DD248185A1 - Beruehrungslose abstandsmessung mit temperaturkompensation des messwertaufnehmers durch zaehleinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Messeinrichtung dient der beruehrungslosen Messung von Abstaenden mit einer digitalen Zaehleinrichtung als Auswerteschaltung. Die Erfindung beinhaltet den Einsatz eines digitalen Vor-Rueckwaertszaehlers, wodurch eine Temperaturkompensation des Aufnehmers erreicht wird. Weiterhin ist der Vor-Rueckwaertszaehler voreinstellbar, was der leichten Einstellbarkeit eines durch einen digitalen Nullkompensator signalisierten Sollabstandes dient. Die Messeinrichtung kann zur Spaltmessung bei elektrochemischen Bearbeitungsverfahren angewendet werden, insbesondere zur Abschaltung der Bearbeitung bei Erreichen eines Sollmasses.

Description

Werkzeugelektrode 2, welche annähernd gleich der Temperatur des Werkstückes 1 ist, mit ausgewertet. Der zu messende Spalt s und der Luftspalt der Kompensationsspule 4 sollen etwa gleich sein.

In der Meßanordnung für die berührungslose Spaltmessung (Fig.2) sind die Meßspule 3 und die Kompensationsspule 4 die jeweils frequenzbestimmenden Induktivitäten der Oszillatoren 6 und 7. Die Oszillatorausgangssignale f| und f₂ (Rechteckschwingungen) werden vom Meßfühler der Auswerteschaltung mittels einer Meßwertübertragungseinrichtung 8 zugeführt. Die Auswerteschaltung besteht aus einem voreinstellbaren digitalen Vor- und Rückwärtszähler 9. Die Zeitintervalle werden durch eine Zeitbasis 10 (z.B. Quarzzeitbasis) festgelegt. Der Meßablauf wird durch eine Ablaufsteuerung 11 festgelegt. Ein Meßzyklus läuft wie folgt ab (Fig. 3): Zum Zeitpunkt t_owird dervoreingestelllte Digitalwert N_vim Vor-Rückwärtszähler9 als Anfangswert geladen. Der Vor-und Rückwärtszähler 9 zählt die vom Kompensationsoszillator kommenden Impulse der Frequenz f₂ im Zeitintervall T1 vorwärts. Die Frequenz f₂ ist von der Temperatur θ des Aufnehmers abhängig, da sie durch die Kompensationsspule 4festgelegt ist. Nach Ablauf des Zeitintervalls T1 wird der Vor-und Rückwärtszähler 9 auf Rückwärtszählen geschaltet und zählt im Zeitintervall T2die Impulse der Frequenz f, rückwärts. Das Zeitintervall T2 ist gleich T1. Die Frequenz f, ist abhängig vom zu messenden Spalts und der Temperatur θ der Anordnung. Nach der Vor-und Rückwärtszählung sind die von der Temperatur abhängigen Anteile der Frequenzen kompensiert, da sie einmal vorwärts und danach rückwärts gezählt wurden. Während der Bearbeitung eines Werkstückes 1 vergrößert sich der Spalt s, und der aktuelle Zählerstand nach Abschluß eines Zeitintervalls T 2 verringert sich. Das Erreichen des Sol Ispaltes wird durch einen digitalen Nullkomparator 12 erfaßt (Zeitpunkt t_A). Dieser liefert ein Ausgangssignal, wenn nach Abschluß des Zeitintervalls T2 der Zählerstand des Vor-und Rückwärtszählers S O ist. Das Signal löst die Beendigung der elektrochemischen Bearbeitung aus. Die Eichung für den Sollspalt erfolgt durch die Voreinstellung des Vor- und Rückwärtszählers mit eingespanntem Eichwerkstück. Während der gesamten Bearbeitung kann der aktuelle Meßwert des Spaltes s verfolgt werden, indem nach Abschluß des Zeitintervalls T2 der Zählerstand des Vor- und Rückwärtszählers 9 angezeigt bzw. ausgewertet wird. Durch die Rotation der Werkzeugelektrode erfolgt eine Mittelwertbildung des Spaltes innerhalb der zu honenden Bohrung. Durch die Auswertung des Zählerstandes des Vor-und Rückwärtszählers dient die Einrichtung auch zur berührungslosen Abstandsmessung mit digitalem Ausgangssignal.

Claims (3)

1. Verfahren zur berührungslosen Messung eines Abstandes s, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Spulen (3) und (4) des Meßaufnehmers frequenzbestimmende Elemente von Schwingkreisen sind und die zur Temperaturkompensation dienende Spule (4) einen konstanten Luftspalt besitzt, der näherungsweise gleich dem zu messenden Abstand s ist.

2. Verfahren zur berührungslosen Messung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Auswertung der Messung ein digitaler Vor- und Rückwärtszähler (9) benutzt wird.

3. Verfahren zur berührungslosen Messung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Vor- und Rückwärtszähler (9) digital voreinstellbar ist und so ein durch einen Nullkomparator (12) signalisierter Sollwert des Abstandes durch die Voreinstellung einfach geändert werden kann.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren mit Temperaturkompensation des Aufnehmers, insbesondere zur berührungslosen Messung des Spaltes zwischen Werkzeugelektrode und Werkstück bei elektrochemischen Metallbearbeitungsverfahren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Abstände berührungslos zu messen, indem der Luftspalt eines magnetischen Kreises verändert wird. Die Auswertung wird dabei mit Brücken- oder Oszillatorschaltungen vorgenommen. Weiterhin ist bekannt, bei der berührungslosen Messung des Spaltes bei elektrochemischen Bearbeitungsanlagen eine Temperaturkompensation mit Hilfe einer zweiten Induktivität in einer Brückenschaltung durchzuführen. Die Induktivität zur Kompensation befindet sich dabei gegenüber der zur Messung nach hinten versetzt, um ein Meßsignal zur Auswertung zu erhalten. Die Übertragung der Meßsignale ist dabei jedoch schwierig und Störeinflüssen unterworfen, besonders dann, wenn der Aufnehmer in eine rotierende Anordnung eingebaut werden soll.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Meßverfahren zu schaffen, welches eine leichte Einstellbarkeit und Veränderbarkeit eines Abschaltpunktes bei einem bestimmten Sollabstand gewährleistet und dabei in einem weiten Temperaturbereich arbeitsfähig ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Frequenzänderungen zweier Oszillatoren, deren frequenzbestimmende Elemente eine Meßspule und eine Kompensationsspule sind, mit einem Vor- und Rückwärtszähler ausgewertet werden. In zwei Zeitintervailen werden einmal die Schwingungen des Oszillators mit Kompensationsspule in eine Zählrichtung des Vor-und Rückwärtszählers und danach die Schv^ngungen des Oszillators mit Meßspule in die andere Zählrichtung-des Vor-und Rückwärtszählers gezählt. Der Temperatureinfluß auf die gesamte Meßanordnung wird durch die Vor- und Rückwärtszählung kompensiert, da beide Spulen die gleiche Temperatur haben und der magnetische Rückschluß für die Meßspule das Werkstück und für die Kompensationsspule das Werkzeug der Bearbeitungseinrichtung darstellt, welche annähernd die gleiche Temperatur haben. Dadurch, daß der digitale Vor-Rückwärtszähler voreinstellbar ist, kann über die Voreinstellung eine einfache Einstellung eines Sollabstandes mit Hilfe eines Eichmaßes erfolgen.Oas Erreichen des Sollabstandes wird dabei durch den Nulldurchgang des digitalen Vor- und Rückwärtszählers signalisiert. Der Zählerstand nach Ablauf der zwei Zeitintervalle repräsentiert den aktuellen Abstand gegenüber dem Eichmaß.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: Werkzeugelektrode mit Meß- und Kompensationsspule,
Fig. 2: Blockschaltbild der Meßanordnung,
Fig.3: Zeitdiagramm zum Meßablauf.

In einer Werkzeugelektrode 2 zum elektrochemischen Honen von Bohrungen befindet sich eine Meßspule 3, deren Induktivität sich bei Änderung des zu messenden Spaltessebenfalls ändert (Fig. 1). Der magnetische Rückschluß der Meßspule 3 erfolgt durch das Werkstück 1. Weiterhin befindet sich in der Werkzeugelektrode 2 eine Kompensationsspule 4, die einen durch die Isolierschicht 5 festgelegten nichtferromagnetischen Spalt hat. Der magnetische Rückschluß dieser Spule wird durch die Werkzeugelektrode 2 realisiert. Dadurch wird zur Temperaturkompensation des Meßwertaufnehmers die Temperatur der