DE202018002681U1 - Tactile shaft gauge - Google Patents

Abstract

Taktiles Wellenmessgerät, aufweisend ein Positionierungssystem (1), eine taktile Messkopfeinheit (9), ein Wegmesssystem und eine Auswertungs- und Ausgabeeinheit (17),
wobei das Positionierungssystem (1) eine axiale Positionierungseinheit (2) und eine radiale Positionierungseinheit (6) aufweist,
wobei die axiale Positionierungseinheit (2) einen Grundkörper (3), einen Axialschlitten (4) und eine axiale Verfahrmechanikeinheit (5) aufweist, wobei die Verfahrmechanikeinheit (5), mittels der der Axialschlitten (4) linear und relativ zu dem Grundkörper (3) verfahrbar ist, längs einer Längsachse (21) angeordnet ist,
wobei die radiale Positionierungseinheit (6), einen Radialschlitten (7) und eine radiale Verfahrmechanikeinheit (8) aufweist, wobei die radiale Positionierungseinheit (6) mit dem Axialschlitten (4) verbunden ist und wobei die radiale Verfahrmechanikeinheit (8), mittels der der Radialschlitten (7) linear und relativ zu dem Axialschlitten (4) verfahrbar ist, längs einer Radialachse (22) angeordnet ist,
wobei die taktile Messkopfeinheit (9) ein Tastelement (10), welches von dem Radialschlitten (7) getragen wird, und einen Antastsensor (11) aufweist,
wobei das Wegmesssystem eine axiale Wegmesseinheit (12) und eine radiale Wegmesseinheit (15) aufweist,
wobei die axiale Wegmesseinheit (12), mittels der ein linearer Verfahrweg des Axialschlittens (4) messbar ist, einen ersten und einen zweiten axialen Wegmessaufnehmer (13, 14) aufweist und wobei die axialen Wegmessaufnehmer (13, 14) längs der Längsachse (21) angeordnet sowie zueinander beabstandet sind,
wobei die radiale Wegmesseinheit (15), mittels der ein linearer Verfahrweg des Radialschlittens messbar ist, einen radialen Wegmessaufnehmer (16) aufweist, welcher längs der Radialachse (22) angeordnet ist,
wobei die Auswertungs - und Ausgabeeinheit (17) mit dem Antastsensor (11), den axialen Wegmessaufnehmern (13, 14) und dem radialen Wegmessaufnehmer (16) verbunden ist,
wobei durch die Auswertungs - und Ausgabeeinheit (17) axiale Positionsdaten der axialen Wegmessaufnehmer (13, 14) und radiale Positionsdaten des radialen Wegaufnehmers (16) verarbeitbar sind und ein axialer Messwert und ein radialer Messwert eines Messpunkts an einem Rotationsteil (18) bestimmbar sind,
wobei die Auswertungs - und Ausgabeeinheit (17) ein Korrekturmodul aufweist, wobei durch das Korrekturmodul eine Korrektur des axialen Messwerts des Messpunkts durchführbar ist, wobei die Korrektur anhand eines Vergleichs der axialen Positionsdaten der beiden axialen Wegmessaufnehmer (13, 14) unter Einbeziehung des radialen Messwerts des Messpunkts erfolgt, wobei das Korrekturmodul einen Korrekturalgorithmus mit geometrischen Berechnungen aufweist.

A tactile shaft measuring device, comprising a positioning system (1), a tactile measuring head unit (9), a displacement measuring system and an evaluation and output unit (17),
the positioning system (1) having an axial positioning unit (2) and a radial positioning unit (6),
wherein the axial positioning unit (2) has a base body (3), an axial slide (4) and an axial movement mechanism unit (5), wherein the movement mechanism unit (5), by means of which the axial slides (4) are linear and relative to the base body (3) is movable, is arranged along a longitudinal axis (21),
wherein the radial positioning unit (6), a radial slide (7) and a radial Verfahrmechanikeinheit (8), wherein the radial positioning unit (6) with the axial slide (4) is connected and wherein the radial Verfahrmechanikeinheit (8), by means of the radial slide (7) is linear and relative to the axial slide (4) is movable, along a radial axis (22) is arranged,
the tactile measuring head unit (9) having a feeler element (10) carried by the radial slide (7) and a touch sensor (11),
wherein the displacement measuring system has an axial displacement measuring unit (12) and a radial displacement measuring unit (15),
wherein the axial path measuring unit (12), by means of which a linear travel of the axial slide (4) is measurable, has a first and a second axial displacement sensor (13, 14) and wherein the axial displacement sensors (13, 14) are along the longitudinal axis (21) are arranged and spaced from each other,
wherein the radial path measuring unit (15), by means of which a linear travel of the radial slide is measurable, a radial Wegmessaufnehmer (16) which is arranged along the radial axis (22),
the evaluation and output unit (17) being connected to the touch sensor (11), the axial displacement transducers (13, 14) and the radial displacement transducer (16),
Axial position data of the axial Wegmessaufnehmer (13, 14) and radial position data of the radial displacement transducer (16) are processable by the evaluation and output unit (17) and an axial measurement and a radial measurement of a measuring point on a rotary part (18) are determinable,
wherein the evaluation and output unit (17) has a correction module, wherein the correction module makes it possible to correct the axial measurement value of the measurement point, the correction being based on a comparison of the axial position data of the two axial displacement transducers (13, 14) taking into account the radial measurement value of the measuring point, wherein the correction module has a correction algorithm with geometric calculations.

Description

Die Erfindung betrifft ein taktiles Wellenmessgerät zur Vermessung eines Rotationsteils.The invention relates to a tactile wave measuring device for measuring a rotary part.

Durch den Stand der Technik sind taktile Wellenmessgeräte bekannt, welche Rotationsteile durch Antastung vermessen.By the prior art tactile wave measuring devices are known which measure rotational parts by probing.

Die Antastung erfolgt durch Messtaster, welche durch ein Positionierungssystem geführt werden und den Berührungskontakt mit der Rotationskörperoberfläche registrieren. Die Messdaten umfassen Positionsdaten zu einem Messpunkt längs (axial) und quer (radial) der Rotationsachse des Rotationskörpers. Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, das Positionierungssystem mit hoher Präzision und hoher Steifigkeit auszubilden, um Messfehler zu reduzieren. Nachteilig ist hierbei zum ersten der hohe Aufwand und zum zweiten, dass eine Reduzierung der Messfehler nur begrenzt möglich ist.The probing is performed by probes, which are guided by a positioning system and register the touch contact with the surface of the rotating body. The measurement data includes position data about a measurement point along (axially) and transversely (radially) the rotation axis of the rotation body. In the prior art, it is known to form the positioning system with high precision and high rigidity in order to reduce measurement errors. The disadvantage here is the first of the high cost and second, that a reduction of the measurement error is limited.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung für eine besonders präzise Ermittlung von Messwerten zu Messpunkten an Rotationsteilen aufzuzeigen, welche unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik Messfehler reduziert und kostengünstig herstellbar ist und eine hohe Lebensdauer aufweist.The object of the invention is to provide a solution for a particularly precise determination of measured values to measuring points on rotating parts, which, overcoming the disadvantages of the prior art, reduces measurement errors and can be produced cost-effectively and has a long service life.

Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The problem is solved by the features listed in the protection claim 1. Preferred developments emerge from the subclaims.

Als taktiles Wellenmessgerät im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein taktiles Messsystem zur Vermessung von Rotationsteilen verstanden.As a tactile wave measuring device in the sense of the present invention is meant a tactile measuring system for measuring rotational parts.

Das taktile Wellenmessgerät ist so ausgebildet, dass Messpunkte an dem Rotationsteil erstens in deren axialer Position und zweitens in deren radialer Position vermessen werden.The tactile wave measuring device is designed such that measuring points are measured on the rotary part firstly in its axial position and secondly in its radial position.

Die Position eines Messpunktes entlang einer zur Rotationsachse des Rotationsteils parallelen Achse wird nachfolgend auch als axiale Position bezeichnet. Die axiale Position wird durch axiale Antastung bestimmt.The position of a measuring point along an axis parallel to the axis of rotation of the rotary part is also referred to below as an axial position. The axial position is determined by axial probing.

Die Position eines Messpunktes in deren Abstand zur Rotationsachse des Rotationsbauteils wird nachfolgend auch als radiale Position bezeichnet. Die radiale Position wird durch radiale Antastung bestimmt.The position of a measuring point in its distance from the axis of rotation of the rotary member is hereinafter also referred to as a radial position. The radial position is determined by radial probing.

Als Antastung wird die Bewegung bis zum Eintritt eines Berührungskontakts zu dem Rotationsteil verstanden. Das zu vermessende Rotationsteil wird nachfolgend auch als Messobjekt bezeichnet.Touching is understood as the movement up to the point of contact contact with the rotating part. The rotating part to be measured is also referred to below as a measuring object.

Erfindungsgemäß weist das taktile Wellenmessgerät ein Positionierungssystem, eine taktile Messkopfeinheit, ein Wegmesssystem und eine Auswertungs- und Ausgabeeinheit auf.According to the invention, the tactile wave measuring device has a positioning system, a tactile measuring head unit, a displacement measuring system and an evaluation and output unit.

Das Positionierungssystem weist erfindungsgemäß eine axiale Positionierungseinheit und eine radiale Positionierungseinheit auf.
Erfindungsgemäß weist die axiale Positionierungseinheit einen Grundkörper, einen Axialschlitten und eine axiale Verfahrmechanikeinheit auf.According to the invention, the positioning system has an axial positioning unit and a radial positioning unit.
According to the invention, the axial positioning unit has a base body, an axial slide and an axial displacement mechanism unit.

Der Grundkörper ist so gestaltet, dass er eine ausreichende axiale Ausdehnung und vorzugsweise eine vibrationshemmende Bauweise besitzt. Eine vibrationshemmende Bauweise kann beispielsweise durch ein hohes Eigengewicht des Grundkörpers, geeignetes Material wie beispielsweise Granit, und durch eine passive Schwingungsdämpfung, zum Beispiel durch elastische Unterlagen, erreicht werden.The main body is designed so that it has a sufficient axial extent and preferably a vibration-resistant construction. A vibration-inhibiting design can be achieved for example by a high weight of the body, suitable material such as granite, and by a passive vibration damping, for example by elastic pads.

Über die axiale Verfahrmechanikeinheit ist der Axialschlitten mit dem Grundkörper verbunden. Der Axialschlitten und die axiale Verfahrmechanikeinheit sind so gestaltet, dass der Axialschlitten durch die axiale Verfahrmechanikeinheit entlang des Grundkörpers in axialer Richtung linear verfahren werden kann. Somit kann die axiale Antastbewegung bereitgestellt werden. Hierzu weist die Verfahrmechanik eine Linearführung sowie ein Antriebssystem, beispielsweise mittels elektromotorischen Spindeltriebs oder mittels eines pneumatischen Arbeitszylinders, auf. Der Axialschlitten kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Die Verfahrung erfolgt entlang der Längsachse. Hierbei handelt es sich um die Längsachse der Verfahrmechanikeinheit, wobei die Längsachse zugleich der Längsachse des Grundkörpers und der Längsachse des zu vermessenden Rotationsteils entspricht.About the axial Verfahrmechanikeinheit the axial slide is connected to the main body. The axial slide and the axial Verfahrmechanikeinheit are designed so that the axial slide can be moved linearly by the axial Verfahrmechanikeinheit along the body in the axial direction. Thus, the axial probing motion can be provided. For this purpose, the movement mechanism on a linear guide and a drive system, for example by means of electromotive spindle drive or by means of a pneumatic working cylinder on. The axial slide can be made in one piece or in several parts. The procedure takes place along the longitudinal axis. This is the longitudinal axis of the movement mechanism unit, wherein the longitudinal axis at the same time corresponds to the longitudinal axis of the base body and the longitudinal axis of the rotating part to be measured.

Erfindungsgemäß weist die radiale Positionierungseinheit einen Radialschlitten und eine radiale Verfahrmechanikeinheit auf.According to the invention, the radial positioning unit has a radial slide and a radial traversing mechanism unit.

Die radiale Positionierungseinheit ist mit dem Axialschlitten verbunden. Durch die Verbindung des Radialschlittens zu dem Axialschlitten mittels der radialen Verfahrmechanikeinheit kann der Radialschlitten durch die axiale Verfahrmechanikeinheit entlang der Längsachse ausgerichtet werden.The radial positioning unit is connected to the axial slide. By connecting the radial slide to the axial slide by means of the radial movement mechanism unit, the radial slide can be aligned by the axial Verfahrmechanikeinheit along the longitudinal axis.

Ferner ist der Radialschlitten mittels der radialen Verfahrmechanikeinheit entlang der Radialachse linear verfahrbar und kann so die radiale Antastbewegung bereitstellen. Wie die axiale Verfahrmechanikeinheit weist auch die radiale Verfahrmechanikeinheit eine Linearführung sowie ein Antriebssystem, beispielsweise mittels elektromotorischen Spindeltriebs oder mittels eines pneumatischen Arbeitszylinders, auf.Furthermore, the radial slide is linearly movable by means of the radial Verfahrmechanikeinheit along the radial axis and can thus provide the radial sensing movement. Like the axial traversing mechanism unit, the radial traversing mechanism unit also has a linear guide and a drive system, for example by means of electromotive motors Spindle drive or by means of a pneumatic working cylinder, on.

Die taktile Messkopfeinheit weist ein Tastelement und einen Antastsensor auf.The tactile measuring head unit has a feeler element and a touch sensor.

Das Tastelement stellt den unmittelbaren mechanischen Berührungskontakt zu dem zu vermessenden Rotationskörper her und kann in verschiedenen geometrischen Formen, zum Beispiel rollenförmig oder kugelförmig, gestaltet sein. Erfindungsgemäß wird das Tastelement von dem Radialschlitten getragen.The feeler element establishes the direct mechanical contact with the body of revolution to be measured and can be designed in various geometric shapes, for example in a roll-shaped or spherical shape. According to the invention the probe element is supported by the radial slide.

Der Antastsensor ist ausgebildet es zu erfassen, wenn das Tastelement in den Berührungskontakt tritt. Zu der bei dem Berührungskontakt bestehenden Position des Tastelements können die dann vorliegenden Positionsdaten erfasst und ausgewertet werden. Als Antastsensor im Sinne der vorliegenden Erfindung werden dabei alle konstruktiven Ausgestaltungen verstanden, mit denen eine solche Erfassung erfolgen kann. Der Antastsensor kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass er den mechanischen Widerstand durch den Berührungskontakt des Tastelements unmittelbar als Kraft detektiert. Nach einer anderen Ausbildung kann der Antastsensor beispielsweise veränderte Motorströme eines Antriebs der Verfahrmechanikeinheit infolge des mechanischen Widerstands durch den Berührungskontakt auslesen und damit den Berührungskontakt erkennen. Nach einer weiteren Ausbildung erkennt es der Antastsensor, wenn das Positionierungssystem infolge des Berührungskontakts in einen Stillstand übergeht, so dass dann die Positionsdaten im Zustand des Stillstands auswertbar sind. Gemäß einer anderen Ausbildung ist der Antastsensor direkt am Fuß des Tastelements angeordnet und gibt einen Berührungskontakt des Tastelements zu dem Messobjekt als elektrisches Signal aus, indem beispielsweise abhebende Kontakte einen Stromfluss unterbrechen.The touch sensor is designed to detect when the feeler element comes in touching contact. The position data then present can be detected and evaluated at the position of the probe element which exists at the contact contact. As a touch sensor in the context of the present invention, all structural embodiments are understood, with which such a detection can take place. By way of example, the touch sensor can be designed such that it detects the mechanical resistance directly as a force due to the contact contact of the feeler element. According to another embodiment, the Antastsensor can read, for example, changed motor currents of a drive of the Verfahrmechanikeinheit due to the mechanical resistance by the touch contact and thus recognize the touch contact. According to a further embodiment, the touch sensor detects when the positioning system as a result of the touch contact switches to a standstill, so that then the position data in the state of standstill are evaluated. According to another embodiment, the touch sensor is arranged directly at the foot of the probe element and outputs a touch contact of the probe element to the measurement object as an electrical signal, for example, by lifting contacts interrupting a flow of current.

Erfindungsgemäß weist das Wegmesssystem eine axiale Wegmesseinheit und eine radiale Wegmesseinheit auf.According to the invention, the displacement measuring system has an axial displacement measuring unit and a radial displacement measuring unit.

Die axiale Wegmesseinheit ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten und einen zweiten axialen Wegmessaufnehmer aufweist. Der Wegmessaufnehmer ermittelt im allgemeinen Sinne den Abstand zweier Objekte zueinander, in der Regel eines ersten beweglichen Objektes zu einem zweiten statischen Objekt. Dies kann insbesondere inkrementell durch das Zählen von Impulsen erfolgen. Ferner kann dies über Messung einer Laufzeit, eines elektrischen Widerstandes, einer elektrischen Kapazität oder durch Triangulation erfolgen.The axial displacement measuring unit according to the invention is characterized in that it comprises a first and a second axial Wegmessaufnehmer. The Wegmessaufnehmer determined in the general sense, the distance between two objects to each other, usually a first moving object to a second static object. This can be done in particular incrementally by counting pulses. Furthermore, this can be done by measuring a transit time, an electrical resistance, an electrical capacitance or by triangulation.

Erfindungsgemäß sind die axialen Wegmessaufnehmer längs der Längsachse angeordnet, so dass eine axiale Position des Axialschlittens erfassbar ist. Ferner sind die axialen Wegmessaufnehmer erfindungsgemäß beabstandet zueinander angeordnet. Durch die Beabstandung der beiden axialen Wegmessaufnehmer wird eine axiale Position an zwei Bezugspunkten des Axialschlittens erfassbar. Durch den Vergleich der axialen Positionen an den zwei Bezugspunkten können Abweichungen von einer idealen Ausrichtung des Axialschlittens erkannt werden. Es können optional auch mehr als zwei axiale Wegmessaufnehmer vorgesehen werden.According to the invention the axial Wegmessaufnehmer are arranged along the longitudinal axis, so that an axial position of the axial slide can be detected. Furthermore, the axial Wegmessaufnehmer according to the invention are arranged spaced from each other. By the spacing of the two axial Wegmessaufnehmer an axial position at two reference points of the axial slide can be detected. By comparing the axial positions at the two reference points deviations from an ideal orientation of the axial slide can be detected. Optionally, more than two axial displacement transducers can be provided.

Erfindungsgemäß weist die radiale Wegmesseinheit ferner einen radialen Wegmessaufnehmer auf, welcher längs der Radialachse so angeordnet ist, dass er den linearen Verfahrweg des Radialschlittens misst. Auch der radiale Wegmessaufnehmer nutzt eines der zu dem axialen Wegmessaufnehmer beschriebenen Messprinzipien.According to the invention, the radial path measuring unit further comprises a radial displacement sensor, which is arranged along the radial axis so that it measures the linear travel of the radial slide. The radial Wegmessaufnehmer also uses one of the measuring principles described for the axial Wegmessaufnehmer.

Die Auswertungs- und Ausgabeeinheit ist mit dem Antastsensor, den axialen Wegmessaufnehmern und dem radialen Wegmessaufnehmer verbunden. Die Auswertungs- und Ausgabeeinheit kann dabei baulich in das Positionierungssystem integriert werden oder eigenständig als Rechner gestaltet sein. Sobald das Tastelement bei einer Antastung das Rotationsteil berührt, detektiert der Antastsensor den Berührungskontakt und überträgt diese Information an die Auswertungs- und Ausgabeeinheit. In diesem Moment erfasst die Auswertungs- und Ausgabeeinheit die an den beiden axialen Wegmessaufnehmern und dem radialen Wegmessaufnehmer vorhandenen axialen und radialen Positionsdaten, so dass diese zur Auswertung zur Verfügung stehen. Diese Positionsdaten bilden die Grundlage für die axialen und die radialen Messwerte des betreffenden Messpunktes.The evaluation and output unit is connected to the touch sensor, the axial position sensors and the radial position transducer. The evaluation and output unit can be structurally integrated into the positioning system or independently designed as a computer. As soon as the feeler touches the rotation part during a touch, the touch sensor detects the touch contact and transmits this information to the evaluation and output unit. At this moment, the evaluation and output unit detects the axial and radial position data present at the two axial displacement transducers and the radial displacement transducer, so that they are available for evaluation. These position data form the basis for the axial and radial measured values of the relevant measuring point.

Erfindungsgemäß sind durch die Auswertungs- und Ausgabeeinheit die axialen Positionsdaten der axialen Wegmessaufnehmer und radialen Positionsdaten des radialen Wegaufnehmers verarbeitbar und der axiale Messwert und der radiale Messwert eines Messpunkts an dem Messobjekt bestimmbar.According to the invention, the axial position data of the axial displacement transducers and radial position data of the radial displacement transducer can be processed by the evaluation and output unit, and the axial measurement value and the radial measurement value of a measurement point can be determined on the measurement object.

Die Auswertungs- und Ausgabeeinheit ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Korrekturmodul aufweist, mit dem der axiale Messwert eines Messpunkts korrigierbar ist.The evaluation and output unit is inventively characterized in that it has a correction module with which the axial measurement of a measuring point can be corrected.

Der Korrektur liegt zu Grunde, dass ein Messfehler des axialen Messwerts an einem Messpunkt dann auftreten kann, wenn der Axialschlitten eine Abweichung von einer exakt orthogonalen Lage zu der Längsachse aufweist. Eine solche Orthogonalitätsabweichung kann beispielsweise durch Fertigungstoleranzen oder auch durch ein Spiel einer Linearführung der axialen Verfahrmechanikeinheit verursacht sein. Bei einer solchen Orthogonalabweichung liegt eine Differenz zwischen den axialen Positionsdaten der beiden axialen Wegmessaufnehmer vor. Eine erste erhebliche Reduzierung eines Messfehlers des axialen Messwertes wird dadurch erreicht, dass das erfindungsgemäße taktile Wellenmessgerät zwei axiale Wegmessaufnehmer aufweist und dass aus den axialen Positionsdaten der beiden axialen Wegmessaufnehmer ein Mittelwert gebildet wird. Soweit der Messpunkt direkt auf der Rotationsachse des Rotationsteils liegen würde, würde sich die Differenz der axialen Positionsdaten der beiden axialen Wegmessaufnehmer, jeweils einen gleichen Abstand zur Rotationsachse vorausgesetzt, vollständig ausgleichen. Es verbleibt aber ein Messfehler des axialen Messwertes der um so größer ist, je weiter der Messpunkt von der Rotationsachse des Rotationsteils entfernt ist. Je größer der radiale Messwert ist, ist damit der Messfehler des axialen Messwerts.The correction is based on the fact that a measurement error of the axial measured value can occur at a measuring point when the axial slide has a deviation from an exactly orthogonal position to the longitudinal axis. Such an orthogonality deviation can be caused for example by manufacturing tolerances or by a game of a linear guide of the axial Verfahrmechanikeinheit. In such an orthogonal deviation is a Difference between the axial position data of the two axial Wegmessaufnehmer before. A first significant reduction of a measurement error of the axial measurement value is achieved in that the tactile wave measuring device according to the invention has two axial Wegmessaufnehmer and that from the axial position data of the two axial Wegmessaufnehmer an average value is formed. As far as the measuring point would lie directly on the axis of rotation of the rotating part, the difference of the axial position data of the two axial Wegmessaufnehmer, each assuming an equal distance from the axis of rotation, would compensate completely. However, a measurement error of the axial measurement value remains the greater the farther the measurement point is from the rotation axis of the rotation part. The larger the radial measured value, this is the measuring error of the axial measured value.

Die Korrektur durch das Korrekturmodul erfolgt anhand eines Vergleichs der axialen Positionswerte der beiden axialen Wegmessaufnehmer unter Einbeziehung des radialen Messwerts eines Messpunkts.The correction by the correction module is based on a comparison of the axial position values of the two axial Wegmessaufnehmer taking into account the radial measurement of a measuring point.

Das Korrekturmodul weist einen Korrekturalgorithmus auf, welcher aus den Positionsdaten der verschiedenen Wegmessaufnehmer über geometrische Funktionen einen Korrekturwert für die Position des Messpunktes berechnet.The correction module has a correction algorithm which calculates a correction value for the position of the measurement point from the position data of the different position transducers via geometric functions.

Der Korrekturwert kann mit unterschiedlichen Methoden ermittelt werden, zum Beispiel nach einer ersten Methode nach dem Strahlensatz, nach einer zweiten Methode mittels der Winkelbeziehungen von rechtwinkeligen Dreiecken oder nach einer dritten Methode mittels einer Kombination aus der ersten und zweiten Methode.The correction value can be determined by different methods, for example by a first method according to the set of rays, by a second method by means of the angular relationships of right-angled triangles or by a third method by means of a combination of the first and second methods.

Unabhängig von der konkreten Methode werden erfindungsgemäß für die Berechnung des Korrekturwerts ausschließlich die Positionsdaten der Wegmessaufnehmer sowie die Abstände der Erfassungspunkte der axialen Wegmessaufnehmer zu einander benötigt.Irrespective of the specific method, only the position data of the displacement transducers as well as the distances of the detection points of the axial displacement transducers to one another are required according to the invention for the calculation of the correction value.

Beispielsweise kann die Berechnung nach dem Strahlensatz wie folgt durchgeführt werden.For example, the calculation according to the radiation set can be carried out as follows.

Es wird ein Mittelpunkt gebildet. Dieser wird definiert als der Schnittpunkt einer radialen Mittellinie und einer axialen Mittellinie. Die radiale Mittellinie ist eine Parallele zur Radialachse und wird in deren Lage durch die Hälfte der Differenz der axialen Positionen der beiden axialen Wegmessaufnehmer definiert. Die axiale Mittellinie ist eine Parallele zur Längsachse und verläuft in der Rotationsachse des Rotationsteils.A center is formed. This is defined as the intersection of a radial centerline and an axial centerline. The radial center line is a parallel to the radial axis and is defined in their position by half the difference of the axial positions of the two axial Wegmessaufnehmer. The axial center line is parallel to the longitudinal axis and extends in the axis of rotation of the rotating part.

Für die folgenden Ausführungen werden der Mittelpunkt mit MP, der Messpunkt mit M, der Punkt der Position des ersten axialen Wegmessaufnehmers mit (w1) und des zweiten Wegmessaufnehmers mit (w2) benannt und als geometrische Punkte in einer Ebene verstanden. Eine axiale Wegdifferenz wird mit Δh, eine radiale Wegdifferenz mit Δr und eine Wegdifferenz ohne räumlichen Bezug als ΔL bezeichnet.For the following executions, the center point with MP , the measuring point with M , the point of the position of the first axial displacement sensor with ( w1 ) and the second position transducer with ( w2 ) and understood as geometric points in a plane. An axial path difference is designated by Δh, a radial path difference by Δr and a path difference without spatial reference as ΔL.

Die Wegdifferenz Δh zwischen w2 und w1 ist aus den axialen Positionsdaten der beiden Wegmessaufnehmer bekannt. Die Wegdifferenz ΔL zwischen w2 und w1 ist konstruktiv durch die Anordnung der beiden Wegmessaufnehmer festgelegt und somit auch bekannt. Ferner ist durch den radialen Messwert auch ΔL zwischen w2 und M sowie zwischen w1 und M bekannt. Mittelbar ist damit auch ΔL zwischen MP und M bekannt.The path difference Δh between w2 and w1 is known from the axial position data of the two Wegmessaufnehmer. The path difference ΔL between w2 and w1 is structurally determined by the arrangement of the two Wegmessaufnehmer and thus known. Furthermore, ΔL is also present due to the radial measured value w2 and M as well as between w1 and M known. Indirectly also ΔL between MP and M is known.

Der Messfehler des axialen Messwertes lässt sich als Δh zwischen M und MP ausdrücken. Somit ist der Korrekturwert als Δh zwischen M und MP zu berechnen.The measuring error of the axial measured value can be interpolated as Δh M and MP express. Thus, the correction value is Δh between M and MP to calculate.

Die Auswertungs- und Ausgabeeinheit ist ausgebildet, den Korrekturwert dem als Mittelwert zwischen w1 und w2 ermittelten axialen Messwert hinzuzurechnen.The evaluation and output unit is formed, the correction value as an average between w1 and w2 add calculated axial value.

Im Ergebnis liegt ein axialer Messwert vor, der durch eine Orthogonalitätsabweichung des Axialschlittens nicht verfälscht wird.As a result, there is an axial measurement that is not corrupted by an orthogonality deviation of the axial slide.

Durch die Korrektur des axialen Messwertes wird die Genauigkeit der Messwerte zu Messpunkten an Rotationsteilen deutlich erhöht. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass die erhöhte Messgenauigkeit nicht durch einen zusätzlichen Fertigungsaufwand, beispielsweise durch besondere Steifigkeit und Präzision der Bauteile, oder durch eine teure Entkopplung von Störquellen aus der Umgebung, beispielsweise durch passive oder aktive Schwingungsdämpfung, erreicht werden muss. Vielmehr kann eine prinzipbedingte Fehlerkorrektur erreicht werden. Correcting the axial measured value significantly increases the accuracy of the measured values to measuring points on rotating parts. It is particularly advantageous in this case that the increased measurement accuracy does not have to be achieved by an additional manufacturing effort, for example by special rigidity and precision of the components, or by an expensive decoupling of sources of interference from the environment, for example by passive or active vibration damping. Rather, a principle-based error correction can be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das taktile Wellenmessgerät mehrere Messkopfeinheiten auf.According to an advantageous development, the tactile wave measuring device has a plurality of measuring head units.

Durch die Anordung von zwei oder mehr Messkopfeinheiten an dem Positionierungssystem, werden durch die Auswertungs- und Ausgabeeinheit zu jeder Messkopfeinheit axiale oder radiale Positionsdaten erhalten und verarbeitet. Ferner können dann die axialen Messwerte zu jeder der Messkopfeinheiten mittels des Korrekturmoduls korrigiert werden. Weiterhin können durch mehrere Messkopfeinheiten auch verschiedene Tastelementgeometrien ohne Umrüstung eingesetzt werden. Somit können Messungen an problematischen Geometrieelementen des Messobjekts wie Kanten, engen Rundungen oder Ähnlichem oder aus verschiedenen Antastrichtungen durchgeführt werden. Vorzugsweise sind zwei Messkopfeinheiten gegenüberliegend mit separaten radialen Positioniereinheiten auf derselben Radialachse so angeordnet, dass sich ihre Messwerte ergänzen. Beispielsweise kann das Rotationsteil nach einer Drehung um 180° nochmals an dem gleichen Messpunkt mit einer zweiten Messkopfeinheit aus entgegengesetztem Richtungssinn radial angetastet werden. Der so erhaltene zweite radiale Messwert wird dann mit dem zuerst gewonnenen radialen Messwert verglichen und es wird die Differenz als Messfehler erkannt und auf den Mittelwert korrigiert.By arranging two or more measuring head units on the positioning system, axial and radial position data are obtained and processed by the evaluating and outputting unit for each measuring head unit. Furthermore, the axial measured values for each of the measuring head units can then be corrected by means of the correction module. Furthermore, different probe element geometries can also be used without retrofitting through a plurality of measuring head units. Consequently Measurements can be made on problematic geometric elements of the measurement object such as edges, narrow curves or the like, or from different directions of probing. Preferably, two measuring head units are arranged opposite each other with separate radial positioning units on the same radial axis, that complement their measured values. For example, after rotation through 180 °, the rotation part can be radially scanned again at the same measuring point with a second measuring head unit from the opposite sense of direction. The second radial measured value thus obtained is then compared with the radial measured value obtained first, and the difference is detected as a measuring error and corrected to the mean value.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Axialschlitten im Wesentlichen eine U-Form auf. Das Messobjekt wird hierbei bestimmungsgemäß in dem Raum zwischen den beiden Armen des U angeordnet.According to an advantageous development, the axial slide essentially has a U-shape. The measurement object is hereby arranged as intended in the space between the two arms of the U.

Durch diese Weiterbildung wird vorteilhaft erreicht, dass die beiden axialen Wegmessaufnehmer sowie das Tastelement in einer Linie fluchtend in der Radialachse angeordnet werden können.Through this development is advantageously achieved that the two axial Wegmessaufnehmer and the probe element can be arranged in alignment in a line in the radial axis.

Durch die Ausgestaltung des Axialschlittens als starres U-förmiges Bauteil wird ferner der besondere Vorteil erreicht, dass bei einer Weiterbildung mit zwei radialen Positionierungseinheiten konstruktiv einfach beide radiale Positionierungseinheiten antiparallel, also einander gegenüberliegend auf der Radialachse angeordnet werden können und zugleich das Messobjekt zwischen den beiden radialen Positionierungseinheiten angeordnet werden kann.Due to the design of the axial slide as a rigid U-shaped component further has the particular advantage that in a development with two radial positioning units structurally simple both radial positioning units antiparallel, so can be arranged opposite each other on the radial axis and at the same time the measurement object between the two radial Positioning units can be arranged.

Weiterhin wird die Verbindung mit den beiden axialen Wegmessaufnehmern konstuktiv erleichtert.Furthermore, the connection with the two axial Wegmessaufnehmern is facilitated construktiv.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die axialen Wegmessaufnehmer jeweils einer Führung zugeordnet, mittels denen die axialen Wegmessaufnehmer und der Axialschlitten zueinander geführt werden.According to an advantageous development, the axial Wegmessaufnehmer each associated with a guide, by means of which the axial Wegmessaufnehmer and the axial slide are guided to each other.

Durch die Integration der axialen Wegmessaufnehmer in jeweils eine Führung wird der Axialschlitten, neben der Verbindung zur axialen Verfahrmechanikeinheit, an zwei zusätzlichen Punkten stabilisiert und die präzise Funktion der Wegaufnahme der axialen Wegmessaufnehmer erhöht. Durch die gewonne Stabilität wird die Messgenauigkeit weiter verbessert.By integrating the axial Wegmessaufnehmer in each case a guide of the axial slide, in addition to the connection to the axial Verfahrmechanikeinheit stabilized at two additional points and increases the precise function of Wegaufnahme the axial Wegmessaufnehmer. By the won stability the measuring accuracy is further improved.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung liegt die Rotationsachse eines zu messenden Rotationsteils in der Ebene, welche zwischen den beiden axialen Wegmessaufnehmern aufgespannt wird.According to an advantageous development, the axis of rotation of a rotating part to be measured lies in the plane which is clamped between the two axial displacement transducers.

Dem liegt zu Grunde, dass die beiden axialen Wegmessaufnehmer jeweils eine Längsachse aufweisen. Zwischen diesen beiden Längsachsen spannt sich eine Ebene auf. Durch die Anordnung der Rotationsachse des Rotationskörpers in der beschriebenen Ebene ist sichergestellt, dass die Punkte der Wegaufnahme an den axialen Wegmessaufnehmern und der Messpunkt immer auf einer Geraden liegen.This is due to the fact that the two axial Wegmessaufnehmer each have a longitudinal axis. Between these two longitudinal axes, a plane spans. The arrangement of the axis of rotation of the body of revolution in the plane described ensures that the points of the travel pick-up at the axial position sensors and the measuring point always lie on a straight line.

Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von

• 1 Taktiles Wellenmessgerät (schematische Darstellung in Draufsicht)
• 2 Schematische Darstellung der Strecken- und Winkelbeziehungen

näher erläutert.The invention will be described as an embodiment with reference to

• 1 Tactile shaft measuring device (schematic representation in plan view)
• 2 Schematic representation of the route and angle relationships

explained in more detail.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung in Draufsicht den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen taktilen Wellenmessgeräts. Die Draufsicht entspricht zugleich einer Sicht entlang der Längsachse 21. 1 shows a schematic representation in plan view of the basic structure of an embodiment of a tactile wave measuring device according to the invention. At the same time, the plan view corresponds to a view along the longitudinal axis 21 ,

Der Axialschlitten 4 ist im Ausführungsbeispiel U-förmig ausgebildet und über die axiale Verfahrmechanikeinheit 5 mit dem Grundkörper 3 verbunden. Die axiale Verfahrmechanikeinheit 5 ist im Ausführungsbeispiel als Linearführung mit Spindelantrieb ausgebildet. Durch die axiale Verfahrmechanikeinheit 5 wird der Axialschlitten 4 entlang einer Längsachse 21 verfahren. Die Längsachse entspricht der Rotationsachse des Rotationsteils 18. Der Grundkörper 3, die axiale Verfahrmechanikeinheit 8 und der Axialschlitten 4 bilden zusammen die axiale Positionierungseinheit 2 aus. Die axiale Position des Axialschlittens 4 wird durch die axiale Wegmesseinheit 12, welche die beiden axialen Wegmessaufnehmer 13, 14 aufweist, ermittelt.The axial slide 4 is formed in the embodiment U-shaped and the axial Verfahrmechanikeinheit 5 with the main body 3 connected. The axial traversing mechanism unit 5 is formed in the embodiment as a linear guide with spindle drive. Through the axial movement mechanism unit 5 becomes the axial slide 4 along a longitudinal axis 21 method. The longitudinal axis corresponds to the axis of rotation of the rotary part 18 , The main body 3 , the axial traversing mechanism unit 8th and the axial slide 4 together form the axial positioning unit 2 out. The axial position of the axial slide 4 is through the axial path measuring unit 12 , which are the two axial Wegmessaufnehmer 13 . 14 has determined.

Ferner weist das taktile Wellenmessgerät gemäß dem Ausführungsbeispiel eine radiale Positioniereinheit 6 auf. Der hierzu gehörende Radialschlitten 7 ist mittels der radialen Verfahrmechanikeinheit 8 auf dem Axialschlitten 4 angeordnet. Die radiale Verfahrmechanikeinheit 8 ist im Ausführungsbeispiel als Linearführung mit Linearmotor ausgebildet. Die radiale Verfahrmechanikeinheit 8 bewegt den Radialschlitten 7 entlang der Radialachse 22. Die radiale Wegmesseinheit 15 weist einen radialen Wegmessaufnehmer 16 auf und ermittelt die Position des Radialschlittens 7. Indirekt wird somit auch die Position des Tastelements 10 bestimmt.Furthermore, the tactile wave measuring device according to the embodiment has a radial positioning unit 6 on. The associated radial slide 7 is by means of the radial Verfahrmechanikeinheit 8th on the axial slide 4 arranged. The radial traversing mechanism unit 8th is formed in the embodiment as a linear guide with a linear motor. The radial traversing mechanism unit 8th moves the radial slide 7 along the radial axis 22 , The radial displacement measuring unit 15 has a radial Wegmessaufnehmer 16 and determines the position of the radial slide 7 , Indirectly, therefore, the position of the probe element 10 certainly.

Die axiale Wegmesseinheit 12 und die radiale Wegmesseinheit 15 bilden zusammen das Wegmesssystem.The axial displacement measuring unit 12 and the radial displacement measuring unit 15 together form the distance measuring system.

Auf dem Radialschlitten 7 ist die taktile Messkopfeinheit 9 mit dem Antastsensor 11 und mit dem Tastelement 10 entlang der Radialachse 22 angeordnet. On the radial slide 7 is the tactile measuring head unit 9 with the touch sensor 11 and with the probe element 10 along the radial axis 22 arranged.

Die beiden axialen Wegmessaufnehmer 13 und 14 sind an Führungen 19 und 20 so angeordnet, dass sich in der aufgespannten Ebene zwischen ihnen auch die Längsachse des Rotationskörpers 18 befindet. Die Führungen 19, 20 tragen die Skala der axialen Wegmessaufnehmer 13, 14.The two axial Wegmessaufnehmer 13 and 14 are at guides 19 and 20 arranged so that in the plane spanned between them, the longitudinal axis of the rotating body 18 located. The guides 19 . 20 carry the scale of the axial displacement sensor 13 . 14 ,

Das taktile Wellenmessgerät gemäß dem Ausführungsbeispiel weist ferner die Auswertungs- und Ausgabeeinheit 17 auf. Die Auswertungs- und Ausgabeeinheit 17 ist durch Verbindungen (ohne Bezugszeichen) mit den beiden axialen Wegmessaufnehmern 13, 14 dem radialen Wegmessaufnehmer 16 sowie dem Antastsensor 11 verbunden.The tactile wave measuring device according to the embodiment further comprises the evaluation and output unit 17 on. The evaluation and output unit 17 is by connections (without reference numeral) with the two axial Wegmessaufnehmern 13 . 14 the radial Wegmessaufnehmer 16 as well as the touch sensor 11 connected.

2 zeigt eine schematische Darstellung der Strecken- und Winkelbeziehungen in einer Seitenansicht und dient der Erläuterung der Korrekturwertberechnung.
Die Berechnung des Korrekturwertes erfolgt mit Hilfe der Positionsdaten und den Winkelbeziehungen. Da sich die neu in 2 aufgenommenen Bezugszeichen überwiegend auf geometrische Kategorien beziehen, sind diese mit einer eigenen Nummerierung sowie zur besseren Unterscheidung mit einem vorangestellten Buchstaben A versehen. 2 liegt zu Grunde, dass die Lage des Axialschlittens 4 bei einem Messvorgang möglicherweise nicht exakt orthogonal zu der Längsachse 21 ist, wobei die Längsachse 21 zugleich der Rotationsachse des Rotationsteils 18 entspricht. Eine solche Orthogonalitätsabweichung kann beispielsweise durch Fertigungstoleranzen oder auch durch ein Spiel einer Linearführung der axialen Verfahrmechanikeinheit verursacht sein. Zur besseren Veranschaulichung ist die Abweichung von der orthogonalen Lage in 2 stark überhöht dargestellt. 2 shows a schematic representation of the distance and angle relationships in a side view and serves to explain the correction value calculation.
The correction value is calculated using the position data and the angle relationships. Since the new in 2 The reference numerals refer mainly to geometric categories, these are with their own numbering and better distinction with a prefixed letter A Mistake. 2 is due to the fact that the position of the axial slide 4 in a measuring process may not be exactly orthogonal to the longitudinal axis 21 is, with the longitudinal axis 21 at the same time the axis of rotation of the rotating part 18 equivalent. Such an orthogonality deviation can be caused for example by manufacturing tolerances or by a game of a linear guide of the axial Verfahrmechanikeinheit. For better illustration, the deviation from the orthogonal position in 2 shown greatly exaggerated.

Aufgrund der Ortogonalitätsabweichung tritt ein Messfehler bei dem axialen Messwert auf. Ein Messfehler bei dem axialen Messwert bleibt selbst dann erhalten, wenn aus den axiale Positionsdaten der axialen Positionen A7, A8 der beiden axialen Wegmessaufnehmer 13, 14 ein Mittelwert gebildet und dieser Mittelwert als axialer Messwert zu Grunde gelegt wird. Dieser Messfehler ist in 2 als Strecke, bezeichnet als Korrekturwert A2, dargestellt.Due to the Ortogonalitätsabweichung occurs a measurement error in the axial measurement. A measurement error in the axial measurement value is retained even if from the axial position data of the axial positions A7 . A8 the two axial Wegmessaufnehmer 13 . 14 an average value is formed and this mean value is used as an axial measurement value. This measurement error is in 2 as distance, referred to as correction value A2 represented.

Um den Messfehler des axialen Messwerts zu beheben, wird der Korrekturwert A2 wie nachfolgend beschrieben ermittelt. Der axiale Messwert wird dann um den Korrekturwert A2 korrigiert. Zunächst wird die axiale Positionsdifferenz A1 zwischen den axialen Wegmessaufnehmern im Ausführungsbeispiel aus dem Messwert der Position des zweiten Wegaufnehmers A8 und der Position des ersten Wegmessaufnehmers A7 gebildet. Der halbe Wert der axialen Positionsdifferenz A1 ist dargestellt als radiale Mittelinie A6. Die radiale Mittellinie A6 schneidet die axiale Mittellinie A5, welche der Rotationsachse des Rotationsteils 18 entspricht, in dem Mittelpunkt A10. Dabei stehen die radiale Mittellinie A6 und die axiale Mittellinie A5 rechtwinklig zueinander.
Der Messpunkte A9 weist zum Mittelpunkt A10 einen Messpunkt-Mittelpunkt-Abstand A3 auf.
Der Abstand zwischen den axialen Wegmessaufnehmern, bezeichnet als Wegmessaufnehmerabstand A4, ist konstruktiv vorgegeben und in der Auswertungs- und Ausgabeeinheit 17 gespeichert. Zudem ist die Lage der Rotationsachse des Rotationsteils 18 konstruktiv vorgegeben und ebenfalls in der Auswertungs- und Ausgabeeinheit 17 gespeichert, so dass die Mittellinie A5 und der Mittelpunkt A10 bekannt sind. Ferner ist aus dem radialen Messwert damit auch der Messpunkt-Mittelpunkt-Abstand A3 bekannt.In order to eliminate the measuring error of the axial measured value, the correction value becomes A2 determined as described below. The axial measurement then becomes the correction value A2 corrected. First, the axial position difference A1 between the axial Wegmessaufnehmern in the embodiment of the measured value of the position of the second transducer A8 and the position of the first position transducer A7 educated. Half the value of the axial position difference A1 is shown as a radial center line A6 , The radial centerline A6 cuts the axial centerline A5 , which is the axis of rotation of the rotating part 18 corresponds to, in the center A10 , Here are the radial center line A6 and the axial centerline A5 at right angles to each other.
The measuring points A9 points to the center A10 a measuring point-center distance A3 on.
The distance between the axial position sensors, referred to as Wegmessaufnehmerabstand A4 , is structurally specified and in the evaluation and output unit 17 saved. In addition, the position of the rotation axis of the rotating part 18 structurally specified and also in the evaluation and output unit 17 saved, so the center line A5 and the center A10 are known. Furthermore, from the radial measured value thus also the measuring point center point distance A3 known.

Es gilt der Zusammenhang, dass sich der Korrekturwert A2 zum Messpunkt-Mittelpunkt-Abstand A3 verhält wie die axiale Positionsdifferenz A1 zu dem Wegmessaufnehmerabstand A4. Der Korrekturwert A2 wird in einer ersten Variante daher ermittelt durch Multiplikation des Messpunkt-Mittelpunkt-Abstands A3 mit dem Quotienten aus axialer Positionsdifferenz A1 zu dem Wegmessaufnehmerabstand A4. $$A2=A3\frac{A1}{A4}$$

It applies the context that the correction value A2 to the measuring point center point distance A3 behaves like the axial position difference A1 to the distance sensor distance A4 , The correction value A2 is therefore determined in a first variant by multiplying the measuring point-center distance A3 with the quotient of axial position difference A1 to the distance sensor distance A4 , $$A2=A3\frac{A1}{\mathrm{<figure-callout\; id="4"\; label="A"\; filenames="DE202018002681U1\_0006.png"\; state="\{\{state\}\}">A</figure-callout>}4}$$

Da ferner der Zusammenhang gilt, dass der Winkel α gleich dem Winkel α' ist, wird in einer zweiten Variante der Korrekturwert auch als Winkelfunktion berechnet.Further, since the relation holds that the angle α is equal to the angle α ', in a second variant, the correction value is also calculated as an angle function.

Es gelten: $$\text{sin}\alpha =\text{sin}\alpha \text{'}$$

$$\text{sin}\alpha =\frac{A1}{A4}$$

$$\text{sin}\alpha \text{'}=\frac{A2}{A3}$$

The following apply: $$\text{sin}\alpha =\text{sin}\alpha \text{'}$$

$$\text{sin}\alpha =\frac{A1}{\mathrm{<figure-callout\; id="4"\; label="A"\; filenames="DE202018002681U1\_0006.png"\; state="\{\{state\}\}">A</figure-callout>}4}$$

$$\text{sin}\alpha \text{'}=\frac{A2}{\mathrm{<figure-callout\; id="3"\; label="A"\; filenames="DE202018002681U1\_0006.png"\; state="\{\{state\}\}">A</figure-callout>}3}$$

Somit ergibt sich für den Korrekturwert A2, dass dieser durch Multiplikation des Messpunkt-Mittelpunkt-Abstands A3 mit dem Sinuswert des Winkels α ermittelt werden kann. $$A2=A3\text{ sin }\alpha$$

This results in the correction value A2 in that this is done by multiplying the measuring point center point distance A3 with the sine value of the angle α can be determined. $$A2=A3\text{sin}\alpha$$

Der Korrekturwert A2 wird dem gemessenen axialen Messwert des Messpunktes A9 hinzugerechnet.The correction value A2 becomes the measured axial value of the measuring point A9 added.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Positionierungssystempositioning system

22

axiale Positionierungseinheitaxial positioning unit

33

Grundkörperbody

44

Axialschlittenaxial slide

55

axiale Verfahrmechanikeinheitaxial travel mechanism unit

66

radiale Positionierungseinheitradial positioning unit

77

Radialschlittenradial slide

88th

radiale Verfahrmechanikeinheitradial traversing mechanism unit

99

taktile Messkopfeinheittactile measuring head unit

1010

Tastelementscanning element

1111

AntastsensorAntastsensor

1212

axiale Wegmesseinheitaxial displacement measuring unit

1313

erster axialer Wegmessaufnehmerfirst axial Wegmessaufnehmer

1414

zweiter axialer Wegmessaufnehmersecond axial Wegmessaufnehmer

1515

radiale Wegmesseinheitradial displacement measuring unit

1616

radialer Wegmessaufnehmerradial displacement sensor

1717

Auswertungs- und AusgabeeinheitEvaluation and output unit

1818

Rotationsteilrotating part

1919

erste Führungfirst guide

2020

zweite Führungsecond leadership

2121

Längsachselongitudinal axis

2222

Radialachse radial axis

A1A1

axiale Positionsdifferenzaxial position difference

A2A2

Korrekturwertcorrection value

A3A3

Messpunkt-Mittelpunkt-AbstandMeasuring point-center spacing

A4A4

WegmessaufnehmerabstandWegmessaufnehmerabstand

A5A5

axiale Mittellinieaxial centerline

A6A6

radiale Mittellinieradial centerline

A7A7

axiale Position erster Wegmessaufnehmeraxial position of the first position transducer

A8A8

axiale Position zweiter Wegmessaufnehmeraxial position second Wegmessaufnehmer

A9A9

Messpunktmeasuring point

A10A10

MittelpunktFocus

Claims (5)

Taktiles Wellenmessgerät, aufweisend ein Positionierungssystem (1), eine taktile Messkopfeinheit (9), ein Wegmesssystem und eine Auswertungs- und Ausgabeeinheit (17), wobei das Positionierungssystem (1) eine axiale Positionierungseinheit (2) und eine radiale Positionierungseinheit (6) aufweist, wobei die axiale Positionierungseinheit (2) einen Grundkörper (3), einen Axialschlitten (4) und eine axiale Verfahrmechanikeinheit (5) aufweist, wobei die Verfahrmechanikeinheit (5), mittels der der Axialschlitten (4) linear und relativ zu dem Grundkörper (3) verfahrbar ist, längs einer Längsachse (21) angeordnet ist, wobei die radiale Positionierungseinheit (6), einen Radialschlitten (7) und eine radiale Verfahrmechanikeinheit (8) aufweist, wobei die radiale Positionierungseinheit (6) mit dem Axialschlitten (4) verbunden ist und wobei die radiale Verfahrmechanikeinheit (8), mittels der der Radialschlitten (7) linear und relativ zu dem Axialschlitten (4) verfahrbar ist, längs einer Radialachse (22) angeordnet ist, wobei die taktile Messkopfeinheit (9) ein Tastelement (10), welches von dem Radialschlitten (7) getragen wird, und einen Antastsensor (11) aufweist, wobei das Wegmesssystem eine axiale Wegmesseinheit (12) und eine radiale Wegmesseinheit (15) aufweist, wobei die axiale Wegmesseinheit (12), mittels der ein linearer Verfahrweg des Axialschlittens (4) messbar ist, einen ersten und einen zweiten axialen Wegmessaufnehmer (13, 14) aufweist und wobei die axialen Wegmessaufnehmer (13, 14) längs der Längsachse (21) angeordnet sowie zueinander beabstandet sind, wobei die radiale Wegmesseinheit (15), mittels der ein linearer Verfahrweg des Radialschlittens messbar ist, einen radialen Wegmessaufnehmer (16) aufweist, welcher längs der Radialachse (22) angeordnet ist, wobei die Auswertungs - und Ausgabeeinheit (17) mit dem Antastsensor (11), den axialen Wegmessaufnehmern (13, 14) und dem radialen Wegmessaufnehmer (16) verbunden ist, wobei durch die Auswertungs - und Ausgabeeinheit (17) axiale Positionsdaten der axialen Wegmessaufnehmer (13, 14) und radiale Positionsdaten des radialen Wegaufnehmers (16) verarbeitbar sind und ein axialer Messwert und ein radialer Messwert eines Messpunkts an einem Rotationsteil (18) bestimmbar sind, wobei die Auswertungs - und Ausgabeeinheit (17) ein Korrekturmodul aufweist, wobei durch das Korrekturmodul eine Korrektur des axialen Messwerts des Messpunkts durchführbar ist, wobei die Korrektur anhand eines Vergleichs der axialen Positionsdaten der beiden axialen Wegmessaufnehmer (13, 14) unter Einbeziehung des radialen Messwerts des Messpunkts erfolgt, wobei das Korrekturmodul einen Korrekturalgorithmus mit geometrischen Berechnungen aufweist.A tactile shaft measuring device, comprising a positioning system (1), a tactile measuring head unit (9), a displacement measuring system and an evaluation and output unit (17), the positioning system (1) having an axial positioning unit (2) and a radial positioning unit (6), wherein the axial positioning unit (2) has a base body (3), an axial slide (4) and an axial movement mechanism unit (5), wherein the movement mechanism unit (5), by means of which the axial slides (4) are linear and relative to the base body (3) is movable, is arranged along a longitudinal axis (21), wherein the radial positioning unit (6), a radial slide (7) and a radial Verfahrmechanikeinheit (8), wherein the radial positioning unit (6) is connected to the axial slide (4) and wherein the radial Verfahrmechanikeinheit (8), by means of the radial slide (7) is linear and relative to the axial slide (4) is movable, along a radial axis (22) is arranged, the tactile measuring head unit (9) having a feeler element (10) carried by the radial slide (7) and a touch sensor (11), wherein the displacement measuring system has an axial displacement measuring unit (12) and a radial displacement measuring unit (15), wherein the axial path measuring unit (12), by means of which a linear travel of the axial slide (4) is measurable, has first and second axial displacement transducers (13, 14) and wherein the axial displacement transducers (13, 14) are along the longitudinal axis (21) are arranged and spaced from each other, wherein the radial displacement measuring unit (15), by means of which a linear travel path of the radial slide can be measured, has a radial displacement measuring transducer (16) which is arranged along the radial axis (22), the evaluation and output unit (17) being connected to the touch sensor (11), the axial displacement transducers (13, 14) and the radial displacement transducer (16), Axial position data of the axial Wegmessaufnehmer (13, 14) and radial position data of the radial displacement transducer (16) are processable by the evaluation and output unit (17) and an axial measurement and a radial measurement of a measuring point on a rotary part (18) are determinable, wherein the evaluation and output unit (17) has a correction module, wherein the correction module makes it possible to correct the axial measurement value of the measurement point, the correction being based on a comparison of the axial position data of the two axial displacement transducers (13, 14) taking into account the radial measurement value of the measuring point, wherein the correction module has a correction algorithm with geometric calculations. Taktiles Wellenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Messkopfeinheiten aufweist. Tactile shaft gauge after Claim 1 , characterized in that it comprises a plurality of measuring head units. Taktiles Wellenmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialschlitten (4) eine U-fömige Grundform aufweist.Tactile shaft measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the axial slide (4) has a U-shaped basic shape. Taktiles Wellenmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste axiale Wegmessaufnehmer (13) einer ersten Führung (19) und der zweite axiale Wegmessaufnehmer (14) einer zweiten Führung (20) zugeordnet ist, wobei mittels der Führungen (19, 20) der Axialschlitten (4) geführt wird.Tactile shaft measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the first axial Wegmessaufnehmer (13) of a first guide (19) and the second axial Wegmessaufnehmer (14) of a second guide (20) is assigned, wherein by means of the guides (19, 20 ) of the axial slide (4) is guided. Taktiles Wellenmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Wegmessaufnehmer (13, 14) und eine Längsachse eines Rotationsteils (18) in einer Ebene angeordnet sind.Tactile shaft measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the axial Wegmessaufnehmer (13, 14) and a longitudinal axis of a rotary member (18) are arranged in a plane.

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