DE19720821A1

DE19720821A1 - Kalibriernormal für berührend und für berührungslos optisch arbeitende Taster

Info

Publication number: DE19720821A1
Application number: DE1997120821
Authority: DE
Inventors: Rainer Elflein
Original assignee: Wolf & Beck Dr GmbH
Current assignee: Wolf & Beck Dr GmbH
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-11-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Kalibriernormal nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und findet vorrangig Anwendung für besagte Taster, die an Werkzeugmaschinen, Koordinatenmeßgeräten oder dgl. Geräten eingesetzt werden.

Kalibriernormale werden bekanntlich an den besagten Geräten und Maschinen dazu benutzt, um den dort angeordneten Taster (Meßfühler) sowohl bezüglich seiner individuellen Eigenschaften (z. B. Abmaße), als auch seiner Ortsbeziehung zu den Maschinen bzw. Maschinentischkoordinaten zu bestimmen. Häufig verwendete Kalibriernormale sind Kugeln, Würfel oder Körper mit einer Kombination verschiede ner Oberflächenformen. Um eine möglichst fehlerarme Kalibrierung zu ermöglichen, muß einerseits die Geometrie des Kalibriernormals genau hergestellt und bekannt sein, andererseits die Eigenschaften des Normals mit der für den Meßfühler geforderten Oberflächengute für eine optimale Antastung überein stimmen.

Soll nun ein Kalibriernormal sowohl für mechanisch berührende, als auch für berührungslos optische Kalibrierverfahren eingesetzt werden, ist derzeit ein zeitlich erheblicher und kostenintensiver Ferti gungsaufwand für das Kalibriernormal notwendig.

Deshalb besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Kalibriernormal zu schaffen, das für mechanisch berührende und für berührungslos optische Kalibrier verfahren gleichermaßen einsetzbar ist und zudem in seiner Herstellung einen geringeren Aufwand bedarf.

Die Aufgabe löst ein Kalibriernormal für berührend und für berührungslos optisch arbeitende Taster mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1. Die nachgeordneten Unteranspruche 2 bis 9 zeigen vorteilhafte Weiterbildungen des erfinderischen Grundgedankens auf.

Die Erfindung geht von einem Kalibriernormal K aus, dessen Körper, der in der zur Beschreibung gehörenden Figur mit 9 beziffert und beispielhaft als Kugel schematisch gezeigt ist, aus einer oder mehreren Teiloberflächen 10 bzw. 10' aus einem festen Material besteht. Neu ist an dem Anmelde gegenstand nun, daß die Oberflächen 10, 10' des Körpers 9 eine ausreichende Formstabilität und Abriebsfestigkeit aufweisen, und daß zumindest das Material der Oberflächen 10, 10' des Körpers 9 Strahlung 5, die von einem optischen Taster 4 aus gehend auf den Körper 9 trifft, weitgehend absorbiert, transmittiert bzw. nur schwach reflektiert.

Im speziellen ist nun noch vorgesehen, daß die Oberflächen 10, 10' des Körpers 9 homogen mattiert sind.

Dieses Kalibriernormal K besitzt durch seine vor stehend beschriebene Gestaltung eine für eine mecha nische Antastung notwendige harte Oberfläche, die sich gleichzeitig für eine berührungslos optische Antastung eignet, da die auf das Kalibriernormal K treffende Strahlung eines optischen Tasters zumindest nicht volumenstreuend reflektiert wird.

Im weiteren ist bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel noch vorgesehen, daß der Körper 9 aus Glas besteht, wobei die verwendete Glassorte auf die Wellenlänge der vom optischen Taster ausge sandten Strahlung abgestimmt ist; vorzugsweise wird schwarzes Glas verwendet. Sendet der Taster rotes Laserlicht aus, findet vorrangig blaues Glas Anwendung.

Der in der Figur beispielhaft dargestellte Körper 9 des Kalibriernormals K hat eine Kugelform, der an einer Stelle seiner Oberfläche 10 eine kleine Abplattung 10' besitzt, die 10' hier u. a. zum sicheren Ablegen auf einer nicht dargestellten Fläche einer Werkzeugmaschine dient.

In der Figur ist zudem noch ein mechanischer Taster 1 mit Tastnadel 2 gezeigt, deren kugelförmiger Kopf das Kalibriernormal K am Berührungspunkt 3 mechanisch antastet.

Gegenüberliegend ist ein optischer Taster 4 gezeigt, dessen Meßstrahl 5 am Meßpunkt 7 an der mattierten Oberfläche 10 des Körpers 9 diffus reflektiert 6 wird; mit 8 ist der vom Körper 9 absorbierte Anteil des Meßstrahles 5 bezeichnet.

In Weiterbildung bzw. Ausgestaltung des erfinde rischen Grundgedankens kann der Körper 9 des Kalibrier normales K vollständig oder teilweise zylinderförmig, prismatisch oder mit verschiedenförmigen Teilober flächen ausgestaltet sein.

Zudem wird durch Aufbringen von verschleißmindernden Material, z. B. TiO, auf die Oberfläche 10, 10' des Körpers 9 die Abriebfestigkeit erhöht.

Bezugszeichenliste

K Kalibriernormal

1

mechanischer Taster (z. B. Koordinatenmeßgerät)

2

Tastnadel (kugelförmiger Kopf)

3

Berührpunkt bei Antastung

4

optischer Taster

5

Meßstrahl

6

diffuse Reflexion an mattierter Oberfläche

7

Meßpunkt der optischen Antastung

8

absorbierte Strahlung

9

Körper

10

Oberfläche (mattiert)

10

' Abplattung

Claims

1. Kalibriernormal für berührend und berührungslos optisch arbeitende Taster, bestehend aus einem Körper (9) mit einer (10) oder mehreren Teil oberflächen (10, 10'), wobei der Körper (9) als auch seine Oberflächen (10, 10') aus einem festen Material bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen (10, 10') des Körpers (9) eine ausreichende Formstabilität und Abrieb festigkeit aufweisen, und daß zumindest das Material der Oberflächen (10, 10') des Körpers (9) Strahlung, die von einem optischen Taster ausgehend auf den Körper (9) trifft, weitgehend absorbiert, transmittiert bzw. nur schwach re flektiert.

2. Kalibriernormal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen (10, 10') des Körpers (9) homogen mattiert sind.

3. Kalibriernormal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (9) aus Glas besteht, wobei die verwendete Glassorte auf die Wellenlänge der vom optischen Taster ausgesandten Strahlung abgestimmt ist.

4. Kalibriernormal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (9) aus schwarzem Glas besteht.

5. Kalibriernormal nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (9) eine Kugelform aufweist.

6. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (9) eine Zylinderform besitzt.

7. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (9) plattenförmig ausgebildet ist.

8. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (9) verschiedenförmige Teilober flächen (10, 10') aufweist.

9. Kalibriernormal nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen (10, 10') des Körpers (9) zusätzlich mit einer Schicht aus verschleiß minderndem Material, z. B. TiO, beschichtet ist.