DD146337A1 - Einrichtung zur bestimmung geometrischer abmessungen an prueflingen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung geometrischer Abmessungen an Prueflingen mit Hilfe von Interferenzen, insbesondere zur Antastung winkliger Prueflingskanten mittels Feinmeszgeraeten, mit dem Ziel einer Steigerung der Arbeitsproduktivitaet beim Messen und einer Verminderung des Geraeteaufwandes. Es ist die Aufgabe, durch eine besondere Ausbildung einer Blende oder eines Beugungsgitters ein Nachstellen dieser Bauteile bei der Antastung unterschiedlich gerichteter Prueflingsflaechen zu vermeiden. D. Einrichtg umfaszt eine Beleuchtungseinrichtg mit einem Kollimator, in dessen Brennebene eine Blende angeordnet ist, bzw. hinter dem ein Beugungsgitter angeordnet ist. Blende sowie Beugungsgitter besitzen lichtdurchlaessige Oeffnungen, welche zwei verschieden gerichteten Spaltsystemen angehoeren. Die Blende bzw. das Beugungsgitter koennen aus zwei unmittelbar hintereinander angeordneten Teilblenden bzw. Gittern bestehen, wobei die einzelnen Teile um die optische Achse drehbar sind.

Description

Titel; Einrichtung zur Bestimmung geometrischer Abmossungen ал Prüflingen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung geometrischer Abmessungen an Prüflingen mit Hilfe von Interferenzen, vorzugsweise zur Antastung winklig zueinanderstehender Prüflingskanten, wie z.B. Gewindeoder Kegelflanken, mittels Feinmeßgeräten·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen;

Aus der DD-PS 30.682 ist die optische Antastung von Prüflingen mittels Zweistrahlinterferenzlinie und aus der DD-PS 93 641 mittels Mehrstrahlinterferenzlinie bekannt, bei v/elcher ein oder mehrere monochromatische Parallelstrahlbündel unter vorgegebenen Winkeln zur optisohen Achse eines Meßmikroskopes geneigt verlaufen. und auf einen Prüfling treffen und dort in reflektierte und vorbeilaufende Lichtbündel geteilt werden, welche in der Nähe des Prüflings, in definiertem Abstand von diesem, interferieren und somit meßtechnisch nutzbare Zwei- oder Mehrstrahlinterferenzlinien bilden·

Diese Einrichtungen bestehen aus einer Aufnahmevorrichtung für den Prüfling, einem relativ zum Prüfling verschiebbaren Meßmikroskop oder fotoelektrischen Empfängern und einer zugeordneten Beleuchtungseinrichtung, welche einen Kollimator umfaßt, in dessen Brennebene eine transparente Schlitze besitzende Blende zur Er-

zeugung von unterschiedlich, zur Tangentialebene im Meßpunkt der Prüflingsoberfläche geneigten Llchtbündeln, von denen jeweils ein Teil an der Prüflingsoberflache reflektiert wird, und der andere Teil direkt in das Meßmikroskop trifft. Es ist ferner vorgeschlagen worden (WP G- 01 B/208 619), bei einer derartigen Einrichtung hinter einem Kollimator ein Beugungsgitter im Beleuchtungsstrahlengang anzuordnen, um meßtechnisch nutzbare Mehrstrahlinterferenzen auch im farbigen Licht parallel zur Prüflingsoberfläohe oder -kante zu erzeugen.

Dabei werden beim Antasten eines Prüflings die Schlitze der Blende bzw. Linien des Beugungsgitters parallel zu jeweilig anzutastenden Prüflingskante eingestellt.

Es ist deshalb ein Nachteil des Standes der Technik, daß beim Übergang zu einer anders gerichteten Prüflingskante die Blende um die optische Achse soweit verdreht werden muß, bis die Schlitze bzw· Linien parallel zu der anderen Kante eingestellt sind. Insbesondere tritt der Mangel der erforderlichen Spalt- bzw· Gitterdrehung bei der Antastung von Gewinden und Kegeln in Erscheinung, wenn nacheinander unterschiedlich gerichtete Gewinde- oder Kegelflanken anzutasten sind· Damit treten ein erhöhter Bedienaufwand, längere Meßzeiten und ein erhöhter konstruktiv technischer Aufwand auf.

Ziel der Erfindung:

Der Zweck der Erfindung besteht in einer Beseitigung der Nachteile des Standes der Technik, in einer Steigerung der Arbeitsproduktivität beim Messen, und in einer Verminderung des gerätetechnischen Aufwandes.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Ausbildung der Blende oder des Beugungsgitters bei einer Einrichtung zur Bestimmung geometrischer Abmessungen an Prüflingen mittels Interferenzen ein Nachstellen der Blende oder des Beugungsgitters bei der Antastung unterschiedlich gerichteter Prüflingsfläohen oder -kanten zu vermeiden·

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer derartigen ,Einrichtung, die eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Kollimator umfaßt,-dadurch gelöst, daß eine in der Brennebene dieses Kollimators angeordnete Blende oder ein hinter dem Kollimator angeordnetes Beugungsgitter lichtdurchlässige Öffnungen besitzen, welche zwei verschieden gerichteten Spalt systemen bzw· Gittern angehören·

Dabei ist es vorteilhaft, daß in der Brennebene des Kollimators zwei unmittelbar hintereinander angeordnete und gegeneinander um die optische Achse drehbare Teilblenden angeordnet sind, welche jeweils einen oder mehrere lichtdurchlässige Spalte besitzen.

Es ist ferner vorteilhaft, daß dem Kollimator zwei unmittelbar hintereinander angeordnete und gegeneinander um die optische Achse drehbare Gitter nachgeordnet sind.

Duron diese Anordnung der lichtdurchlässigen Öffnungen, die gegeneinander einstellbaren Blenden oder Beugungsgittern angehören, können unterschiedlich gerichtete Prüflingsflächen oder -kanten, wie z.B· unterschied-Hohe Gewindeflanken, angetastet werden, ohne daß

ein Nachstellen der Blende oder des Beugungsgitters erforderlich ist·

Somit werden der manuelle Bedlenungsaufwand und damit die Meßzelten vermindert. Konstruktiv technischer Aufwand für die Blenden- bzw. Gitterdrehung wird eingespart. Duroh diese Anordnung zweier gegeneinander verdrehbarer Blenden oder Beugungsgitter ist eine winkelmäßige Einstellung des Verlaufes der lichtdurchlässigen Öffnungen und damit eine Anpassung an gewinkelte Prüflingsflächen oder -kanten möglich.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig· 1 als Applikationsbeispiel einen Prüfling mit kegelförmiger Spitze,

Pig· 2 eine Teilblende mit Spalten,

Pig· 3 ein Beugungsgitter

Pig· 4 eine zusammengesetzte Blende oder ein

Beugungsgitter mit Öffnungen, Pig· 5 eine Beleuchtungseinrichtung mit Blenden und Pig· 6 eine Beleuchtungseinrichtung mit Beugungsgitter.

Der in Fig. 1 dargestellte Prüfling 1 besitzt z.B. einen zylindrischen Teil mit kegelförmiger Spitze, wobei der Kegelwinkel je mittels Interferenzlinien 2 und 3 , die parallel zu den Flanken 4 und 5 verlaufen, zu messen ist.

Mittels einer Spalte 6 aufweisenden Teilblende 7 (Fig. 2) bzw. mittels eines linearen Beugungsgitters (Fig· 3) können Interferenzlinien 2 oder 3 immer nur an einer der Flanken 4 oder 5 mit optimalem Kontrast erzeugt werden, wozu die Spalte 6 der Teilblende 7 oder die Gitterspalte 9 des Beugungsgitters 8 nacheinander parallel zu diesen Flanken einzustellen sind·

FIg. 4 zeigt eine aus zwei Teilblenden 10 und 11 (Fig· 5) zusammengesetzte Blende, welche Öffnungen besitzt) die den Spaltsystemen der beiden Teilblenden 10 und 11 gemeinsam angehören, wobei die Spalte dieser Teilblenden 10 und 11, die im Strahlengang unmittelbar hintereinander angeordnet sind, parallel zu Flanke 4 und 5 verlaufen.

Ba die Öffnungen 12 beiden Spaltsystemen angehören, erzeugen sie an beiden Flanken 4 und 5 des Prüflings 1 gleichzeitig Interferenzlinien 2 und 3 mit optimalem Kontrast.

Entsprechendes gilt auch für ein Beugungsgitter mit öffnungen, die zwei Gittern gemeinsam angehören, wobei die Gitterspalte 9 des einen Gitters 13 parallel zur Flanke 4 und die Spalte des anderen Gitters parallel zur Flanke 5 verlaufen· Beide Gitter 13 und 14 sind im Beleuchtungsstrahlengang (Fig· 6) unmittelbar hintereinander angeordnet·

Fig. 5 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle 15 j und mit in der vorderen Brennebene einer Kollimatorlinse 16 angeordneten Teilblenden 10 und 11 , welche in der Überdeckung eine Blende mit Öffnungen 12 (Fig. 4) ergeben.

Fig· 6 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle 15 und einer kreisförmigen Aperturblende 17 in der Brennebene der Kollimatorlinse 16 , welcher die beiden linearen Gitter 13 und 14 > die Beugungsgitter darstellen und unmittelbar hintereinander liegen, nachgeordnet sind. Diese Einrichtung erzeugt ebenfalls Interferenzlinien 2 und 3 an den Flanken

4 und 5 des Prüflings 1 gleichzeitig mit optimalem Kontrast ι wenn die Gitterspalte 9 des einen Gitters 13 parallel zur Flanke 4 und die Gitterspalte des anderen Gitters 14 parallel zur Planke 5 des Prüflings 1 verlaufen.

Wird vorgesehen, daß die Teilblenden 10 und 11 bzw· die Gitter 13 und 14 zueinander um die optische Achse der Beleuchtungseinrichtung drehbar sind, so ist eine Anpassung an unterschiedliche Meßaufgaben, z.B. bei der Messung an Gewindeflanken oder in Karthesischen Koordinaten möglich.

Entsprechend dem Winkel у können somit die Teilblenden 10 und 11 bzw· die Gitter 13 und 14 winkelmäßig zueinander eingestellt werden«

Claims (3)

Erf indungsanspruch:

1 φ Einrichtung zur Bestimmung geometrischer Abmessungen an Prüflingen mittels Interferenzen, welche durch geneigt zur Tangentialebene im Meßpunkt der Prüflingsoberfläche auffallendes Licht erzeugt werden, wobei ein Teil des Lichtes an der Prüflingsoberfläche reflektiert wird und de-r andere Teil am Prüfling vorbeiläuft und beide Teile miteinander interferieren, bestehend aus einer Aufnahmevorrichtung für den Prüfling, einem dazu relativ verschiebbaren Meßmikroskop mit einer Meßmarke oder fotoelektrischen Empfängern und einer dem Meßmikroskop zugeordneten. Beleuchtungseinrichtung, die eine Blende in der Brennebene eines Kollimators oder ein Beugungsgitter hinter dem Kollimator besitzt, zur Erzeugung zweier oder mehrerer unterschiedlich zur Tangentialebene im Meßpunkt der Prüflingsoberfläche, geneigter Lichtbündel, wobei von Jedem dieser Lichtbündel ein Teil an der Oberfläche des Prüflings reflektiert wird und der andere Teil direkt in das Meßmikroskop trifft, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Brennebene des Kollimators angeordnete Blende oder das hinter dem Kollimator angeordnete Beugungsgitter (8) lichtdurchlässige Öffnungen (12) besitzen, welche zwei verschieden gerichteten SpaltSystemen angehören·

2· Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennebene des Kollimators zwei unmittelbar hintereinander angeordnete und gegeneinander um die optische Achse drehbare Teilblenden (Ю; 11) angeordnet sind, welche Jeweils einen oder mehrere

lichtdurchlässige Spalte (6) besitzen.

3· Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem !Collimator zwei unmittelbar hintereinander angeordnete und gegeneinander um,die optische Achse drehbare Gitter (i3j 14) nachgeordnet sind·

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