DE2042505A1 - Korrektureinrichtung für numerische Meßsysteme - Google Patents

Description

• Korrektureinrichtung für numerische Meßsysteme.
• Die Erfindung betrifft eine Korrektureinrichtung für numerische Meßsysteme, insbesondere für Meß- und Werkzeugmaschinen für sehr genaue lIessungen.
• s sind orrektureinrichtungen für translatorische Meßsysteme mit rotatorischen Meßwertträgern bekannt, bei denen Genauigkeitsgewindespindeln, welche gleichzeitig zum Transport des Meßschlittens dienen, für sehr genaue Messungen trotz genauester Herstellung der Gewindespindeln noch zu ungenau sind. Um diese ngel zu beheben, werden Korrektureinrichtungen in Form von Korrekturlinealen oder Korrekturkurven, welche, entsprechend den Meßwertabweichungen der Gewindespindeln, Erhsbungen oder Vertiefungen aufweisen, die wiederum über ein Hebelsystem in rotatorische Bewegungen umgesetzt werden und, entsprechend der Ungenauigkeit der Gewindespindel, den IJonius zum Ablesen der Lleßwerte verschieben, angewendet.
• Derartige Meßsysteme werden vorwiegend für Genauigkeitswerkzeugmaschinen angewandt, wie sie beispielsweise bei Lehrenbohrwerken notwendigsind.
• Weiter sind numerische Meßsysteme bekannt, die über Weg- und Winkelmeßeinrichtungen verfügen, die mit Verstellspindeln bzw. mit Kugelschraubtrieben starr oder über ein Übersetzungsgetriebe fest verbunden sind, so daß der Verstellweg des Schlittens im festen Verhältnis zum Drehwinkel der Meßscheiben steht.
• Die kiwendun solcher numerischer Winkelmeßsysteme ist trotz der hohen Auflösung bei Präzisionsmaschinen mit größeren Verstellwegen (etwa über 500 mm) mit starrer Kopplung mit don Verstellepindeln in bezug auf die Positionsgenauigkeit nicht ausreichend, da sich Bührungs- und rtSteigungsfehler ungünstig auswirken können.
• Zweck der Erfindung ist es, die Positioniergenauigkeit der numerischen Winkelmeßsysteme durch weitgehende Beseitigung der S?ührungs- und Steigungsfehler zu beheben, um jederzeit auch durch Nacharbeit erkannte Fehler zu vermeiden bzw.
• unter die festgelegten Toleranzgrößen zu bringen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Erhöhung der Positioniergenauigkeit ein numerisches Winkelmeßsystem zur Anwendung zu bringen, das der weitgehenden Korrektur der 3tei»ungs- und Führungsfehler dient, und des die Beseitigung der Führungs- und Steigungsfehler vermindert bzw.
• unter die festgelegten Toleranzgrößen bringt.
• Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das nulnerische Meßsystem eine Zusatzbewegung, entsprechend der Steigungskorrektur einer an sich bekanten Kurvenscheibe erhält und daß die Zusatzbewegung zwischen einem Kugelschraubtrieb und einer Eingangswelle über einen Stern einet Umlaufgetriebes auf das Wegwinkelmeßsystem oder über einen Hebelarm des Stators eines Wegwinkelmeßsystems erfolg wobei die Meßscheibe über einen Steg oder über einen Stator des Wegwinkelmeßsystems direkt über einen Hebelarm verstellbar ist.
• Der Gegenstand der Erfindung läßt bei den geforderten Genauigkeiten rotatorische Meßwertgeber in Form von Gewindespindeln zu, wobei die bereits bekannten Korrektureinrichtungen in Form bereits genannter Korrekturlineale oder Kurvenscheiben von den Meßwertgebern dahingehend beeinflußt werden, dß durch eine Zusatzbewegung des Wegwinkelmeßsystems die von der Korrektureinrichtung kommenden Korrekturwerte gleich in die vom Wegwinkelmeßsystem abgebenden elektronischen Werte eingearbeitet sind. Die Abtastung dieser speziell für jeden Verstellschlitten eingearbeiteten Kurve erfolgt über Gleitfinger oder Roltenabtastung. Die durch die jeweilige Kurve entstehende Zusatzbewegung wird auf das Gehäuse des Wegwinkelmeßsystems oder auf einen Stag eines Zwischenspindel- und Meßsystems vorgesehenen Umlaufgetriebes übertragen. Die Kurvenbahn entspricht in ihrem Umfang dem jeweiligen Gesamtverstellweg des Verstellsohlittens, wobei die Kurven das mehrfach vergrößerte Abbild (etwa 50 Di 500-fach) der Summe der vorhandenen Steigungs-, FUhrungs- und Meßscheibenfehler darstellen. Daraus folgt, daß durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Korrektureinrichtung, die den Gebrauchswert erhöht, der Verschleiß jederzeit durch Kontrollmessungen und entsprechende Nacharbeit ausgeglichen wird. Der hohe Gebrauchswert derartiger Meßeinrichtungen bleibt somit erhalten.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fi. eine Lorrektureinrichtuny mit Kurvenscheibe und direkt gekoppelten Wegwinkelmeßsystem Fig.2: einen schnitt A-A durch Fig. 1 Fig.3: eine Korrektureinrichtung mit Kurvenscheibe, deren Zusatzbewegung über den Steg eines Getriebes eingeleitet wird Fig.4: einen Schnitt B-B durch Fig. 3 Auf einem feststehenden Maschinenteil ist ein Verstellschlitten 1 verschiebbar gelagert. An dem Verstellschlitten 1 ist eine Mutter 7 angeordnet. Die Verschiebung des Verstellschlittens erfolgt durch einen Kugelschraubtrieb 2, welcher durch ein Verstellgetriebe 6 angetrieben wird.
• Die Korrektureinrichtung ist eine Kurvenscheibe 16 mit direkt gekoppelten Wegwinkelsystem 5 mit Meßscheibe 4.
• Der Antrieb der drehbaren Kurvenscheibe 16 erfolgt durch ein Stirnrad 14 mit der Zähnezahl a auf ein Stirnrad 15 mit der Zähnezahl b, welches starr mit der Kurvenscheibe mit' der Welle verbunden ist. Ist die Steigung des Kugelschraubtriebes 2 mit der Führung einer Meßscheibe 4 des Winkelmeßsystems 5 bei direkter Ankopplung nicht in Übereinstimmung zu bringen, so ist eine entsprechende spielfreie Stirnradübersetzung zwischen dem Wälzschraubtrieb 2 und der Meßscheibe 4 anzuordnen. Die Länge 13 des Hebelarms 12 ergibt sich aus der Beziehung l3 = (mm) # in der m = kleinste Einheit in mm v = Korrekturfaktor darstellen. Die Fig. 5 zeigt eine Korrektureinrichtung mit gleichem Systemaufbau, entsprechend Fig. 4, welche den Vorteil hat, daß das Wegeinkelmeßsystem mit dem feststehenden @aschinenteil starr verbunden ist. Die Kurvenscheibe 16 ist wiederum über Stirnrad 14 und 15 mit dem Kugelschraubtrieb 2 verbunden, deren Übersetzung vom Verstellweg abhängig ist, Die Meßscheibe 4 ist über Stirnräder 23; 24; 25; 26 mit den Zähnezahlen c, d, e, f mit der Gewindespindel 2 verbunden.
• Eine Welle mit den Stirnrädern 25; 26 ist ç ein-em Steg 17 drehbar gelagert. Steg 17 wiederum ist drehbar auf der Achse des Kugelschraubtriebes 2 drehbar gelagert und steht mit einer Tastrolle 9 durch eine Druckfeder 13 in st@ndiger Berührung. Die Fehlerkurve der Kurvenscheibe 16 überträgt auf den Steg 17 eine Zusatzbewegung, durch welche die Meßscheibe 4 im festen Verhältnis bewegt wird. Die Länge 14 des Steges 17 bis zur Tastrolle 9 ermittelt sich aus folgender Beziehung in der c,d,e,f = Zähnezahlen der Getriebe@äder v = Korrekturfaktor m = kleinste Einheit in mm darstellen.
• Der funktionelle Ablauf der Korrektureinrichtung wird wie folgt beschrieben.
• Beim Verschieben des Meßschlittens 1 durch den Kugelschraubtrieb 2, der in die Mutter 7 des Meßschlittens 1 eingreift, wird gleichzeitig die Kurvenscheibe 16 entsprechend den vor gegebenen Korrekturwerten verschoben. Die Korrekturwerte werden von der Tastrolle der Hebel 12 oder 17 abgetastet und über Stirnrad 14;15 mit den Zähnezahlen a, b nach Fig.4 oder über Stirnrad 23;24;25;26 mit den Zähnezahlen c,d,e,f n. .5 uf das Wegwinkelmeßsystem 5, das drehbar nach Fig.4 oder fest nach Fig.5 am feststehenden Maschinenteil befesti@t ist, übertragen. Der Kugelschraubtrieb 2 ist iiber Kupplung 3 nach Fig.4 oder über Umlaufgetriebe 27 mit den Zahnrädern 23;24; 25;26 nach Fig.5 unmittelbar am Wegwinkelmeßsystem 5 befestigt, so daß letztgenanntes seine Drehbewegung über Kugel schraubtrieb 2 erhält. Die Kurvenschei@e 16 ents@richt in ihrem Umfang dem jeweiligen Gesamtweg des Meßsch@itt@ns 1 und stellt das mehrfach vergrößerte Abbild der vorhandenen @teigungs-, Führungs- und Meßscheibenfehler dar.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Korrektureinrichtung für numerische Meßsysteme, insbesondere für Meß- und Werkzeugmaschinen, bei denen die Fehlerkurve als Kurvenscheibe oder als Korrekturlineal, welche entsprechend den Meßwertabweichungen der Gewindespindel Erhebungen oder Vertiefungen aufweisen, die wiederum über ein i-lebelsystem beaufschlagt und in rotatorischen Bewegungen umgesetzt werden, ausgebildet ist und daß das numerische Meßsystem eine Zusatzbewegung, eiits--'rechend der Steigungskorrektur einer an sich bekannten Kurvenscheibe erhält, dadurch gekennzeichn@t, daß die Zusatzbewegung zwischen Kugelschraubtrisb (2) und der Eingangswelle (21) über Steg (17) eines Getriebes au9 as Wegwinkelmeßsystem (5) oder ijbcr einen Hebelarm (12) des Stators des Wegwinkelmeßsystems (5) erfolgt, wobei die Meßscheibe (4) über einen Steg (17) oder der Stator des Wegwinkelmeßsysteme (5) direkt über den Hebelara (12) verstellbar ist.

2. Korrektureinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß beim Verschieben des Meßschlittens (1) durch den Kugelschraubtrieb (2), der in die Mutter (7) des Meßschlittens (1) eingreift, gleichzeitig die Kurvenscheibe (16) entsprechend den vorgegebenen Korrekturwerten verschiebbar ist.

3. Korrektureinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-@eichnet, daß die Korrekturwerte von der Tastrolle der edel (12) oder (17) abgetastet und über Stirnrad (14;15) oder über Stirnrad (23;24;25;26) auf das Wegwinkelmeßsystem (5), das drehbar oder fest am feststehenden Maschinentisch befestigt ist, übertragbar ist.

4. Korrektureinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelschraubtrieb (2) über Kupplung (3) oder über Getriebe unmittelbar am Wegwinkelmeßsystem (5) befestigt ist.

L e e r s e i t e