweise unter 500 Mikrometer und insbesondere unter 100 Mikrome tern beträgt.A particularly advantageous effect is achieved when the at of the contact surface with a dimensionally accurate workpiece / tool elastic deformation of the distance D, which is less than 1 millimeter, preferably less than 500 microns and especially less than 100 microns tern is.
Mit dem folgenden Verfahren lässt sich nunmehr auf besonders vorteilhafte Weise die Masshaltigkeit eines Werkstücks/Werkzeugs überprüfen. Das zu prüfende Werkstück oder Werkzeug wird gegen die Antastfläche eines Tastkörpers einer erfindungsgemässen Vorrichtung geführt. Am Auftreff punkt des Werkstücks/Werkzeugs auf der Antastfläche des Tastkörpers ergibt sich ein Winkel W zwischen der Tangentialebene der Antastfläche am Auftreffpunkt und der Richtung A der Bewegung des Werkstücks/Werk zeugs gegen den Tastkörper, wobei dieser Winkel W kleiner sein soll als 15°, vorzugsweise kleiner sein soll als 10° und insbesondere kleiner sein soll als 5°. Dies bedeutet, dass das Werkstück/Werkzeug im wesentlichen tangential an der Antastfläche einer erfindungsgemässen Vorrichtung vorbeigeführt wird. Die Bewegung des Werkstücks oder Werkzeugs gegen die Antastfläche des Tastkörpers erfolgt dabei so, dass bei einem masshaltigen Werk stück/Werkzeug eine elastische Verringerung des Abstands D zwischen dem Messfleck auf der Wegaufnehmerfläche des Tastkörpers und dem Wegauf nehmer ergibt, der unter 1 mm beträgt, vorzugsweise unter 500 µm beträgt und insbesondere unter 100 µm beträgt. Diese elastische Verringerung ΔD des Abstands D wird mittels des Wegaufnehmers und insbesondere mittels eines nachgeschalteten elektronischen Steuergeräts registriert. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die aufgenommene elastische Verringerung ΔD mit einem Referenzwert ΔD (Referenz) verglichen, wobei dieser Referenz wert ΔD (Referenz) ein masshaltiges Werkstück/Werkzeug charakterisiert. Das vermessene Werkstück/Werkzeug wird als "nicht masshaltig" klassifi ziert, wenn die aufgenommene elastische Verringerung ΔD um mehr als eine voreingestellte Toleranzgrenze δD (Toleranz) vom Referenzwert ΔD (Referenz) abweicht.The following method can now be used to particularly advantageous Check the dimensional accuracy of a workpiece / tool. That too testing workpiece or tool is against the contact surface of a Guided body of a device according to the invention. At the impact point of the workpiece / tool on the contact surface of the probe body there is an angle W between the tangential plane of the contact surface Impact point and direction A of the movement of the workpiece / plant stuff against the probe body, this angle W should be less than 15 °, should preferably be less than 10 ° and in particular should be less than 5 °. This means that the workpiece / tool is essentially tangential guided past the contact surface of a device according to the invention becomes. The movement of the workpiece or tool against the contact surface The probe body is made so that a dimensionally accurate work piece / tool an elastic reduction in the distance D between the Measuring spot on the transducer surface of the probe body and on the path participant results, which is less than 1 mm, preferably less than 500 microns and in particular less than 100 microns. This elastic reduction ΔD of the distance D is by means of the displacement sensor and in particular by means of of a downstream electronic control unit registered. In one Another process step is the absorbed elastic reduction ΔD compared to a reference value ΔD (reference), this reference value ΔD (reference) characterizes a dimensionally accurate workpiece / tool. The measured workpiece / tool is classified as "not true to size" graces when the absorbed elastic decrease ΔD by more than one preset tolerance limit δD (tolerance) of the reference value ΔD (reference) deviates.
Alternativ zu diesem Klassifikationsschritt kann die aufgenommene elasti sche Verringerung ΔD auch auf einer Anzeigeeinheit ausgegeben werden oder mittels einer geeigneten elektronischen Vorrichtung weiterverarbeitet werden.As an alternative to this classification step, the elasti cal reduction ΔD can also be output on a display unit or further processed using a suitable electronic device become.
Das Verfahren erzielt die gleiche Wirkung, wenn die erfindungsgemässe Vor richtung gegen das auf Masshaltigkeit zu prüfende Werkstück oder Werk zeug verfahren wird. Der verfahrensgemässe kleine Winkel W am Auftreff punkt kann wiederum erzielt werden entweder durch eine gekrümmte Antastfläche der erfindungsgemässen Vorrichtung oder eine gekrümmte Bahnführung beim Vorbeiführen der erfindungsgemässen Vorrichtung am zu prüfenden Werkstück/Werkzeug, insbesondere am Auftreffpunkt auf der Antastfläche.The method achieves the same effect when the inventive method direction against the workpiece or work to be checked for dimensional accuracy stuff is moved. The procedural small angle W at the point of impact point can be achieved either by a curved contact surface the device according to the invention or a curved one Web guide when passing the device according to the invention on Workpiece / tool to be tested, especially at the point of impact on the Touch surface.
Vorteilhaft ist auch hier, wenn der zugehörige Krümmungsradius R von Flä che oder Bahn grösser ist als 1 cm, vorzugsweise grösser ist als 5 cm und insbesondere grösser ist als 10 cm.It is also advantageous here if the associated radius of curvature R of Flä che or web is greater than 1 cm, preferably greater than 5 cm and in particular is larger than 10 cm.
Als besonders günstig hat sich herausgestellt, wenn die aus der Berührung von Werkstück/Werkzeug und Antastfläche resultierende elastische Verrin gerung ΔD des Abstands D bei masshaltigem Werkstück/Werkzeug unter 1 mm beträgt, vorzugsweise unter 500 µm beträgt und insbesondere unter 100 µm beträgt.It has turned out to be particularly favorable if the touch elastic locking resulting from workpiece / tool and contact surface reduction ΔD of the distance D for dimensionally accurate workpiece / tool below Is 1 mm, preferably less than 500 μm and in particular less than Is 100 µm.
Zur Aufnahme der elastischen Verringerung ΔD des Abstands D mittels des Wegaufnehmers hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn mittels des Wegaufnehmers ein Referenzwert D1 aufgenommen wird, der im wesentli chen durch den nicht gestörten Abstand D zwischen dem Messfleck und dem Wegaufnehmer gegeben ist, wie er ausserhalb einer Berührung der An tastfläche mit einem Werkstück/Werkzeug gegeben ist. In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein Maximalwert D2 aufgenommen, der im wesentli chen durch den Extremwertabstands D während des Kontakts zwischen Werkstück/Werkzeug und Membran gegeben ist. Schliesslich wird die elasti sche Verringerung ΔD als Differenz zwischen D1 und D2 bestimmt.To accommodate the elastic reduction ΔD of the distance D by means of the Displacement transducer has proven to be advantageous if the A reference value D1 is recorded, which essentially Chen by the undisturbed distance D between the measurement spot and is given to the displacement sensor as it is outside of touching the contact is given with a workpiece / tool. In another Method step, a maximum value D2 is recorded, which essentially Chen by the extreme value distance D during the contact between Workpiece / tool and membrane is given. Finally, the elasti cal reduction ΔD determined as the difference between D1 and D2.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Werkstück- oder Werkzeugmass kontrolle weist eine Reihe wesentlicher Vorteile auf. Der hochempfindliche Wegaufnehmer ist vor einem direkten mechanischen Kontakt mit dem zu prüfenden Werkstück/Werkzeug durch den zwischengeschalteten Tastkör per geschützt. Die Antastfläche des Tastkörpers kann für eine lange Standzeit der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer dauerhaften Beschich tung oder Härtung versehen werden. Durch die Einführung eines Tastkör pers zwischen dem Wegaufnehmer und dem zu prüfenden Werk stück/Werkzeug ergibt sich eine Referenzfläche, von der ausgehend eine Abweichung von einem vorgegebenen Sollmass besonders einfach festzu stellen ist. Eine mikrometergenaue Positionierung der erfindungsgemässen Vorrichtung relativ zum zu prüfenden Werkstück/Werkzeug ist damit nicht länger erforderlich.The device according to the invention for workpiece or tool dimensions control has a number of key advantages. The highly sensitive The displacement sensor is in front of a direct mechanical contact with the testing workpiece / tool through the interposed probe protected by. The contact surface of the probe body can last for a long time the device according to the invention with a permanent coating or hardening. By introducing a probe pers between the displacement transducer and the work to be tested piece / tool results in a reference surface from which a Deviation from a specified target dimension is particularly easy to fix pose is. A micrometer-precise positioning of the inventive The device is not relative to the workpiece / tool to be tested longer required.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung bestehend aus Tastkörper, Aufhängung und Wegaufnehmer kann so ausgeführt werden, dass der empfindliche Wegaufnehmer vollständig vom Tastkörper und der Aufhängung umschlos sen wird. Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem Tastkörper und Aufhängung als Doppelkalotte ausgeführt werden, welche ein Volumen um schliesst, in dem der Wegaufnehmer angeordnet wird. Auf diese Weise kann der empfindliche Wegaufnehmer sicher vor Verunreinigungen aller Art, wie sie für Materialbearbeitungsprozesse typisch sind, geschützt werden.The device according to the invention consisting of probe body, suspension and displacement sensor can be designed so that the sensitive Position sensor completely enclosed by the probe body and the suspension will. This can be achieved, for example, by using probe bodies and Suspension can be designed as a double cap, which has a volume around closes by placing the transducer. That way the sensitive displacement sensor is safe from all types of contamination, such as they are typical of material processing processes, are protected.
Da der Wegaufnehmer den Abstand zum Messfleck der Wegaufnehmerfläche berührungslos erfasst, kann kein mechanischer Verschleiss des Tastkörpers und/oder des Wegaufnehmers auftreten. Als besonders günstig hat sich herausgestellt, als berührungslosen Wegaufnehmer einen Analogwegauf nehmer zu verwenden. Ein solcher Analogwegaufnehmer beruht auf einer Wirbelstrommessung, die empfindlich vom Abstand eines leitfähigen Körpers von einer Induktionsspule abhängt. Da der Wegaufnehmer stets den glei chen Bereich der Wegaufnehmerfläche erfasst, nämlich den Messfleck, kön nen Störungen des Messprozesses durch Inhomoginitäten im Material des zu prüfenden Werkstücks/Werkzeugs oder variierenden Abmessungen voll ständig ausgeschlossen werden. Die Vorteile der erfindungsgemässen Vor richtung bleiben auch erhalten, wenn andere, berührungslos arbeitende Wegaufnehmer zur Erfassung des Abstands D eingesetzt werden. Beispielhaft seien hier interferometrisch arbeitende Abstandsmessverfahren ge nannt.Since the displacement sensor is the distance to the measuring spot of the displacement sensor surface recorded without contact, there can be no mechanical wear on the probe body and / or the displacement sensor occur. Has proven to be particularly cheap exposed, as a contactless displacement sensor an analog displacement to use. Such an analog displacement sensor is based on one Eddy current measurement that is sensitive to the distance of a conductive body depends on an induction coil. Since the displacement sensor always the same Chen area of the transducer surface, namely the measurement spot, can Disturbances in the measurement process due to inhomoginities in the material of the testing workpiece / tool or varying dimensions fully be constantly excluded. The advantages of the inventive Direction is also retained if other people work without contact Displacement sensors can be used to measure the distance D. Exemplary here are interferometric working distance measuring methods called.
Selbstverständlich können zur Auswertung der Messsignale des Wegauf nehmers weitere elektronische Verarbeitungseinrichtungen vorgesehen sein, insbesondere ein direkt nachgeschaltetes elektronisches Steuergerät, wel ches beispielsweise die bei einer Prüfung eines Werkstücks/Werkzeugs ge messene elastische Verformung ΔD anzeigt oder für eine Weiterverarbeitung ausgibt, oder auch die Abweichung der gemessenen elastischen Verformung ΔD von einem Referenzwert δD (Referenz).Of course, the evaluation of the measurement signals of the path further electronic processing devices may be provided, in particular a directly connected electronic control unit, wel For example, when testing a workpiece / tool measured elastic deformation ΔD or for further processing outputs, or also the deviation of the measured elastic deformation ΔD from a reference value δD (reference).
Die erfindungsgemässe Anordnung aus einer erfindungsgemässen Vorrich tung und einer Werkstück-/Werkzeugführung weist den weiteren Vorteil auf, dass eine definierte Berührung der Antastfläche des Tastkörpers mit dem Werkstück/Werkzeug realisiert wird, so dass sich eine geringstmögliche me chanische Beanspruchung sowohl der erfindungsgemässen Vorrichtung als auch des zu prüfenden Werkstücks/Werkzeugs ergibt. Auf diese Weise kann der Verschleiss so gering wie möglich gehalten und gleichzeitig eine maxi male Messgenauigkeit realisiert werden.The arrangement according to the invention from a device according to the invention device and a workpiece / tool guide has the further advantage that a defined contact of the contact surface of the probe body with the Workpiece / tool is realized so that the lowest possible me mechanical stress both of the device according to the invention and also of the workpiece / tool to be checked. That way the wear is kept as low as possible and at the same time a maxi male measuring accuracy can be realized.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es, Werkzeuge/Werkstücke mit einer Genauigkeit von besser als 1 µm auf Masshaltigkeit zu prüfen, wo bei das erfindungsgemässe Verfahren problemlos während eines laufenden Produktionsprozesses anzuwenden ist, da die dazu erforderlichen Vorrich tungen bzw. Anordnungen einfach in bestehende Produktionsanlagen zu in tegrieren sind. Weiterhin sind die erfindungsgemässe Vorrichtung und An ordnung sehr kostengünstig zu erstellen und erreichen hohe Standzeiten.The method according to the invention enables tools / workpieces check for dimensional accuracy with an accuracy of better than 1 µm, where with the method according to the invention without problems during an ongoing process Production process is to be used because the necessary equipment easy to use in existing production facilities are integrating. Furthermore, the device according to the invention and order very inexpensively and achieve long service life.
Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung, der er findungsgemässen Anordnung sowie des erfindungsgemässen Verfahrens er geben sich aus den Unteransprüchen sowie den nun folgenden Ausführungsbeispielen, die nicht einschränkend zu verstehen sind und anhand der Zeichnung erläutert werden. In dieser zeigen:Further features and advantages of the device according to the invention, which he inventive arrangement and the inventive method he result from the subclaims and the following exemplary embodiments, which are not to be understood as restrictive and based on the Drawing are explained. In this show:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Seiten ansicht, Fig. 1 is a sectional view through an inventive apparatus in side,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der geometrischen Verhältnisse bei der erfindungsgemässen Anordnung, Fig. 2 is a schematic illustration of the geometric relationships in the inventive arrangement,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Realisierung einer erfin dungsgemässen Anordnung, Fig. 3 is a schematic representation of a first implementation of an arrangement according OF INVENTION dung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Realisierung einer erfin dungsgemässen Anordnung, Fig. 4 is a schematic representation of a second implementation of an arrangement according OF INVENTION dung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer dritten Realisierung einer erfin dungsgemässen Anordnung und Fig. 5 is a schematic representation of a third implementation of an inventive arrangement and
Fig. 6 eine erfindungsgemässe Vorrichtung integriert in einen Mehrspin deldrehautomaten in Seitenansicht. Fig. 6 shows an inventive device integrated in a multi-spin automatic lathe in side view.
Den Aufbau einer erfindungsgemässen Vorrichtung, im folgenden kurz Ta ster genannt, ist aus Fig. 1 ersichtlich. Der Tastkörper 1 des Tasters ist als gewölbte Metallmembran ausgeführt. Insbesondere kann der Tastkörper 1 die Form eines Abschnitts einer Kugeloberfläche haben, wobei der Krüm mungsradius der Kugel vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 50 cm liegt. Hierdurch ist der Krümmungsradius R1 der Antastfläche 11 am Auftreff punkt 111 bestimmt, der sich an zentraler Stelle auf der Antastfläche 11 be findet und an welchem die Berührung zwischen dem auf Masshaltigkeit zu prüfenden Werkstück/Werkzeug und dem Tastkörper 1 erfolgen soll. Die Antastfläche 11 kann zur Erhöhung ihrer Verschleissfestigkeit speziell be handelt sein, insbesondere oberflächengehärtet oder hartstoffbeschichtet sein. Insbesondere in der Umgebung des Auftreffpunkts 111 kann eine sol che Oberflächenbehandlung vorgesehen sein.The structure of a device according to the invention, hereinafter referred to briefly as Ta ster, can be seen from Fig. 1. The probe body 1 of the button is designed as a curved metal membrane. In particular, the probe body 1 can have the shape of a section of a spherical surface, the radius of curvature of the sphere preferably being in the range between 5 and 50 cm. As a result, the radius of curvature R1 of the contact surface 11 at the point of impact 111 is determined, which is located at a central point on the contact surface 11 and at which contact between the workpiece / tool to be checked for dimensional accuracy and the probe body 1 is to take place. The contact surface 11 can be specially treated to increase its wear resistance, in particular surface hardened or hard material coated. Such a surface treatment can be provided in particular in the vicinity of the impact point 111 .
Die Aufhängung 3 ist ebenfalls als Metallmembran ausgeführt, die die Form eines Abschnitts einer Kugeloberfläche aufweist. Der Radius dieser Kugel kann vergleichbar sein mit dem Krümmungsradius des Tastkörpers 1. An der ringförmigen Berührungslinie zwischen Tastkörper 1 und Aufhängung 3 sind Tastkörper 1 und Aufhängung 3 miteinander verbunden, beispielsweise verschweisst. Diese Verbindung ist insbesondere so ausgeführt, das sie voll ständig dicht für Verunreinigungen wie Kühlschmiermittel oder Späne ist. In Sonderfällen kann auch eine vakuumfeste Verbindung realisiert werden. Tastkörper 1 und Aufhängung 3 bilden ein Gehäuse in Form einer Doppel kalotte. An zentraler Stelle der Aufhängung 3 ist eine Öffnung 32 vorgese hen, durch die das Gehäuse 22 eines Wegaufnehmers 2 hindurchgesteckt werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist auf der Aussenfläche der Aufhängung 3 eine Mutter 31, zentriert mit der Öffnung 32, aufgelötet, sowie ein Aussengewinde auf dem Gehäuse 22 des Wegaufnehmers 2 vorgesehen, so dass der Wegaufnehmer 2 durch die Öffnung 32 gesteckt werden und mit seinem Aussengewinde mit der Mutter 31 verschraubt werden kann. Zusätz lich ist eine Kontermutter 23 vorgesehen, die die Mutter 31 auf dem Gehäu se 22 des Wegaufnehmers 2 fixiert. Durch entsprechende Ausführung des Wegaufnehmers 2, insbesondere seines Gehäuses 22 sowie der erwähnten Verschraubung mit der von Tastkörper 1 und Aufhängung 3 gebildeten Dop pelkalotte kann der empfindliche Wegaufnehmer 2 vollständig hermetisch umschlossen sein von seinem Gehäuse 22 sowie der aus Tastkörper 1 und Aufhängung 3 gebildeten Doppelkalotte. Aus dem Gehäuse 22 des Wegauf nehmers 2 ist eine Signalleitung 24 herausgeführt.The suspension 3 is also designed as a metal membrane, which has the shape of a section of a spherical surface. The radius of this sphere can be comparable to the radius of curvature of the probe body 1 . At the ring-shaped line of contact between probe body 1 and suspension 3 , probe body 1 and suspension 3 are connected to one another, for example welded. This connection is in particular designed so that it is completely tight for contaminants such as cooling lubricants or chips. In special cases, a vacuum-proof connection can also be implemented. Probe body 1 and suspension 3 form a housing in the form of a double calotte. At the central point of the suspension 3 , an opening 32 is hen hen, through which the housing 22 of a displacement sensor 2 can be inserted. In this exemplary embodiment, a nut 31 , centered with the opening 32 , is soldered onto the outer surface of the suspension 3 , and an external thread is provided on the housing 22 of the displacement sensor 2 , so that the displacement sensor 2 is inserted through the opening 32 and with its external thread the nut 31 can be screwed. In addition, a lock nut 23 is provided, which fixes the nut 31 on the housing 22 of the displacement sensor 2 . By appropriate design of the displacement sensor 2 , in particular its housing 22 and the mentioned screw connection with the double pelkalotte formed by the probe body 1 and suspension 3 , the sensitive displacement transducer 2 can be completely hermetically enclosed by its housing 22 and the double spherical cap formed by the probe body 1 and suspension 3 . From the housing 22 of the Wegauf subscriber 2 , a signal line 24 is led out.
Der Wegaufnehmer 2 ist so in seinem Gehäuse 22 angeordnet, dass er einen mit "Messfleck" 121 bezeichneten Bereich auf der Wegaufnehmerfläche 12 des Tastkörpers 1 erfasst. Der Abstand zwischen Wegaufnehmer 2 und Messfleck 121 ist mit D bezeichnet. Wirkt am Auftreffpunkt 111 eine Kraft im wesentlichen in Normalrichtung auf die Antastfläche 11, so ergibt sich daraus eine elastische Verformung ΔD des Abstands D. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn in allen möglichen Realisierungen des Tasters darauf geachtet wird, dass bei Einwirken einer solchen Kraft am Auftreffpunkt 111 auf der Antastfläche 11 stets im wesentlichen derselbe Bereich der Wegauf nehmerfläche 12 vom Wegaufnehmer 2 erfasst wird, insbesondere stets der Messfleck 121. Dies ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mit hoher Genau igkeit erfüllt. Der Wegaufnehmer 2 ist als berührungsloser Analogwegauf nehmer ausgeführt. Dieser erfasst seinen Abstand D vom Messfleck 121 be rührungslos mittels einer Induktionsmessung. Um die Genauigkeit der Ab standsmessung noch zu erhöhen, kann vorgesehen sein, auf dem Messfleck 121 der Wegaufnehmerfläche 12 ein zusätzliches Messelement 122 aufzu bringen, welches für das gewählte Messverfahren des Wegaufnehmers 2 be sonders günstige Eigenschaften aufweist. Im Falle eines berührungslosen Analogwegaufnehmers kann beispielsweise ein Metallscheibchen mit beson ders günstigen elektrischen Eigenschaften als Messelement 122 verwendet werden. Analoges gilt auch bei Verwendung alternativer berührungsloser Wegaufnehmer, die auf anderen Abstandsmessverfahren beruhen. Insbeson dere kann bei optischen Messverfahren das Messelement 122 mit besonders geeigneten optischen Eigenschaften versehen sein.The displacement sensor 2 is arranged in its housing 22 in such a way that it detects an area designated “measurement spot” 121 on the displacement sensor surface 12 of the probe body 1 . The distance between the displacement sensor 2 and the measurement spot 121 is denoted by D. If a force acts on the contact surface 11 at the point of impact 111 essentially in the normal direction, this results in an elastic deformation ΔD of the distance D. Particular advantages result if, in all possible implementations of the pushbutton, care is taken to ensure that when such a force acts on Impact point 111 on the contact surface 11 is always essentially the same area of the path pickup surface 12 is detected by the position pickup 2 , in particular always the measuring spot 121 . This is fulfilled with high accuracy in the exemplary embodiment shown. The displacement sensor 2 is designed as a contactless Analogwegauf subscriber. This detects its distance D from the measurement spot 121 without contact by means of an induction measurement. In order to further increase the accuracy of the distance measurement, provision can be made to bring an additional measuring element 122 onto the measuring spot 121 of the displacement sensor surface 12 , which has particularly advantageous properties for the selected measuring method of the displacement sensor 2 . In the case of a non-contact analog displacement transducer, for example a metal disc with particularly favorable electrical properties can be used as the measuring element 122 . The same applies to the use of alternative non-contact displacement transducers based on other distance measurement methods. In particular, the measuring element 122 can be provided with particularly suitable optical properties in optical measuring methods.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Werk stück/Werkzeug 4 in Pfeilrichtung gegen den Taster verfahren. Das Werk stück/Werkzeug 4 trifft im Bereich des Auftreffpunkts 111 im wesentlichen tangential auf die Antastfläche 11, dabei sind Taster und Werk stück/Werkzeug 4 so relativ zueinander positioniert, dass sich bei masshal tigem Werkstück/Werkzeug 4 eine elastische Verformung ΔD des Abstands D von weniger als 1 mm, vorzugsweise von etwa 100 µm ergibt. Aufgrund des geringen Winkels W zwischen der Bewegungsrichtung A des Werk stücks/Werkzeugs und der Tangentialebene 112 im Auftreffpunkt 111 auf der Antastfläche 11 bewirkt die Berührung von Taster und Werk stück/Werkzeug praktisch nur eine solche Verformung der von Tastkörper 1 und Aufhängung 3 gebildeten Doppelkalotte, die in Richtung des Abstands D gerichtet ist. Durch die gewählte geringe elastische Verformung ΔD bei masshaltigem Werkstück/Werkzeug 4 ergibt sich nur ein ausserordentlich geringer Impulsübertrag vom Werkstück/Werkzeug 4 auf den Taster, so dass die mechanische Belastung sowohl von Werkstück/Werkzeug 4 als auch Ta ster gering bleiben. Dies erhöht einerseits die Messgenauigkeit, andererseits kann auf diese Weise der Verschleiss sowohl von Taster als auch von Werk stück/Werkzeug minimiert werden.To carry out the method according to the invention, a workpiece / tool 4 is moved in the direction of the arrow against the button. The workpiece / tool 4 applies in the area of the impact point 111 is substantially tangential to the Antastfläche 11, this button and work are pieces / tool 4 so positioned relative to each other such that at masshal TIGEM workpiece / tool 4 is an elastic deformation .DELTA.D the distance D less than 1 mm, preferably about 100 microns. Due to the small angle W between the direction of movement A of the workpiece / tool and the tangential plane 112 at the point of impact 111 on the contact surface 11 , touching the probe and workpiece / tool practically only causes such a deformation of the double cap formed by the probe body 1 and the suspension 3 , which is directed in the direction of the distance D. The chosen small elastic deformation .DELTA.D at dimensionally stable workpiece / tool 4, only an exceedingly low momentum transfer from the workpiece / tool 4 results in the push button, so that the mechanical loading of both workpiece / tool 4 as well as Ta-art low remain. On the one hand, this increases the measuring accuracy, on the other hand, wear on both the probe and the workpiece / tool can be minimized in this way.
Der sich ergebende scharfe Rand an der Berührungslinie von Tastkörper 1 und Aufhängung 3 hat die weitere vorteilhafte Wirkung, dass eventuell am Werkstück/Werkzeug 4 anhaftende Späne, Grate oder ähnliches beim Vor beiführen abgestriffen werden. Der Durchmesser des Tastkörpers 1 beträgt vorteilhafterweise einige Zentimeter beispielsweise 5 cm, so dass die abge striffenen Späne etc. zu ihrem Abstand vom Auftreffpunkt 111 abgestriffen werden. Weiterhin ist der Tastkörper 1 vorzugsweise so angeordnet, dass die Antastfläche 11 senkrecht steht, so dass abgestriffene Späne etc. durch die Schwerkraft herabfallen, insbesondere nicht auf der Antastfläche 11 liegen bleiben können.The resulting sharp edge at the contact line between the probe body 1 and the suspension 3 has the further advantageous effect that any chips, burrs or the like adhering to the workpiece / tool 4 are stripped off when they are brought in before. The diameter of the probe body 1 is advantageously a few centimeters, for example 5 cm, so that the stripped chips etc. are stripped to their distance from the point of impact 111 . Furthermore, the probe body 1 is preferably arranged such that the contact surface 11 is vertical, so that stripped chips etc. fall down due to gravity, in particular cannot remain on the contact surface 11 .
Durch die Wahl der Materialien von Tastkörper 1 und Aufhängung 3 sowie deren jeweiliger Formgebung können die elastischen Eigenschaften der Kombination aus Tastkörper 1 und Aufhängung 3 in weiten Grenzen variiert und an die Erfordernisse des Mess- und Prüfvorgangs angepasst werden. Solange sichergestellt ist, dass das Werkstück/Werkzeug 4 so gegen den Ta ster bewegt wird, dass sich eine rein elastische Verformung der Anordnung aus Tastkörper 1 und Aufhängung 3 ergibt, erfolgt die Überprüfung der Masshaltigkeit des Werkstücks/Werkzeugs 4 praktisch völlig hysteresefrei.By choosing the materials of probe body 1 and suspension 3 and their respective shape, the elastic properties of the combination of probe body 1 and suspension 3 can be varied within wide limits and adapted to the requirements of the measuring and testing process. As long as it is ensured that the workpiece / tool 4 is moved against the button so that there is a purely elastic deformation of the arrangement of the probe body 1 and the suspension 3 , the dimensional accuracy of the workpiece / tool 4 is checked practically completely free of hysteresis.
Fig. 2 verdeutlicht die geometrischen Verhältnisse der erfindungsgemässen Anordnung. Gezeigt ist ein erfindungsgemässer Taster, gegen dessen Tastkörper 1 ein Werkstück/Werkzeug 4 bewegt wird, so dass sich minde stens an einem Auftreffpunkt 111 eine Berührung ergibt. Dabei wird das Werkstück/Werkzeug 4 längst der Werkstück-/Werkzeugbahn 51 geführt. Diese weist am Auftreffpunkt 111 einen lokalen Krümmungsradius R2 auf. Zur Vereinfachung ist in Fig. 2 eine Bahn 51 gezeigt, die über ihre gesam ten Länge einer Kreisbahn mit konstantem Radius R2 entspricht. Am Auf treffpunkt 111 ist die Richtung der Bewegung des Werkstücks/Werkzeugs 4 durch den Vektor A gegeben, der durch einen Pfeil gekennzeichnet ist. Dieser Vektor A schliesst einen Winkel W mit der Tangentialebene 112 an die An tastfläche 11 im Auftreffpunkt 111 ein. Die Antastfläche 11 wiederum weist selbst eine lokale Krümmung im Auftreffpunkt 111 auf, deren Krümmungs radius mit R1 bezeichnet ist. Zur Vereinfachung weist im gezeigten Beispiel die gesamte Antastfläche 11 eine einheitliche Krümmung mit dem Krüm mungsradius R1 auf. Fig. 2 illustrates the geometrical relationships of the inventive arrangement. A probe according to the invention is shown, against the probe body 1 of which a workpiece / tool 4 is moved, so that there is at least a touch at a point of impact 111 . The workpiece / tool 4 has long been guided along the workpiece / tool path 51 . This has a local radius of curvature R2 at the point of impact 111 . For simplification, a path 51 is shown in FIG. 2, which corresponds over its entire length to a circular path with a constant radius R2. At the point of impact 111 , the direction of movement of the workpiece / tool 4 is given by the vector A , which is indicated by an arrow. This vector A includes an angle W with the tangential plane 112 to the touch surface 11 at the point of incidence 111 . The contact surface 11 itself has a local curvature at the point of impact 111 , the radius of curvature of which is denoted by R1. To simplify, in the example shown, the entire contact surface 11 has a uniform curvature with the radius of curvature R1.
Anhand von Fig. 2 kann das erfindungsgemässe Verfahren verdeutlicht werden. Das zu prüfende Werkstück/Werkzeug 4 und die Antastfläche 11 des Tastkörpers 1 werden relativ zueinander bewegt. Diese Relativbewegung wird mittels dazu geeigneter Vorrichtungen ausgeführt, die aus Fig. 2 nicht ersichtlich sind. Eine konkrete Realisierung ist aus Fig. 6 ersichtlich und wird im folgenden noch genauer beschrieben werden. Im Ausführungsbei spiel gemäss Fig. 2 wird das Werkzeug 4 gegen die Antastfläche 11 des Tastkörpers 1 bewegt. Eine gleiche Wirkung wird auch bei einer äquivalen ten Bewegung der Antastfläche 11 gegen das zu prüfende Werk stück/Werkzeug 4 erreicht.The method according to the invention can be illustrated with reference to FIG. 2. The workpiece / tool 4 to be tested and the contact surface 11 of the probe body 1 are moved relative to one another. This relative movement is carried out by means of suitable devices, which are not apparent from FIG. 2. A concrete implementation can be seen in FIG. 6 and will be described in more detail below. In Ausführungsbei game according to Fig. 2, the tool 4 is pressed against the Antastfläche 11 moves the feeler. 1 The same effect is achieved even with an equivalen th movement of the contact surface 11 against the workpiece to be tested / tool 4 .
Der Tastkörper 1 ist Teil einer erfindungsgemässen Vorrichtung, kurz eines Tasters, wie er aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die relative Bewegung von Werk stück/Werkzeug 4 und Taster erfolgt derart, dass sich am Auftreffpunkt 111 ein Winkel W zwischen der Tangentialebene 112 der Antastfläche 11 und der Richtung A der Relativbewegung von Taster und Werkstück/Werkzeug 4 er gibt, der kleiner ist als 15°, vorzugsweise kleiner ist als 10°, und insbesonde re kleiner ist als 5°. The probe body 1 is part of a device according to the invention, in short a push button, as can be seen from FIG. 1. The relative movement of the workpiece / tool 4 and the probe takes place such that there is an angle W between the tangential plane 112 of the contact surface 11 and the direction A of the relative movement of the probe and workpiece / tool 4 at the point of impact 111 , which is less than 15 °, preferably less than 10 °, and in particular re less than 5 °.
Durch die Berührung von Werkstück/Werkzeug und Taster ergibt sich eine elastische Verringerung ΔD des Abstands D zwischen dem Messfleck 121 und dem Wegaufnehmer 2. Diese elastische Verringerung ΔD liegt bei einem masshaltigen Werkstück/Werkzeug 4 vorzugsweise unter 500 µm, insbeson dere unter 100 µm. Die elastische Verringerung ΔD wird mittels des Wegauf nehmers 2 aufgenommen und gegebenenfalls mittels eines elektronischen Steuergeräts 21 ausgewertet.Touching the workpiece / tool and probe results in an elastic reduction ΔD in the distance D between the measurement spot 121 and the displacement sensor 2 . This elastic reduction ΔD is preferably less than 500 µm, in particular less than 100 µm, for a dimensionally accurate workpiece / tool 4 . The elastic reduction ΔD is recorded by means of the transducer 2 and, if necessary, evaluated by means of an electronic control unit 21 .
In einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens wird die im letzten Verfahrensschritt aufgenommene elastische Verringerung ΔD mit einem Referenzwert ΔD (Referenz) verglichen, wobei dieser Referenzwert ein masshaltiges Werkstück/Werkzeug 4 charakterisiert. Das zu vermessen de Werkstück/Werkzeug 4 wird als "nicht masshaltig" klassifiziert, wenn die aufgenommene elastische Verringerung ΔD um mehr als eine voreingestellte Toleranzgrenze δD (Toleranz) vom Referenzwert ΔD (Referenz) abweicht. Der Wert für δD (Toleranz) kann vorzugsweise von einem Benutzer vorgegeben werden und an die Anforderungen bezüglich der Masshaltigkeit des zu ver messenden Werkstücks/Werkzeugs 4 angepasst werden. Typische Werte lie gen hier in der Grössenordnung von hundertstel Millimetern und darunter.In one possible embodiment of the method according to the invention, the elastic reduction ΔD recorded in the last method step is compared with a reference value ΔD (reference), this reference value characterizing a dimensionally accurate workpiece / tool 4 . The workpiece / tool 4 to be measured is classified as "not true to size" if the recorded elastic reduction ΔD deviates from the reference value ΔD (reference) by more than a preset tolerance limit δD (tolerance). The value for δD (tolerance) can preferably be specified by a user and adapted to the requirements regarding the dimensional accuracy of the workpiece / tool 4 to be measured. Typical values here are in the order of magnitude of hundredths of a millimeter and below.
Alternativ zu dem Vergleich der gemessenen elastischen Verringerung ΔD mit einem Referenzwert und nachfolgender Klassifikation kann auch die ge messene elastische Verringerung ΔD auf einer Anzeigeeinheit ausgegeben werden oder auf einer geeigneten elektronischen Vorrichtung weiter verar beitet werden.As an alternative to the comparison of the measured elastic reduction ΔD with a reference value and subsequent classification, the ge measured elastic reduction ΔD is output on a display unit are or further processed on a suitable electronic device be prepared.
Die Tatsache, dass zwischen dem Wegaufnehmer 2 und dem zu vermessen den Werkstück/Werkzeug 4 stets der Tastkörper 1 mit seiner Wegaufneh merfläche 12 angeordnet ist, ermöglicht ein besonders einfaches Verfahren zur Ermittlung der elastischen Verringerung ΔD. Hierzu wird ausserhalb einer Berührung von Werkstück/Werkzeug 4 und Tastkörper 1 ein Nullwert D1 des Abstands D mittels des Wegaufnehmers 2 aufgenommen, der im we sentlichen durch den ungestörten Abstand zwischen Messfleck 121 auf der Wegaufnehmerfläche 12 und dem Wegaufnehmer 2 gegeben ist. Dies bedeu tet, dass der Tastkörper 1 eine Referenzfläche darstellt. Weiterhin wird ein Maximalwert D2 aufgenommen, der im wesentlichen durch den Extremwert des Abstands D während des Kontakts zwischen Werkstück/Werkzeug 4 und Tastkörper 1 gegeben ist. Schliesslich wird die elastische Verringerung ΔD als Differenz zwischen D1 und D2 bestimmt.The fact that between the displacement sensor 2 and the workpiece / tool 4 to be measured, the probe body 1 is always arranged with its surface surface 12 , enables a particularly simple method for determining the elastic reduction ΔD. For this purpose, outside of a contact between workpiece / tool 4 and probe body 1, a zero value D1 of the distance D is recorded by means of the displacement sensor 2 , which is essentially given by the undisturbed distance between the measuring spot 121 on the displacement sensor surface 12 and the displacement sensor 2 . This means that the probe body 1 represents a reference surface. Furthermore, a maximum value D2 is recorded, which is essentially given by the extreme value of the distance D during the contact between the workpiece / tool 4 and the probe body 1 . Finally, the elastic reduction ΔD is determined as the difference between D1 and D2.
In einer regelmässig arbeitenden erfindungsgemässen Anordnung, in der nur für einen kurzen Zeitraum eine Berührung zwischen einem zu vermessenden Werkstück/Werkzeug 4 und dem Taster erfolgt, woran sich ein langes Zei tintervall anschliesst, indem der Taster keinen Kontakt mit einem zu prü fenden Werkstück/Werkzeug hat, kann der Nullwert D1 besonders einfach bestimmt werden, in dem der über einen langen Zeitraum gemittelte Abstand zwischen Tastkörper 1 und Wegaufnehmer 2 herangezogen wird. Insbeson dere können in diesen Zeitraum mehrere Kontakte zwischen Werkstück/ Werkzeug 4 und Taster fallen.In a regularly working arrangement according to the invention, in which there is only a short contact between a workpiece / tool 4 to be measured and the probe, which is followed by a long time interval by the probe making no contact with a workpiece / tool to be tested has, the zero value D1 can be determined in a particularly simple manner by using the averaged distance between the probe body 1 and the displacement sensor 2 over a long period of time. In particular, several contacts between workpiece / tool 4 and probe can fall in this period.
Fig. 3 zeigt, dass die erfindungsgemässe Anordnung sowie das erfindungs gemässe Verfahren beispielsweise dadurch realisiert werden können, dass das zu prüfende Werkstück/Werkzeug 4 auf einer Bahn 51 am Taster vor beigeführt wird, die am Auftreffpunkt 111 einen Winkel W mit der Tangen tialebene 112 einschliesst, der den genannten Anforderungen entspricht. Insbesondere ist dies gegeben, wenn das Werkstück/Werkzeug 4 tangential (W = O) am Auftreffpunkt vorbeigeführt wird, wobei die Bahn 51 am Auftreff punkt 111 einen endlichen lokalen Krümmungsradius R2 aufweist. Dabei kann der Tastkörper 1 insbesondere so ausgeführt sein, dass die Antastflä che 11 im wesentlichen plan ist, also keine Krümmung am Auftreffpunkt 111 aufweist. Fig. 3 shows that the arrangement according to the invention and the method according to the invention can be implemented, for example, by the workpiece / tool 4 to be tested being fed along a path 51 on the probe, which at the point of impact 111 forms an angle W with the tangential plane 112 includes that meets the requirements mentioned. This is particularly the case if the workpiece / tool 4 is guided tangentially (W = O) past the point of impact, the path 51 at the point of impact 111 having a finite local radius of curvature R2. The probe body 1 can in particular be designed such that the contact surface 11 is essentially flat, that is to say has no curvature at the point of impact 111 .
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, können die erfindungsgemässe Vorrichtung sowie das erfindungsgemässe Verfahren auch realisiert werden, wenn die Bahn der Relativbewegung von Werkstück/Werkzeug 4 und Taster keine lo kale Krümmung am Auftreffpunkt 111 aufweist. In Fig. 4 wird das Werk stück/Werkzeug linear gegen den Taster bewegt, so dass sich am Auftreff punkt 111 eine gegenseitige Berührung ergibt. Insbesondere kann am Auf treffpunkt 111 der Vektor A in der Tangentialebene 112 liegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die gesamte Bahn 51 in der Tangentialebene 112. Dabei weist jedoch die Antastfläche 11 des Tastkörpers 1 zumindest am Auftreffpunkt 111 eine lokale Krümmung auf, die durch einen endlichen Krümmungsradius R1 beschrieben wird.As can be seen from FIG. 4, the device according to the invention and the method according to the invention can also be implemented if the path of the relative movement of the workpiece / tool 4 and the probe has no local curvature at the point of impact 111 . In Fig. 4, the workpiece / tool is moved linearly against the button, so that there is a mutual contact at the point of impact 111 . In particular, the vector A can be in the tangential plane 112 at the point of incidence 111 . In the exemplary embodiment shown, the entire path 51 lies in the tangential plane 112 . However, the contact surface 11 of the probe body 1 has a local curvature, at least at the point of impact 111 , which is described by a finite radius of curvature R1.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass die gleiche Wirkung erzielt werden kann, wenn der Taster gegen das zu vermessende Werkstück/Werkzeug 4 längs ei ner Tasterbahn 61 bewegt wird, die der Bahn 51 entspricht, wobei der Vek tor der Bewegungsrichtung A zumindest am Auftreffpunkt 111 in der Tan gentialebene 112 liegt. Insbesondere ist dies erfüllt, wenn die Bahn 61 voll ständig in der Tangentialebene 112 verläuft.From Fig. 5 it can be seen that the same effect can be achieved if the probe is moved against the workpiece / tool 4 to be measured along egg ner tracer path 61 , which corresponds to the path 51 , the vector of the direction of movement A at least at the point of impact 111 lies in the Tan gentialplane 112 . In particular, this is fulfilled if the web 61 runs completely continuously in the tangential plane 112 .
Fig. 6 zeigt einen erfindungsgemässen Taster integriert in einen Mehrspin deldrehautomaten. Eine tellerförmige Werkstück-/Werkzeugführung 5 ist um eine Drehachse 52 drehbar gelagert. Auf diesem Teller sind wiederum mehrere Werkstück-/Werkzeughalterungen 7 angeordnet, die einzeln um weitere Drehachsen 71 drehbar gelagert sein können. Entsprechend den Werkstück-/Werkzeughalterungen 7 auf der Werkstück-/Werkzeugführung 5 sind Bearbeitungsstationen 8 angeordnet, an denen einzelne Bearbei tungsschritte ausgeführt werden können. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist an einer Bearbeitungsstation 8 ein erfindungsgemässer Taster mittels ei ner starren Tasterhalterung 6 angebracht. Zwischen zwei Bearbeitungs schritten wird die Werkstück-/Werkzeugführung 5 um die Achse 52 gedreht, so dass sich ein zu bearbeitendes Werkstück 4 von einer Bearbeitungsstati on 8 zur nächsten bewegt. Dabei wird das durch den Pfeil gekennzeichnete Werkstück 4 am erfindungsgemässen Taster vorbeigeführt, so dass sich eine Berührung zwischen Werkstück 4 und Tastkörper 1 ergibt, wie sie zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erforderlich ist. Bei die ser Berührung ergibt sich eine elastische Verformung ΔD des Abstands D im Taster, welche mittels dem nachgeschalteten elektronischen Steuergerät 21 ausgewertet wird. Dieses elektronische Steuergerät 21 kann einen zusätzli chen Eingang aufweisen, mittels welchem ein Referenzwert ΔD (Referenz) ein gelesen oder eingestellt wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die ge messene elastische Verformung ΔD vom elektronischen Steuergerät 21 aus gegeben und auf einem sogenannten Toolmonitor visualisiert. Dieser Tool monitor zeichnet die Einfederung ΔD des Tasters während der Berührung als Messkurve auf. Wird eine Mindesteinfederung nicht erreicht, so gilt das Werkstück als zu kurz oder als in die Werkstückhalterung 7 zurückgescho ben. Überschreitet die elastische Verformung ΔD einen Maximalwert, so gilt das Werkstück als nicht ausreichend bearbeitet oder als in der Werkstück halterung verschoben. Fig. 6 shows a push button according to the invention integrated in a multi-spin automatic lathe. A plate-shaped workpiece / tool guide 5 is rotatably mounted about an axis of rotation 52 . In turn, a plurality of workpiece / tool holders 7 are arranged on this plate, which can be individually rotatably supported about further axes of rotation 71 . Corresponding to the workpiece / tool holders 7 on the workpiece / tool guide 5 , processing stations 8 are arranged, at which individual machining steps can be carried out. In the exemplary embodiment shown, a button according to the invention is attached to a processing station 8 by means of a rigid button holder 6 . Between two machining steps, the workpiece / tool guide 5 is rotated about the axis 52 , so that a workpiece 4 to be machined moves from one machining station 8 to the next. The workpiece 4 indicated by the arrow is guided past the probe according to the invention, so that there is a contact between the workpiece 4 and the probe body 1 , as is necessary to carry out the method according to the invention. With this water contact there is an elastic deformation ΔD of the distance D in the button, which is evaluated by means of the downstream electronic control unit 21 . This electronic control unit 21 can have an additional input, by means of which a reference value ΔD (reference) is read or set. In the exemplary embodiment shown, the measured elastic deformation ΔD is given by the electronic control unit 21 and visualized on a so-called tool monitor. This tool monitor records the deflection ΔD of the probe as a measurement curve when it is touched. If a minimum deflection is not reached, the workpiece is considered to be too short or pushed back into the workpiece holder 7 . If the elastic deformation ΔD exceeds a maximum value, the workpiece is considered to have been insufficiently machined or to be displaced in the workpiece holder.
Claims (12)
- a) einem Tastkörper (1), insbesondere einer Membran, mit einer An tastfläche (11) und einer Wegaufnehmerfläche (12) mit einem darin liegenden Messfleck (121),
- b) einem dem Messfleck (121) zugeordneten Wegaufnehmer (2),
- c) einer Aufhängung (3), die den Tastkörper (1) mit dem Wegaufnehmer (2) mechanisch verbindet,
- a) die Antastfläche (11) für einen mechanischen Kontakt mit einem auf Masshaltigkeit zu prüfenden Werkstück/-zeug vorgesehen ist,
- b) der Tastkörper (1) und/oder die Aufhängung (3) so ausgeführt sind, dass der Abstand zwischen dem Messfleck (121) und dem Wegauf nehmer (2) unter Einwirkung einer im wesentlichen in Richtung der Verbindungslinie Messfleck (121) - Wegaufnehmer (2) wirkenden Kraft auf die Antastfläche (11) elastisch verändert werden kann und
- c) der Wegaufnehmer (2) so ausgeführt ist, dass er eine Änderung des Abstands D zwischen dem Messfleck (121) und dem Wegaufnehmer (2) vorzugsweise berührungslos registriert.
- a) a probe body ( 1 ), in particular a membrane, with a probe surface ( 11 ) and a displacement transducer surface ( 12 ) with a measuring spot ( 121 ) therein,
- b) a displacement sensor ( 2 ) assigned to the measuring spot ( 121 ),
- c) a suspension ( 3 ) which mechanically connects the probe body ( 1 ) to the displacement sensor ( 2 ),
- a) the contact surface ( 11 ) is provided for mechanical contact with a workpiece / tool to be checked for dimensional accuracy,
- b) the probe body ( 1 ) and / or the suspension ( 3 ) are designed so that the distance between the measuring spot ( 121 ) and the Wegauf nnehmer ( 2 ) under the influence of a substantially in the direction of the connecting line measuring spot ( 121 ) - displacement sensor ( 2 ) force acting on the contact surface ( 11 ) can be changed elastically and
- c) the displacement sensor ( 2 ) is designed such that it registers a change in the distance D between the measurement spot ( 121 ) and the displacement sensor ( 2 ), preferably without contact.
- a) einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und
- b) einer Werkstück-/Werkzeugführung (5) zum Vorbeiführen eines Werkstücks/Werkzeugs am Tastkörper (1) längs einer Werkstück-/ Werkzeugbahn (51),
- a) das Werkstück/Werkzeug (4) die Antastfläche (11) mindestens an einem Auftreffpunkt (111) berührt,
- b) sich bei dieser Berührung eine elastische Verringerung des Abstands D zwischen Messfleck (121) und Wegaufnehmer (2) ergibt,
- c) und sich am Auftreffpunkt (111) ein Winkel W zwischen der Tangen tialebene (112) der Antastfläche (11) am Auftreffpunkt (111) und der Bewegungsrichtung A des Werkstücks/Werkzeugs (6) ergibt, der kleiner ist als 15°, vorzugsweise kleiner ist als 10° und insbesondere kleiner ist als 5°.
- a) a device according to claim 1 and
- b) a workpiece / tool guide ( 5 ) for guiding a workpiece / tool past the probe body ( 1 ) along a workpiece / tool path ( 51 ),
- a) the workpiece / tool ( 4 ) touches the contact surface ( 11 ) at least at one point of impact ( 111 ),
- b) this contact results in an elastic reduction in the distance D between the measurement spot ( 121 ) and the displacement sensor ( 2 ),
- c) and at the point of impact ( 111 ) there is an angle W between the tangential plane ( 112 ) of the contact surface ( 11 ) at the point of impact ( 111 ) and the direction of movement A of the workpiece / tool ( 6 ), which is less than 15 °, preferably is less than 10 ° and in particular is less than 5 °.
- a) einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
- b) einer Tasterführung (6) zum Vorbeiführen dieser Vorrichtung an ei nem auf Maßhaltigkeit zu prüfenden Werkstück/Werkzeug (4) längs einer Tasterbahn (61),
- c) einer Werkstück-/Werkzeughalterung (7), in der das Werkstück/ Werkzeug (4) insbesondere während des Vorbeiführens gehaltert ist,
- a) die Antastfläche (11) des Tastkörpers (1) das in der Werkstück- /Werkzeughalterung (7) gehalterte Werkstück/Werkzeug (4) minde stens an einem Auftreffpunkt (111) berührt,
- b) sich bei dieser Berührung eine elastische Verringerung des Abstands (D) zwischen Membran (1) und Wegaufnehmer (2) ergibt,
- c) und sich am Auftreffpunkt (111) ein Winkel W zwischen der Tangen tialebene (112) der Antastfläche (11) am Auftreffpunkt (111) und der Bewegungsrichtung A des Tastkörpers (1) ergibt, der kleiner ist als 15°, vorzugsweise kleiner ist als 10° und insbesondere kleiner ist als 5°.
- a) a device according to claim 1,
- b) a probe guide ( 6 ) for guiding this device past a workpiece / tool ( 4 ) to be checked for dimensional accuracy along a probe path ( 61 ),
- c) a workpiece / tool holder ( 7 ) in which the workpiece / tool ( 4 ) is held, in particular while it is being passed,
- a) the contact surface ( 11 ) of the probe body ( 1 ) touches the workpiece / tool ( 4 ) held in the workpiece / tool holder ( 7 ) at least at one point of impact ( 111 ),
- b) this contact results in an elastic reduction in the distance (D) between the membrane ( 1 ) and displacement sensor ( 2 ),
- c) and at the point of impact ( 111 ) there is an angle W between the tangential plane ( 112 ) of the contact surface ( 11 ) at the point of impact ( 111 ) and the direction of movement A of the probe body ( 1 ), which is smaller than 15 °, preferably smaller than 10 ° and in particular less than 5 °.
- a) relative Bewegung eines auf Masshaltigkeit zu prüfenden Werkstücks
oder Werkzeugs (4) gegen die Antastfläche (11) eines Tastkörpers (1)
mittels einer dazu geeigneten Vorrichtung, beispielsweise mittels ei
ner Werkstück-/Werkzeugführung (5) oder einer Tasterführung (6),
wobei der Tastkörper (1) mittels einer Aufhängung (3) mechanisch mit
einem Wegaufnehmer (2) verbunden ist,
- a) wobei sich am Auftreffpunkt (111) des Werkstücks/Werkzeugs (6) auf der Antastfläche (11) ein Winkel W zwischen der Tangentiale bene (112) der Antastfläche (11) und der Richtung A der Relativbe wegung von Tastkörper (1) und Werkstück/Werkzeug (4) ergibt, der kleiner ist als 15°, vorzugsweise kleiner ist als 10° und insbesonde re kleiner ist als 5°, und
- b) wodurch sich eine elastische Verringerung des Abstands D zwi schen einem Messfleck (121), der in einer Wegaufnehmerfläche (12) des Tastkörpers liegt, und dem Wegaufnehmer (2) ergibt, die bei masshaltigem Werkstück/Werkzeug vorzugsweise unter 500 Mi krometern beträgt, insbesondere unter 100 Mikrometern beträgt,
- b) Aufnahme der elastischen Verringerung ΔD des Abstands D mittels des Wegaufnehmers (2), insbesondere mittels eines elektronischen Steuergeräts (21),
- a)
- a) Vergleich der in b) aufgenommenen elastischen Verringerung ΔD des Abstands D mit einem Referenzwert ΔD (Referenz), wobei dieser Referenzwert ein masshaltiges Werkstück/Werkzeug (4) charakte risiert,
- b) interne Klassifikation des vermessenen Werkstücks/Werkzeugs (4) als "nicht masshaltig", wenn die aufgenommene elastische Verrin gerung ΔD um mehr als eine voreingestellte Toleranzgrenze δD (Toleranz) vom Referenzwert ΔD (Referenz) abweicht.
- a) Ausgabe auf einer Anzeigeeinheit oder Weiterverarbeitung mit einer elektronischen Vorrichtung der gemessenen elastischen Verringerung ΔD.
- a) relative movement of a workpiece or tool ( 4 ) to be checked for dimensional accuracy against the contact surface ( 11 ) of a probe body ( 1 ) by means of a suitable device, for example by means of a workpiece / tool guide ( 5 ) or a probe guide ( 6 ), the probe body ( 1 ) being mechanically connected to a displacement sensor ( 2 ) by means of a suspension ( 3 ),
- a) where at the point of impact ( 111 ) of the workpiece / tool ( 6 ) on the contact surface ( 11 ) an angle W between the tangential plane ( 112 ) of the contact surface ( 11 ) and the direction A of the relative movement of the probe body ( 1 ) and Workpiece / tool ( 4 ) results which is less than 15 °, preferably less than 10 ° and in particular re less than 5 °, and
- b) which results in an elastic reduction in the distance D between a measuring spot ( 121 ) which lies in a displacement sensor surface ( 12 ) of the probe body and the displacement sensor ( 2 ), which is preferably less than 500 micrometers for a dimensionally accurate workpiece / tool, is in particular less than 100 micrometers,
- b) recording the elastic reduction ΔD of the distance D by means of the displacement sensor ( 2 ), in particular by means of an electronic control unit ( 21 ),
- a)
- a) comparison of the elastic reduction ΔD of the distance D recorded in b) with a reference value ΔD (reference), this reference value characterizing a dimensionally accurate workpiece / tool ( 4 ),
- b) internal classification of the measured workpiece / tool ( 4 ) as "not true to size" if the absorbed elastic reduction ΔD deviates from the reference value ΔD (reference) by more than a preset tolerance limit δD (tolerance).
- a) Output on a display unit or further processing with an electronic device of the measured elastic reduction ΔD.
- a) ein Nullwert D1 aufgenommen wird, der im wesentlichen durch den ungestörten Abstand zwischen Messfleck (121) und Wegaufnehmer (2) gegeben ist,
- b) ein Maximalwert D2 aufgenommen wird, der im wesentlichen durch den Extremwert des Abstands D während des Kontakts zwischen Werkstück/Werkzeug (4) und Antastfläche (11) gegeben ist, und
- c) die elastische Verringerung ΔD als Differenz zwischen D1 und D2 be stimmt wird.
- a) a zero value D1 is recorded, which is essentially given by the undisturbed distance between the measurement spot ( 121 ) and the displacement sensor ( 2 ),
- b) a maximum value D2 is recorded, which is essentially given by the extreme value of the distance D during the contact between the workpiece / tool ( 4 ) and the contact surface ( 11 ), and
- c) the elastic reduction ΔD is determined as the difference between D1 and D2.
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- 1999-09-18 DE DE1999144865 patent/DE19944865B4/en not_active Expired - Fee Related
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