DE2520052B2

DE2520052B2 - Einrichtung zum selbsttätigen Messen der Steigungen von Gewinden an Werkstücken

Info

Publication number: DE2520052B2
Application number: DE19752520052
Authority: DE
Inventors: Alfred 2053 Schwarzenbek Schmidthammer
Original assignee: Wilhelm Fette 2053 Schwarzenbek GmbH
Current assignee: Wilhelm Fette 2053 Schwarzenbek GmbH
Priority date: 1975-05-06
Filing date: 1975-05-06
Publication date: 1980-02-07
Also published as: DE2520052A1; DE2520052C3

Description

Die Erfindung betriffi eine Einrichtung zum selbsttätigen Messen der Steigungen von Gewinden an Werkstücken mit einem Maschinenbett, einem auf diesem motorisch längs verschiebbaren Wcrkstückspindelslock und einer in diesem gelagerten drehangetriebencn Werkstückspindel zum Aufnehmen und Drehen des Werkstückes mit elektrisch auswertbare Signale erzeti genden Einrichtungen in Form eines motorischen Impulszählers zum Messen der Drehbewegung, in Form cinos mit dem Schlitten gekoppelten LinearmaOstabcs zum Messen der Längsverschiebung des Werkstückes und /um Abtaslcn des zu vermessenden Gewindes, sowie mit einem elektronischen Rechner, der die ihm eingegebenen elektrischen Signale verarbeitet und auswertet.

Bei bekannten derartigen Meßeinrichtungen (Zeitschrift »Industrieanzeiger«, Essen, 86. Jg.. Nr. 78 vom 29. Sept. 1964, Seite 1634) sind als Meßmittel Impulsgeber vorgesehen, mit denen sich die Drehbewegungen wie auch Längsbewegungen in elektrische Signalfolgen umwandeln lassen. Die Signalfolgen werden in einen Rechner eingegeben und dort ausgewertet im Sinne eines zuvor eingestellten Obersetzungsverhältnisses. Abweichungen von dem Sollwert des Übersetzungsverhältnisses lassen sich nach Digital/Analogwandlung durch einen Schnellschreiber als fortlaufendes Fehlerdiagramm aufzeichnen. Wird dazu für die Kontrolle eines Werkzeuges ein Taster benutzt, der während der Drehung und Längsverschiebung des Werkzeuges mit seinem Kopf fortlaufend an der Flanke des Gewindes

to anliegt, so lassen sich Fehler des Gewindes als Meßergebnisse feststellen. Diese bekannten Einrichtungen sind auch geeignet zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken, indem anstelle des Tasters ein Werkzeug für die Bearbeitung des Gewindes angeord net wird. Dafür ist es zweckmäßig, unter Ausnutzung der fortlaufend gewonnenen Meßergebnisse die Drehbewegung in Abhängigkeit von der Längsbewegung bzw. der jeweils gewonnenen Meßergebnisse über Antriebsmotoren im Sinne der vorgesehenen Sollwerte zu regeln. Die Einrichtung dient demzufolge also nicht allein zum Prüfen fertiger, mit einem Gewinde versehener werkstücke, sondern auch zum Hersteilen von Gewinden mit einem vorbestimmten Steigungsverhältnis.

Voraussetzung sowohl für das Herstellen als auch das Messen eines Gewindes ist es, daß für jede Steigung eine bestimmte Anzahl von Impulsen des Drehgebers einer bestimmten Anzahl von Impulsen des LängennicBmittcls zugeordnet wird. Dafür muß sich das

}0 einzustellende Sollübcrsetzungsverhältnis aus zwei ganzzahligen Zahlen bilden lassen. Diese Zahlen dürfen in der Praxis jedoch nicht sehr groß sein, da erst nach Ablauf bzw. Durchlauf der entsprechenden Anzahl von Impulsen ein Meßergebnis oder ein Regelv/ert ausgcgc ben werden kann, durch den ein zuvor ermittelter Fehler zu korrigieren ware. Daraus ergibt sich eine beschränkte Anwendungsmöglichkeit der bekannten Einriehlungen, wenn eine hohe Genauigkeit eingehalten sein soll und Stcigungsvcrhal'.riisse vorliegen. <lie sich lediglich durch hohe ganzziihlige /.a'ilen zum Ausdruck bringen lassen, wie beispielsweise von iOOOO zu Ii)(M)I. Zwar läßt sich allgemein durch Erhöhung der Impulszahl pro Umdrehung bzw. pro Millimeter Längsweg die Genauigkeit steigern, jedoch kann die durch den Impulsabsland bedingte Genauigkeit wiederum nur bei wenigen ausgewählten Steigungen erreicht werden, nämlich bei solchen Steigungen, die sich durch ein kleines ganzzahliges Verhältnis ausdrucken lassen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die

V) wirksame Weglänge des Werkslückschlittens, die zwischen zwei Impulsen des l.ängcnmeßmitlcls zurückgelegt wird, frei wählbar zu gestalten.

Diese Aufgabe ist erfindungsgeinäß dadurch gelost, daß der l.incarmaßsiab mittels eines Drehgelenkes am

« Maschinenbett angelcnkt und um das Drehgelenk gegenüber der Vorschubrichlung des Wcrkstückspindclstocks schwenkbar ist und die Koppel zwischen dem l.inearmaßsiab und dem Wcrkstückspindelstock als aus einem Führungsschlitz und einem in diesen eingreifen-

M) den Zapfen oder Kulissenslein bestehende Gleitführung ausgebildet ist.

Daraus ergibt sich der Vorteil einer wesentlich genauer einstellbaren Steigung und der Kontrollmöglichkeit bei jedem Impuls des den Linearmaßstab ablesenden Gerätes, denn es läßt sich die wirksame Weglänge des Werkstückspindelstocks zwischen zwei Impulsen sowohl kleiner als auch größer als der Abstand der vom Linearmaßstab hervorgerufenen Impulse

einstellen.

Um die wirksame Weglänge des Werkstückspindelstocks zwischen zwei Impulsen kleiner als den Inkrememabstand des Linearmaßstabes zu erhalten, ist der Führungsschlitz am Werkstückspindelstock im rechten Winkel zu dessen Längsbewegungsrichtung anzuordnen.

Um hingegen die wirksame Weglänge des Werkstückspindelstocks zwischen zwei Impulsen größer als den Inkremeniabstand des Linearmaßstabes zu erhalten, ist der Führungsschlitz im rechten Winkel zur Längsachse des Linearmaßstabes anzuordnen.

Bei der erstgenannten Ausführung ergibt der impulsabstand multipliziert mit dem Cosinus des Schwenkwinkels die Weglänge zwischen zwei Impulsen. Im zweitgenannten Fall, bei dem die wirksame Weglänge zwischen zwei Impulsen größer ist als der Impulsabstand des Längenmeßmittels ergibt sich die wirksame Weglänge, wenn der Impulsabstand durch den Cosinus des Schwenkwinkels dividiert wird.

Der Winkel λ, um den eine Schwenkung erfolgen muß, um einen bestimmten Cosinus-Wert zu erhaUen und daraus ein bestimmtes Steigungsverhälmis einstellen zu können, läßt sich im voraus berechnen. Zum Einstellen einer bestimmten Steigung kann deshalb der Linearmaßstab mit einer Winkelmeßeinrichtung versehen sein. Anstelle einer unmittelbaren Einstellung des Winkels λ kann jedoch auch sein Sinus-Wrrt bestimmt und mit Hilfe von Endmaßen eingestellt werden, dazwischen dem freien Ende des Linearmaßsiabes und so einer am Maschinenbett vorhandenen horizontalen Auflagefläche eingesetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung ei !.iutert. Es /eigen ιί

("ig. 1 und 2 eine Steigungsmeßeinrichtung mit am Werkstückspindelstock angeordnetem Führiingsschlii/, so daß die Weglänge des Werkstückspindelstocks /.wischen /v/ei Impulsen gleich oder kleiner ist als der Impulsabstand.

Fig. i eine Steigungsmeßeinrichtung mit am Linearmaßstab angeordnetem Führungsschiit/, so daß die Weglänge des Wcrkstückspindelstocks /wischen zwei Impulsen gleich oder größer ist als der Impulsabstand.

Fig.4 die Längen- und Winkelverhältnissc bei der v, F.inrichtuiig nach F i g. 2 und

F i g. 5 die Längen- und Winkelverhältnisse bei der Einrichtung nach F i g. J.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Steigungsmeßeinrichtung weist ein Maschinenbett 1 mit einem entsprechend dem Doppelpfeil 2' geradlinig hin und her verschiebba ren Werkstückspindelstock 2 auf. Eine im Werkstückspindelstock 2 gelagerte und von einem Motor 3 drehangetriebene Werkstückspindel trägt ein Werkstück 6, das ein zu prüfendes Gewinde aufweist. Mit dem Motor 3 ist ein Impulszähler 4 verbunden, der an einen elektronischen Rechners angeschlossen ist.

Am Gewinde des Werkstückes 6 liegt der Kopf eines Tasters 7 an. Der Taster 7 ist ebenfalls über eine Leitung 8 an eine Auswerteelektronik 9 angeschlossen.

Für den Vorschub des Werkstückspindelstocks 2 in Richtung des Pfeiles 2' ist ein zweiter Antriebsmotor 10 vorgesehen, der über eine an den Rechner 5 und die Auswerteelektronik 9 angeschlossene Steuereinheit U regelbar ist.

Zu der Steigungsmeßeinrichtung gehören ferner ein Linearmaßstab 14 und ein Ablesegerät 15. Der Linearmftßstab 14 ist in einem vom Maschinenbett 1 getragenen Drehgelenk 16 schwent-. ar gelagert, so daß er um einen beliebigen winkel χ geschwenkt werden kann. Um den genauen Winke! λ einstellen zu können, ist entweder im Drehgelenk 16 eine Winkelmeße'tirichtung vorgesehen oder es werden für die Darstellung des Winke's λ zwischen das freie Ende des Linearmußsiabes 14 und einer am Maschinenbett 1 vorhandenen Auflagefläche 19 Endmaße 17 zwischengelegt.

Der Linearmaßstab 14 ist bei 18 mit dem Werkstück spindelstock 2 gekoppelt. Die Koppel 18 ist als Gleitführung mit einem Führungsschiit/ 20 und einem in diesen eingreifenden Zapfen 21 oder Kulissenstein 22 ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 ist dabei der Führungsschlitz 20 am Werkstüek'-pindelstock 2 senkrecht zu dessen Vorschubrichtung und der Zapfen 21 am Linearmaßstab 14 angeordnet, während bei der Ausführungsform nach F i g. J der Führungsschiit/ 20 mit dem Linearmaßstab 14 quer /u dessen Längsachse verbunden und der Kulissenstein 21 am Werkstuvkspindelstock gelagert ist.

Wie aus Fig.4 und 5 leicht erkennbar ist, ergibt sich da;.lit im Fall der F i g. 2 die wirksame Weglange L_: des Wcrkstückspindelstocks 2 aus dem Verschiebeweg L\ des Linearmaßstabes 14 multipli/ien nut dem Cosinus des .Schwenkwinkels .x. Im Fall der F-' 1 g. j ergibt sich die Weglänge Li hingegen aus der Division des Verschiebewegs Li durch den Cosinus des Schw enkw inkels ν

Hierzu 2 Blatt Zeicliiuiimcn

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum selbsttätigen Messen der Steigungen von Gewinden an Werkstücken mit einem Maschinenbett, einem auf diesem motorisch längs verschiebbaren Werkstückspindelstock und einer in diesem gelagerten drehangetriebenen Werkstückspindel zum Aufnehmen und Drehen des Werkstückes, mit elektrisch auswertbare Signale erzeugenden Einrichtungen in Form eines rotatorischen Impulszählers zum Messen der Drehbewegung, in Form eines mit dem Schlitten gekoppelten Linearmaßstabes zum Messen der Längsverschiebung des Werkstückes und zum Abtasten des zu vermessenden Gewindes, sowie mit einem elektronischen Rechner, der die ihm eingegebenen elektrischen Signale verarbeitet und auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmaßstab (14) mittels eines Drehgelenkes (16) am Maschinenbett

1I) angelenkt und um das Drehgelenk (16) gegenüber der Vorschubrichtung des Werkstückspindelstocks

(2) schwenkbar isi und die Koppel (18) zwischen dem Linearmaßstab (14) und dem Werkstückspindelstock (2) als aus einem Führungsschlitz (20) und einem in diesen eingreifenden Zapfen (21) oder Kulissenstein (22) bestehende Gleitführung ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitz (20) am WerkstückspindclstuLk (2) im rechten Winkel /u dessen Längsbewegungsrichtung angeordnet ist.

i. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, ti .3 der Führungsschlitz (20) im rechten Winkel zur Langsachse de* Linearmaßstabes (14) ,ingeordnet ist.

·>. F.inrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenk (16) mit einer Winkelmeßeinrichtung ausgestattet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Winkellage des Linearmaßstabes (14) zwischen einer horizontalen Auflagefläche (19) des Maschinenbetts (I) und dem dein Drehgelenk (16) abgewandten Ende des Linearmaßstabes (14) Endmatic (17) anordbar sint'.