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DE2200080A1 - FRICTION WHEEL DIAMETER MEASURING METHOD AND SWITCHING DEVICE FOR EXECUTING THE METHOD - Google Patents

FRICTION WHEEL DIAMETER MEASURING METHOD AND SWITCHING DEVICE FOR EXECUTING THE METHOD

Info

Publication number
DE2200080A1
DE2200080A1 DE19722200080 DE2200080A DE2200080A1 DE 2200080 A1 DE2200080 A1 DE 2200080A1 DE 19722200080 DE19722200080 DE 19722200080 DE 2200080 A DE2200080 A DE 2200080A DE 2200080 A1 DE2200080 A1 DE 2200080A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diameter
pulses
measuring wheel
correction
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19722200080
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Lehmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE19722200080 priority Critical patent/DE2200080A1/en
Publication of DE2200080A1 publication Critical patent/DE2200080A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/12Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

Reibrad-Durchmesser-Meßverfahren und Schaltvorrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Reibrad-Durchmesser-Meßverfahren gemäß dem ein in seinem Durchmesser bekanntes Meßrad gegen die Oberfläche eines umlaufenden zyliiiderischeii Werkstbckes gedrückt und durch Haftreibung in eie der Umfangsgeschwindigkeit des Werkstückes entsprechende Umdrehungsgeschwindigkeit versetzt wird. Die Umdrehungen und Teilumdrehungen des Meßrades und des Werkstückes werden in Impulse umgewandelt und einer elektronischen Auswertelogik zugeführt, die aus der Anzahl der gezählten Impulse den Durchmesser es Werkstückes ermittelt. Weiterhin bezieht sich di Erfindung auf eine Schaltvorrichtung zur Ausübung des Verfahrens Zum Messen des Durchmessers von zylinderischen Werkstücken werden sog. Reibrad-Durchmesser-Meßgeräte eingesetzt. Durch Federdruck wird ein im Durchmesser genau bemessenes Reibrad, z.B. gegen ein .n einer Werkzeugmaschine eingespannt es und umlaufende zylinderisches Werkstück gedrückt, derart, d das Reibrad durch Hauftwirkung vom rotierenden Werkstück mitgenommen wird und sich dabei ständig auf dem TJmfang des Werkstückes abwälzt. Das Meßrad ist mit einem Winkelschrittgeber funktionsverbunden. Der Winkel schrittgeter besteht aus einer, eine Vielzahl von radial verlaufenden Schlitzen tragenden Impulsscheibe, der nahe benachbart eine Schlitzblende gegenübersteht. Gegenüber einer Seitenfläche der Impulsscheibe, und zwar vor der Schlitzblende, ist eine Beleuchtungsvorrichtung angeordnet, während hinter der Impulsscheibe ein Fotoelement gelegen ist. Durch die Rotation des Meßrades wird auch die Impulsscheibe in Umdrehung versetzt.Friction wheel diameter measuring method and switching device for exercising of the method The invention relates to a friction wheel diameter measuring method according to which a measuring wheel known in its diameter against the surface of a rotating cylindrical work piece and pressed by static friction in one of the Peripheral speed of the workpiece offset corresponding to the rotational speed will. The revolutions and partial revolutions of the measuring wheel and the workpiece are converted into impulses and fed to an electronic evaluation logic, which consists of the number of counted pulses determines the diameter of the workpiece. Farther The invention relates to a switching device for performing the method So-called friction wheel diameter measuring devices are used to measure the diameter of cylindrical workpieces used. A friction wheel with an exact diameter, e.g. It is clamped against a .n a machine tool and revolving cylindrical The workpiece is pressed in such a way that the friction wheel is hit by the rotating workpiece is taken and thereby constantly rolling on the circumference of the workpiece. The measuring wheel is functionally linked to an angle encoder. The angle stepped consists of a pulse disk with a large number of radially extending slots, which faces a slit diaphragm in close proximity. Opposite a side surface the pulse disc, in front of the slit diaphragm, is a lighting device arranged, while a photo element is located behind the pulse disc. By the rotation of the measuring wheel also sets the pulse disk in rotation.

Das Fotoelement liefert somit bei jedem Winkelschritt einen Zählimpuls all einem tigitalzähler. Da der Durchmesser des Meßrades, die Abstände er Schlitze in der Impulsscheibe, sowie die Anzahl der maßgebenden Werkstückdrehzahlimpulse bekannt sind, entspricht jedem Zählimpuls ein Streckeninkrement auf dem Umfang des Meßrades. Die Zählimpulse werden über einen Verstärker an eine Auswertelogik geliefert. Über einen weiteren Verstärker werden die Umdrehungen des Werkstückes während des Meßvorganges registrict und wirken in Verbindung rnit einem Umsetzer beeinflussend auf die Anzahl der aufzuaddierenden Meßradimpulse. In der Auswertelogik wird aus den vorgenannten Komponenten der Werkstückdurchmesser errechnet und als Meßergebnis laufend angezeigt.The photo element thus delivers a counting pulse with each angular step all a digital counter. As the diameter of the measuring wheel, the spacing he slots in the pulse disc, as well as the Number of decisive workpiece speed pulses are known, each counting pulse corresponds to a distance increment on the circumference of the Measuring wheel. The counting pulses are sent to an evaluation logic via an amplifier. The revolutions of the workpiece during the Measuring process and have an influencing effect in connection with a converter to the number of measuring wheel pulses to be added. The evaluation logic turns off the aforementioned components of the workpiece diameter are calculated and as a measurement result continuously displayed.

Es venteht sich, daß das Meßergebnis bei derartigen Durchmesser-Meßgeräten von der genauen Einhaltung des Meßrad durchmessers abhängig ist, da die eßraddurchmesserdifferenen direkt proportional in das Meßergebnis eingehen. Indessen unterliegt auch das Meßrad einem gewissen Verschleiß, so daß der Durchmesser im Laufe der Zeit sich verringert. Der Ist" -Durchmesser wird daher immer um einen geringfügigen Betrag vom "Soll"-Durchmesser abweichen. Selbst geringe Maßabweichungen in der Größenordnung von einigen tausendstel Millimetern führen bereits zwangsläuSng zu fehlerhaften Meßergebnissen. Der Nachteil tritt dadurch noch stärker in Erscheinung, weil man - zum Zwecke der besseren Auflösung -die während mehreren Umläufen des Werkstückes vom Impulsgeber des Reibrades ausgegebenen Impulse der Auswertelogik zur Ermittlung des Durchmessers zuführt. Dabei addieren sich die aus der Differenz von "Soll"- und "Ist-Wert des Reibrades sich ergebenden Fehler, die in das Meßergebnis eingehen.It is possible that the measurement result with such diameter measuring devices depends on the exact observance of the measuring wheel diameter, since the eßraddiameterdifferenen are directly proportional to the measurement result. Meanwhile, the measuring wheel is also defeated a certain amount of wear, so that the diameter decreases over time. The actual "diameter is therefore always a small amount from the" target "diameter differ. Even small dimensional deviations of the order of a few thousandths Millimeters inevitably lead to incorrect measurement results. The disadvantage becomes even more apparent because one - for the purpose of better resolution -the output from the pulse generator of the friction wheel during several revolutions of the workpiece Feeds impulses to the evaluation logic to determine the diameter. Add up those resulting from the difference between the "target" and "actual" values of the friction wheel Errors that go into the measurement result.

Ferner bildet die Verwendung eines Meßrades mit einem einmalig vorgewählten und somit auch vorbestimmten Meßrad-Nenndurchmesser eine erhebliche Einschränkung für die Einsatzmö.glichkeiten und MeRgenauigkeiten eines solchen Fleßgerätes. Die Einsatzmöglichkeit i3t abhängig von der gewünschten Auflösung3-genauigkeit unter Berücksichtigung des zu messenden WerkstWckdurchmessers, aber auch von dem zur Verfügung stehenden Raum im Bereich der Meßstelle des Werkstückes.Furthermore, forms the use of a measuring wheel with a one-time preselected and thus also the predetermined nominal measuring wheel diameter is a considerable limitation for the possible uses and measuring accuracies of such a fuser. the Possible application i3t depending on the desired resolution3 accuracy under Consideration of the workpiece diameter to be measured, but also of the space available in the area of the measuring point of the workpiece.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu beheben bzw. ein Reibrad -Durchmesser-Meßverfahren und eine zur Ausübung des Verfahrens dienende Schaltvorrichtung zu schaffen, welche den jeweiligen Meßbedingungen angleichbar ist. Ausgehend von einem Reibrad-Durchmesser-MeEverfahren der eingangs genannten Art besteht die Erfindung darin, daß man der Auswertelogik während des Meßvorganges entsprechend der Differenz zwischen 'iIst"- und "Soll"-Durchmesser des Meßrades und in Abhängigkeit vom Werkstückdurchmesser entsprechende Korrekturimpulse zuführt.The invention is based on the above disadvantages to fix or a friction wheel diameter measuring method and one to exercise the To create process-serving switching device, which the respective measurement conditions is adaptable. Based on a friction wheel diameter MeE method of the initially named type, the invention consists in that one of the evaluation logic during the The measuring process corresponds to the difference between the 'actual "and the" nominal "diameter of the measuring wheel and corresponding correction pulses depending on the workpiece diameter feeds.

Durch diese erfinderischen, verfahrensmäßigen Maßnahmen erhält man stets ein sehr genaues Neßergebnis, und zwar unabhängig davon, ob das Meßrad dem Nennmaß entspricht oder nicht.These inventive, procedural measures are obtained always a very precise measurement result, regardless of whether the measuring wheel is the Corresponds to nominal dimension or not.

Voraussetzung ist indessen, daß nach einer gewissen Betriebszeit oder einem erneuten Einsatz eine Eichung des Gerätes vorzunehmen ist.The prerequisite, however, is that after a certain operating time or the device must be calibrated when it is used again.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn man das Meßrad in seinem Durchmesser größer als den 'iSoll"-Durchmesser - im vorliegendem Falle gleichbedeutend mit Nenndurchmesser - ausbildet, so daß man der Auswertelogik nur positive Korrekturimpulse zuführt. Dadurch kann die Schaltung in ihrem Aufbau einfach gehalten werden.It is particularly advantageous if the diameter of the measuring wheel larger than the 'iSoll' diameter - in the present case synonymous with the nominal diameter - trains so that only positive correction pulses are fed to the evaluation logic. As a result, the circuit can be kept simple in its structure.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung stellt man das Nennmaß des Neßraddurchmessers an der Auswertelogik ein und untersetzt die Werkstückdrehzahlimpulse in Abhängigkeit von Nennmaß des Meßraddurchmessers.In the further embodiment of the invention, the nominal size is set of the measuring wheel diameter on the evaluation logic and reduces the workpiece speed pulses depending on the nominal dimension of the measuring wheel diameter.

Diese erfinderische Verfahrensweise erlaubt eine flexible, aber auch eine rationellere Einsatzmöglichkeit des Meßgerätes.This inventive procedure allows a flexible, but also a more rational use of the measuring device.

Insbesondere ist nunmehr der Einsatz des Meßgerätes weitgehendst vom Durchmesser des zu messenden Werkstückes unabhängig, wobei jedoch eine große Meßgenauigkeit gewährleistet ist.In particular, the use of the measuring device is now largely from Diameter of the workpiece to be measured independently, but with a high measurement accuracy is guaranteed.

Die Vorrichtung zur Ausübung der Verfahren besitzt gemäß der Erfindung einen Korrekturimxlulsgeber der der Auswertelogik zugeordnet ist, wobei der Korrekturimpulsgeber mindestens eine Korrekturhandhabe und eine Korrekturskala zur Einstellung der Differenz zwischen dem "Ist"- und "Soll"-Mlaß des MeBrad-Durchmessers besitzt.The apparatus for practicing the method has according to the invention a correction pulse generator which is assigned to the evaluation logic, the correction pulse generator at least one correction tool and one correction scale for setting the difference between the "actual" and "target" dimensions of the MeBrad diameter.

Wie schon vorbeschrieben, verwendet man vorteilhaft ein gegenüber dem Nenndurchmesser etwas größer gehaltenes Meßrad. Dieser Wert, z.B. 0,03 mm, wird mittels der Handhabe am Korrekturimpulsgeber eingestellt. Der Korrekturimpulsgeber liefert nunmehr während des Meßvorganges Korrekturimpulse, die den Zahlimpulsen des Meßrades zugezahlt werden. Dadurch wird der Fehler ausgeglichen bzw. die bei einem zu großen Meßrad zu kleii;e Zählrate auf eine den Nenndurchmesser des Meßrades entsprechende Zählrate aufgestockt. Man erhält so eine sehr genaue Meßanzeige.As already described, it is advantageous to use an opposite The measuring wheel is slightly larger than the nominal diameter. This value, e.g. 0.03 mm, becomes set by means of the handle on the correction pulse generator. The correction pulse generator now supplies correction pulses during the measuring process, which correspond to the number pulses of the measuring wheel are paid. This compensates for the error or the Too large a measuring wheel, too small a counting rate to match the nominal diameter of the measuring wheel corresponding counting rate increased. A very precise measurement display is obtained in this way.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt die Auswertelogik eine seite Handhabe, die zur Einstellung des eßrad-Nenndurchmessers dient, wobei diese Handhabe mit einer Frequenzteiler-('Untersetzer-)Einheit in Verbindung steht, die die Werkstückdrehzahlimpulse entsprechend dem eingestellten und gewählten Neßrad-Nenndurchmesser untersetzt.In the further embodiment of the invention, the evaluation logic has one side handle that is used to set the nominal diameter of the eating wheel, whereby this handle is connected to a frequency divider ('coaster) unit, the workpiece speed pulses according to the set and selected nominal diameter of the grinding wheel stocky.

Die Frequenzteiler-(Untersetzer-)Einheit besteht aus elementaren Untersetzerbausteinen, z.B. 1 : 2 oder 1 : 10 usw., die entsprechend dem gewählten Meßrad-Nenndurchmesser elektrisch verbunden werden. Die Frequenzteiler-Einheit führt einer nachgeschalteten bistabilen Kippstufe einen Impuls zu, wobei die Impulsdauer eine Funktion des gewählten und eingestellten Merad-Nenndurchmessers ist. Dadurch wird die, beim Auswechseln eines Meßrades, z.B. gegen ein im Durchmesser größeres Meßrad, gestörte Beziehung zwischen Meßrad-Nenndurchmesser und der von der Impulsscheibe gelieferte Anzahl der Meßradimpulse sowie der Drehzahlimpulse des Werkstückes wieder hergestellt.The frequency divider (coaster) unit consists of elementary coaster components, e.g. 1: 2 or 1: 10 etc., depending on the selected measuring wheel nominal diameter be electrically connected. The frequency divider unit leads a downstream bistable multivibrator to a pulse, the pulse duration being a function of the selected and set Merad nominal diameter is. This will when replacing a measuring wheel, e.g. for a measuring wheel with a larger diameter, Disturbed relationship between the nominal diameter of the measuring wheel and that of the pulse disc delivered number of measuring wheel impulses as well as the speed impulses of the workpiece manufactured.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with the aid of the drawings.

In Figur 1 ist in Form eines Blockschaltbildes die Auswertelogik dargestellt. Gegen ein umlaufendes Werkstück 1 lastet ein Meßrad 2, das über eine Welle 5 mit einer Impulsscheibe 4 eines Impulsgebers 5 verbunden ist. Hierbei liefert der Impulsgeber 5 eine der Meßraddrehzahl entsprechende Signalfolge 7 an einen Verstärker mit Impulsformer 8, dessen Ausgang 9 mit der Impulsfolge 71 an einem UND-Gatter 10 anliegt. Ein das Werkstück haltender Maschinenteil, z.E. eine Planscheibe 6 einer Drehbank, trägt einen Permanentmagneten 11, der bei jedem Umlauf der Planscheibe auf ein Ilallelement 12 einwirkt und damit die Werkstückdrehzahl registriert.In Figure 1, the evaluation logic is shown in the form of a block diagram. A measuring wheel 2, which via a shaft 5, loads against a rotating workpiece 1 a pulse disc 4 of a pulse generator 5 is connected. Here the pulse generator delivers 5 a signal sequence 7 corresponding to the measuring wheel speed to an amplifier with a pulse shaper 8, the output 9 of which is applied to an AND gate 10 with the pulse train 71. A that Machine part holding workpiece, e.g. a face plate 6 of a lathe carries a permanent magnet 11, which with each revolution of the faceplate on an Ilallelement 12 acts and thus registers the workpiece speed.

Das Signal 13 des Hallelementes liegt an einem Verstärker und Impulsformer 14, dessen Ausgang 15 eine Signalfolge 13' aufweist. Letzteres Signal steht einerseits am NAND-Gatter 28, sowie andererseits an der Frequenzteiler-(Untersetzer-) Einheit 16 an. Das NAND-Gatter 28 übt hierbei die Funktion einer "Impulsselektion" aus; es verwendet den ersten ankommenden Werkstück-Drehzahlimpuls als "Start"-Impuls für die mit ihm über den Ausgang 32 verbundene bistabile Kippstufe 17 und setzt diese. Durch den Setzvorgang wird über den Ausgang 18 einerseits das RAND-Gatter 28 über die Rückkopplung 18' gesperrt und andererseits gleichzeitig das anliegende UND-Gatter für die bereits erwähnten Meßradiumpulse 7' aufgesteuert. Der Zeitraum, mit der dieses UND-Gatter 10 durchlässig ist, wird durch die Frequenzteiler-(Untersetzer-)Einheit 15 bestimmt.The signal 13 of the Hall element is applied to an amplifier and pulse shaper 14, the output 15 of which has a signal sequence 13 '. The latter signal is on the one hand at the NAND gate 28, and on the other hand at the frequency divider (coaster) unit 16 at. The NAND gate 28 here exercises the function of a "pulse selection"; it uses the first incoming workpiece speed pulse as the "start" pulse for the bistable multivibrator 17 connected to it via the output 32 and sets these. As a result of the setting process, the RAND gate is activated via output 18 28 through the feedback 18 'blocked and on the other hand at the same time the applied AND gate for the already mentioned measuring radium pulses 7 'activated. The period, with which this AND gate 10 is permeable, is through the frequency divider (divider) unit 15 determined.

Der erste eintreffende und zum Setzen der bistabilen Kippstufe 17 sowie die folenden Impulse werden dieser Einheit direkt zugeleitet, und zwar bis zeitlich gesehen, der n-te Impuls eintrifft. Dieser n-te Impuls bewirkt über den Ausgang 17' einen "Stop"-Impuls an die Kippstufe 17, die ihrerseits über den Ausgang 18 das UND-Gatter 10 wieder sperrt. Die Untersetzerstufe 16 ist derart ausgebildet, daß über die Einstell-Handhabe 16' das Untersetzerverhältnis 1 : N entsprechend dem gewählten Meßrad-Nenndurchmesser variiert werden kann und somit differierende Zeiträume bis zum Einsatz des "Stop"-Impulses an die bistabile Kippstufe 17 und damit an das UND-Gatter 10 gegeben werden können. Mit dieser Maßnahme wird die Beziehung zwischen Meßrad-Nenndurchmesser und Einfluß der Werkstückdrehzahl bei konstanter Anzahl der Schlitze wieder hergestellt.The first to arrive and to set the bistable multivibrator 17th as well as the following impulses are fed directly to this unit, namely up to In terms of time, the n-th pulse arrives. This nth pulse causes the Output 17 'sends a "stop" pulse to flip-flop 17, which in turn uses the output 18 the AND gate 10 blocks again. The reducer stage 16 is designed in such a way that that via the setting handle 16 'the reduction ratio 1: N accordingly the selected measuring wheel nominal diameter can be varied and thus differing Periods of time until the "stop" pulse is sent to the bistable multivibrator 17 and so that 10 can be given to the AND gate. With this action the relationship becomes between the nominal measuring wheel diameter and the influence of the workpiece speed at constant Number of slots restored.

Zur näheren Erläuterung der Funktion der Vorrichtung dienen nachfolgende Abhandlungen: Bekanntlich sind die nrehzailen zweier aufeinander abrollender zylinderischer Körper umgekehrt proportional ihrer Durchmesser.The following are used to explain the function of the device in more detail Treatises: It is well known that the nrehzailen of two cylindrical ones rolling on one another are Bodies inversely proportional to their diameters.

Ist n1 die Meßraddrehzahl, a die Anzahl der Schlitze in der Impulsscheibe 4, n2 die Werkstückdrehzahl, dl der Meßrad-Nenndurchmesser und d2 der werkstückdurchmesser, so ist Formt man diese Beziehung nach n1 m, so erhält man: Ist fernerhin n1' die Meßraddrehzahldifferenz aufgrund eines Meßrades, das vom Nennmaß abweicht, und ferner dl/die Differenz des Istmaßes vom Sollmaß des Meßrades, so läßt sich die folgende Beziehung ableiten: Aus (2) und (3) folgt sodann Mit dieser Cleichung lassen sich sofort die durch die Xorrektureinheit und die Frequenzteiler-(Untersetzer-)Einheit zu kompensierenden Größen aufzeigen, nämlich daß a) iii gleic'abedeutend mit der Anzahl der Eorrekturimpulse und diese Anzahl eine Funktion von und d2 ist.If n1 is the measuring wheel speed, a is the number of slots in the pulse disk 4, n2 is the workpiece speed, dl is the nominal measuring wheel diameter and d2 is the workpiece diameter If one forms this relation according to n1 m, one obtains: Furthermore, if n1 'is the measuring wheel speed difference due to a measuring wheel that deviates from the nominal dimension, and also dl / the difference between the actual dimension and the nominal dimension of the measuring wheel, the following relationship can be derived: It then follows from (2) and (3) With this equation, the quantities to be compensated by the x-correction unit and the frequency divider (scaler) unit can be shown immediately, namely that a) iii is equivalent to the number of correction pulses and this number is a function of and d2 is.

b) Ferner ist aus der Gleichung (4) zu ersehen, daß der herausgestellte zweite Quotient des Produktes aus Einstellgrößen bzw. aus Gerätekonstanten besteht. b) It can also be seen from equation (4) that the highlighted The second quotient of the product consists of setting variables or device constants.

Bei variabler Gestaltung des Neßrad-Nenndurchmessers und bei konstanter anzahl von Schlitzen in der Impulsscheibe ist der Einfluß der Werkstückdrehzahl nur durch eine Variation des Untersetzungsverhältnisses zu korrigieren. With a variable design of the nominal diameter of the wet wheel and with a constant one number of slots in the pulse disk is the influence of the workpiece speed can only be corrected by varying the reduction ratio.

Zur Durchführung der Messung sind lt. Gleichung (2) di und a konstanten Größen, während n1 und n2 mit den dafür vorgesehenen Mitteln zur Bestimmung des Werkstückdurchmessers registriert werden.According to equation (2), di and a are constants for carrying out the measurement Sizes, while n1 and n2 with the means provided for the determination of the Workpiece diameter can be registered.

An einem das Meßrad 2-haltenden Führungsstab 2' ist ein Permanentmagnet 22 angebracht, der beim Heranfahren des Meßkopfes gegen das Werkstück, während eines Hubes von z.B.A permanent magnet is attached to a guide rod 2 'holding the measuring wheel 2 22 attached, when moving the measuring head against the workpiece, during a Hubes of e.g.

2 mm, über die Feldplatte 21 streicht und einen Impuls s erzeugt.2 mm, strokes over the field plate 21 and generates a pulse s.

Durch dieses Signal erfolgt eine automatische Null stellung der Auswertelogik beim Beginn der Messung. Der Impuls wird ber einen Verstärker 23 geleitet, dessen Ausgang an eine Zeitstufe 24 anliegt. Das Signal der Zeit stufe sperrt einen möglichen Zählvorgang bis die Beschleunigungsphase des Meßrades beendet ist. Vorzugsweise ist diese, als Monoflop ausgebildete Zeitstufe auf eine Zeit von einer Sekunde eingestellt. Um die Erfassung von fehler haften Messungen zu verhindern, z.B. durch das Überrollen eines Snanes oder dgl. ist am Führungsstabsende 2' ein, mit einer kleinen Masse versehener, druckempfindlicher Transistor 29 angeordnet, der bei einer Beschleunigung des im Führungsstrb gleitbeweglich gelagerten Meßkopfes einen Impuls auslöst und über einen Verstärker 30 einen Impuls an die Zeitstufe 24 liefert. Der Ausgang 25 der Zeitstufe sperrt einerseits mittels einer monostabilen Kippstufe 26 ein NAND-Gatter 28, sowie die Frequenzteiler-(Untersetzer-)Sinheit 16 und andererseits bis eine - im nachfolgenden noch näher zu erläuternde -Addiereinheit 27. Mit diesem Impuls wird auch die Zähleinheit in einen definierten Zustand gesetzt. Der Ausgang 31 der monostabilen Kippstufe 25 liegt zusammen mit dem Ausgang 15 des Verstärkers 14 sowie des Ausganges 18 der Kippstufe 17 am NAND-Gatter 28, dessen invertierter Ausgang 32 - wie bereits erwähnt - die bistabile Kippstufe 17 entsprechend setzt. Solange ein Signal vom Zeitgeber 24 ansteht, sperrt die Kippstufe 17 mit ihrem Ausgang 18 das UND-Gatter 10, so daß am Ausgang' 19 des UND-Gatters 10 keine Meßradimpulse ausgegeben werden. Der Ausgang 19 des UND-Gatters 10 liegt über der Addiereinheit 27 an einem Dekadenzähler 20, dessen Ausgänge 46' mit einem Dekodierer 33 in Verbindung stehen. Der Decodierer ist mit einer den Durchmesser anzeigenden Anzeigevorrichtung 34, bestehend aus Ziffernanzeigeröhren 34', verbunden. Mit dem Dekadenzähler 20 steht eine Vergleichsschaltung 35 in Verbindung, die zwei Toleremzvorwahlschalter 36 und 37 besitzt, wobei der Vorwahlschalter 36 zur Einstellung einer oberen und der Vorwahlschalter 37 zur Einstellung einer unteren Toleranzgrenze dient. Überschreiten die vom Dekadenzähler ausgegebenen Werte die obere oder untere Toleranzgrenze, so wird von der Vergleichsschaltung 35 ein Impuls an eine Abschaltlogik 38 ausgelöst, die z.B. ein Maschinenschütz 39 zum Ansprechen bringt. Durch das Maschinenschütz wird ein Arbeitsgang beendet, z.B. ein Werkzeug außer Eingriff mit dem Werkstück gebracht. Wesentliches Element der Auswertelogik ist die im gestrichelt gezeichneten Feld dargestellte Korrektureinheit 40. Diese Korrektureinheit besteht aus einem Korrekturimpulsgeber 43 mit zwei Korrekturhandhaben 41 und 92, einer monostabilen Kippstufe 45 sowie einer Addiereinheit 27.This signal automatically resets the evaluation logic at the beginning of the measurement. The pulse is passed through an amplifier 23, its Output to a timer 24 is present. The signal of the time stage blocks a possible one Counting process until the acceleration phase of the measuring wheel has ended. Preferably this time stage, designed as a monoflop, is set to a time of one second. To prevent incorrect measurements from being recorded, e.g. by rolling over a Snane or the like. Is at the guide rod end 2 'a, with a small mass provided, pressure-sensitive transistor 29 arranged, which at an acceleration of the measuring head, which is slidably mounted in the guide line, triggers an impulse and through an amplifier 30 supplies a pulse to the timer 24. The output 25 of the timer blocks on the one hand by means of a monostable multivibrator 26 a NAND gate 28, as well as the frequency divider (divider) unit 16 and on the other hand to one - to be explained in more detail below - adding unit 27. With this Pulse, the counting unit is also set to a defined state. The exit 31 of the monostable multivibrator 25 lies together with the output 15 of the amplifier 14 and the output 18 of the flip-flop 17 at the NAND gate 28, whose inverted Output 32 - as already mentioned - sets the bistable multivibrator 17 accordingly. As long as there is a signal from the timer 24, the flip-flop 17 blocks with its output 18 the AND gate 10, so that at the output '19 of the AND gate 10 no measuring wheel pulses are issued. The output 19 of the AND gate 10 is above the adding unit 27 to a decade counter 20, the outputs 46 'of which are connected to a decoder 33 stand. The decoder is provided with a diameter indicating display 34, consisting of digit display tubes 34 'connected. With the decade counter 20 a comparison circuit 35 is connected, the two tolerance preselection switches 36 and 37, the preselection switch 36 for setting an upper and the preselection switch 37 is used to set a lower tolerance limit. Exceed the values output by the decade counter the upper or lower tolerance limit, see above if the comparison circuit 35 triggers a pulse to a shutdown logic 38, which e.g. makes a machine contactor 39 respond. Through the machine contactor an operation is ended, e.g. a tool disengaged from the workpiece brought. The essential element of the evaluation logic is that shown in dashed lines Correction unit 40 shown in the field. This correction unit consists of one Correction pulse generator 43 with two correction handles 41 and 92, one monostable Flip-flop 45 and an adding unit 27.

Die vom Korrektimpulsgeber 43 abgegebene Impulsfrequenz F kann mittels der Korrekturhandhabe 42 entsprechend den Abweichungen des "Istmaßes" vom Nennmaß des Merades in der Größenordnung von 10 5 und mittels der Korrekturhandhabe 41 in der Größenordnung von 10-2 mm eingestellt werden.The pulse frequency F emitted by the correct pulse generator 43 can be controlled by means of the correction handle 42 according to the deviations of the "actual dimension" from the nominal dimension des Merades in the order of 10 5 and by means of the correction handle 41 in of the order of 10-2 mm.

Die Frequenz F ist unter Beachtung von möglichen Schwankungen aufgrund thermischer Einflüsse um ein vielfaches höher al die später dem Dekadenzähler zugeführte und erforderliche Korrekturfrequenz. Der Korrekturimpulsgeber besitzt eine Grundfrequenz F1. Die vom Korrekturimpulsgeber ausgegebene Frequenz F zeigt folgende Beziehung: Diese Frequenz liegt am Ausgang 4-4 des Korrekturimpulsgebers an.The frequency F, taking into account possible fluctuations due to thermal influences, is many times higher than the correction frequency that is later supplied to the decade counter and required. The correction pulse generator has a basic frequency F1. The frequency F output by the correction pulse generator shows the following relationship: This frequency is available at output 4-4 of the correction pulse generator.

Die andere, durch den Werkstückdurchmesser d2 nach Punkt a zu berücksichtigende Größe, erfolgt durch eine monostabile Kippstufe 45, die mit einer Leitung 46 am Anschluß 46' mit dem Dekadenzähler 20 in Verbindung steht. Über die Leitung 46 erfolgt der Anstoß zur Übertragung zum nächsten ganzen Millimeter an den Ziffernanzeigeröhren. Bei jedem solchen Übertragungsvorgang gibt die monostabile Kippstufe während einer fest vorgegebenen Zeitdauer t>von z.B. 0,8 msSeinen Impuls ab. Der Ausgangsimpuls A dieser monostabilen Kippstufe gehorcht der Beziehung: und ist mit der Grundfrequenz F1 des Korrekturimpulsgebers 43 abgestimmt. Die Komponenten A und F beider Ausgänge 47 und 44 werden einem UND-Gatter 48 zugeführt, wobei mit dem Öffnen der monostabilen Kippstufe 45 auch die Impulse des Korrekturlmpulsgebers über das UND-Gatter geschleust sowie von dort der Addierstufe 27 zugeführt werden. Die Frequenz A1 am Ausgang des UND-Gatters 48 folgt der Be-Beziehung: Wie aus dieser Gleichung ersichtlich, werden so alle das Meßergebnis beeinflussenden Größen, die durch eine Abweichung vom Neßrad-Nenndurchmesser entstehen, erfaßt.The other variable to be taken into account by the workpiece diameter d2 according to point a is effected by a monostable flip-flop 45 which is connected to the decade counter 20 with a line 46 at the connection 46 '. The transmission to the next whole millimeter on the numeric display tubes is initiated via line 46. In each such transmission process, the monostable multivibrator emits its pulse for a fixed predetermined period of time t> of, for example, 0.8 ms. The output pulse A of this monostable multivibrator obeys the relationship: and is matched to the basic frequency F1 of the correction pulse generator 43. The components A and F of both outputs 47 and 44 are fed to an AND gate 48, with the opening of the monostable multivibrator 45 the pulses from the correction pulse generator being passed through the AND gate and fed from there to the adder 27. The frequency A1 at the output of the AND gate 48 follows the Be relationship: As can be seen from this equation, all parameters influencing the measurement result that arise from a deviation from the nominal diameter of the measuring wheel are recorded.

Die Funktion der Addierstufe ist im nachfolgenden näher erläutert. Über eine Leitung 45' werden nunmehr Korrekturimpulse addiert und den Meßradimpulsen auf den Eingang 20' des Dekadenzählers 20 gegeben.The function of the adder is explained in more detail below. Correction pulses and the measuring wheel pulses are now added via a line 45 ' given to the input 20 'of the decade counter 20.

In Figur 2 ist ein Blockschaltbild der Korrektureinheit dargestellt. Der Ausgang 51 des UND-Gatters 48 liegt an einem Impulsuntersetzer 52, der mit einer monostabilen Kippstufe 53 in Verbindung steht. Durch den Impulsuntersetzer wird die eigentliche Korrekturimpulszahl ausgegeben, während die monostabile Kippstufe diese Impulse mit vergleichsweise geringer Breite von beispielsweise 5 /us formt, die dann einer Addierstufe 54 zugeleitet werden. Der Addierstufe werden über die Leitung 19 die Meßradimpulse zugeführt.A block diagram of the correction unit is shown in FIG. The output 51 of the AND gate 48 is connected to a pulse divider 52, which is connected to a monostable flip-flop 53 is in connection. Through the pulse scaler the actual number of correction pulses is output while the monostable multivibrator forms these pulses with a comparatively small width of, for example, 5 / μs, which are then fed to an adder 54. The adding stage is controlled by the Line 19 supplied the measuring wheel pulses.

Die Addierstufe verhindert eine Koinzidenz zwischen Meßradimpulsen und Korrekturimpulsen. Der Ausgang 45' der.The adder prevents a coincidence between measuring wheel pulses and correction pulses. The output 45 'of the.

Addierstufe führt über eine Leitung 45' zum Eingang 20' des Dekadenzäblere und somit an die Ziffernanzeigeröhren 34.The adder stage leads via a line 45 'to the input 20' of the Dekadenzäblere and thus to the digit display tubes 34.

Im Impulsdiagramm der Figur 3 sind auf dem Band 58 die Meßradimpulse 7 dargestellt, die an der Addierstufe 54 (Fig. 2) anliegen. Das Band 59 zeigt die vom Korrekturimpulsgeber gelieferten Korrekturimpulse 56. Kommt es nunmehr vor - wie Band 60 zeigt - daß ein relativ schmaler Korrekturimpuls 56' mit einem Meßradimpuls 7' zusammenfällt, so wird in der Addierstufe mit einem logischen Glied (EXCLUSIV-OR), der Impuls 7' in zwei Impulse 57 und 57' gesplittet; es entstehen also zwei Zählimpulse. Fällt hingegen ein Korrekturimpuls 56 in eine Impulslücke 58 der Meßradimpulsfolge, 80 wird keine Splittung vorgenommen, sondern der Korrekturimpuls aufgrund des logischen Gliedes dem Dekadenzähler unverändert zugeleitet.In the pulse diagram of FIG. 3, the measuring wheel pulses are on the belt 58 7, which are applied to the adder 54 (FIG. 2). The band 59 shows the Correction pulses 56 delivered by the correction pulse generator. as tape 60 shows - that a relatively narrow correction pulse 56 'with a measuring wheel pulse 7 'coincides, a logic element (EXCLUSIVE-OR) is used in the adding stage, the pulse 7 'split into two pulses 57 and 57'; so there are two counting pulses. If, on the other hand, a correction pulse 56 falls into a pulse gap 58 of the measuring wheel pulse train, 80 no splitting is carried out, but the correction pulse based on the logical Element passed to the decade counter unchanged.

8 Patentansprüche 3 Figuren8 claims 3 figures

Claims (8)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Reibrad-Durchmesser-Meßverfahren, nach dem ein in seinem Durchmesser bekanntes Meßrad gegen die Oberfläche eines umlaufenden zylinderischen Werkstückes gedrückt und durch Haftreibung in eine der Umfangsgeschwindigkeit des Werkstückes entsprechende Umdrehungsgeschwindigkeit versetzt wird und wobei man die Umdrehungen und Teilumdrehungen des Meßrades in Impulse umwandelt und einer elektronischen Auswertelogik zuführt, die aus der Anzahl der gezählten Impulse den Durchmesser des Werkstückes ermittelt, dadurch g e k e n n æ e i c h n e t , daB man der Auswertelogik während des Meßvorganges entsprechend der. Differenz zwischen "Ist"- und "Soll"-Durchmesser des Meßrades und in Abahängigkeit vom Werkstückdurchmesser entsprechende Korrekturimpulse zuführt. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Friction wheel diameter measuring method, after which a measuring wheel known in its diameter against the surface of a rotating one cylindrical workpiece pressed and by static friction in one of the peripheral speed of the workpiece corresponding speed of rotation is offset and where one converts the revolutions and partial revolutions of the measuring wheel into pulses and one electronic evaluation logic, which is based on the number of pulses counted The diameter of the workpiece is determined, which means that it is not possible to one of the evaluation logic during the measuring process according to the. Difference between "Actual" and "nominal" diameter of the measuring wheel and depending on the workpiece diameter supplies corresponding correction pulses. 2. Reibrad-Durchmesser-Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t 7 daß man das Nennmaß des MeBraddurchmessers (d1) an der Auswertelogik einstellt und die Werkstück-Drehzahl-Impulse (13,13') in Abhängigkeit von Bennmaß des Meßraddurchmessers, variabel untersetzt. 2. friction wheel diameter measuring method according to claim 1, characterized g e k e n n z e i c h n e t 7 that the nominal dimension of the measuring wheel diameter (d1) can be measured on the Evaluation logic sets and the workpiece speed pulses (13,13 ') as a function from the nominal dimension of the measuring wheel diameter, variably scaled down. 3. Schaltvorrichtung zur Ausübung des Verfahrens, dadurch g e k e n n z e i c -h n e t , daß sie einen der Auswertelogik zugeordneten Korrekturimpulsgeber (43) aufweist, der mindestens eine Korrekturhandhabe (41 bzw. 42) zur Einstellung der Differenz zwischen dem "Ist" - und Soll MaB des I4eßrad-Durchmessers besitzt. 3. Switching device for performing the method, thereby g e k e n n z e i c -h n e t that they have a correction pulse generator assigned to the evaluation logic (43) which has at least one correction handle (41 or 42) for setting the difference between the "actual" and target dimensions of the measuring wheel diameter. 45 Scbaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e r c h n e t , daß sie eine weitere Handhabe (16') zur Einstellung des Meßrad-Nenndurchmessers (d1) besitzt, wobei dic Handhabe mit einer E'requenzteiler-(Untersetzer-) Einheit (16) in Verbindung steht, die die Werkstück- Drehzahlimpulse (13') entsprechend dem eingestellten und gewählten Mcßrad-Nenndurchmesser untersetzt. 45 switching device according to claim 3, characterized in that there are g e k e n n -z e r c h n e t that they have another handle (16 ') for setting the nominal diameter of the measuring wheel (d1), the handle with a sequence divider (coaster) unit (16) is in connection, which the workpiece Speed impulses (13 ') geared down according to the set and selected Mcßrad nominal diameter. 5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß der Korrekturimpulsgeber (43) dargestellt durch eine astabile Kippstufe mit einer monostabilen Kippstufe (45) zusammenarbeitet, der Zählerimpulse von einem Dekadenzähler (20) der Auswertelogik zugeführt werden, wobei der Ausgang (44) des torrekturimpulsgebers zusammen mit dem Ausgang (47) der monostabilen Kippstufe an einem UND-Gatter (48) liegen, dessen Ausgang mit einem Untersetzer uncl einer, eine Koinzidenz der Zählerimpulse mit den Eorrekturimpulsen verhindernden Addiereinheit (27) verbunden ist.5. Switching device according to claim 3, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t that the correction pulse generator (43) represented by an astable trigger stage cooperates with a monostable multivibrator (45), the counter pulses from one Decade counter (20) are fed to the evaluation logic, the output (44) of the correction pulse generator together with the output (47) of the monostable multivibrator an AND gate (48), the output of which is connected to a coaster uncl one, one Coincidence of the counter pulses with the adding unit preventing the correction pulses (27) is connected. 6. Schaltvorrichtung nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Addiereinheit (27) einen Untersetzer (52) und eine Kippstufe (53) sowie eine Addierstufe (54) aufweist, wobei die vom UND-Gatter (48), dem Untersetzer (52) zugeführten Korrekturimpulse im Untersetzer auf die reale Korrekturimpulszahl reduziert und in der monostabilen Kippstufe in Impulse geringer Impulsbreite umgesetzt werden, sowie in der Addierstufe den Meßradimpulsen hinzuaddiert werden, derart, daß bei Koinzidenz eines Korrekturimpulses (56') mit einem Meßradimpuls (13') letzterer gesplittet wird, so daß zwei angestrebte Impulse (57 und 57') entstehen.6. Switching device according to claims 3 and 5, characterized g e -k e n n z e i c h n e t that the adding unit (27) has a coaster (52) and a flip-flop (53) and an adder (54), the AND gate (48), the scaler (52) applied correction pulses in the reducer to the real correction pulse number reduced and converted into pulses with a narrow pulse width in the monostable multivibrator as well as are added to the measuring wheel pulses in the adding stage, in such a way that that when a correction pulse (56 ') coincides with a measuring wheel pulse (13') the latter is split so that two desired pulses (57 and 57 ') arise. 7. Schaltvorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ausgang des Werkstückdrehzahlimpulsverstärkers (14) über ein NAND-Gatter (28) mit dem Eingang der Frequenzteiler-(Untersetzer-)Einheit (16) verbunden ist, deren Ausgang eine bistabile Kippstufe (17) setzt, und damit auf ein UND-Gatter (10) einwirkt.7. Switching device according to claims 3 and 4, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the output of the workpiece speed pulse amplifier (14) over a NAND gate (28) with the input of the frequency divider (reduction) unit (16) is connected, the output of which sets a bistable multivibrator (17), and thus on an AND gate (10) acts. 8. Schaltvorrichtung nach Ansprüchen 3 und 5 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ausgang (45') der Addierstufe (27) am Zählimpulseingang (20') des Dekaden zählers der Zählerschaltung (34) liegt.8. Switching device according to claims 3 and 5 to 7, characterized g e k E n n z e i c h n e t that the output (45 ') of the adder (27) at the counting pulse input (20 ') of the decade counter of the counter circuit (34).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0483594A3 (en) * 1990-10-29 1993-10-13 Snap-On Tools Corporation Method and apparatus for determining relative contributions of individual cylinders of internal combustion engine using contact tachometer

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