DE2248967A1

DE2248967A1 - Dreiachsige pruefeinrichtung

Info

Publication number: DE2248967A1
Application number: DE19722248967
Authority: DE
Inventors: Sen Russell Martin Mckay
Original assignee: Lockheed Aircraft Corp
Current assignee: Lockheed Martin Corp
Priority date: 1971-10-04
Filing date: 1972-10-03
Publication date: 1973-04-12
Also published as: FR2155581A5; US3766653A; JPS4846350A; GB1348367A

Description

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L 294

Lockheed Aircraft Corporation, 1991 Annette Lane, Los Altos,

California (Y₀St_ov»A»)

Dreiachsige Prüfeinrichtung

Die Erfindung betrifft Überprüfungslehren und -sondern, die insbesondere zum Überprüfen von Maschinenteilen einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine benutzt werden.

Es war seit langer Zeit schwierig, gewisse bearbeitete Teile wirksam und gründlich zu überprüfen, und solche Untersuchungen wurden bisher mit den herkömmlichen Verfahren durchgeführt. Hierbei wurden alle Teile in allen Ebenen überprüft unter Verwendung von Mikrometerschrauben mit einem weiten Rachen, Anzeige instrumenten und anderen Vorrichtungen mit besonderen Abmessungen, und oftmals waren zum Durchführen der Überprüfungen zwei Personen erforderlich. Ein solches Prüfverfahren ist nicht nur sehr zeitraub ens und ungenau, sondern es werden auch keine dauernden Aufzeichnungen der untersuchten Punkte hinterlassen»

Die Aufgabe, die Abmessungen komplizierter Maschinenteile zu überprüfen, wurde in den vergangenen Jahren stark vereinfacht, seitdem^ die numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen entwickelt

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Das Verfahren, nach dem an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine Untersuchungen durchgeführt werden, ist an sich bekannt und umfasst grundsätzlich den Ersatz des Werkzeuges und einer Spindel der Werkzeugmaschine durch eine Sonde oder Lehre. Die Werkzeugmaschine wird dann in Betrieb gesetzt und fährt eine Bearbeitung unter dem Einfluss des Untersuchungsprogramms aus. Die Sonde wird an vorherbestimmten Stellen des bearbeiteten Teiles angesetzt, so dass Abweichungen von den gewünschten Abmessungen ermittelt werden können.

Bei einer bekannten derartigen Einrichtung, bei der Messungen in der X- und in der Y-Richtung durchgeführt werden, führt der Fühlerschaft Schwenkbewegungen um ein in der Mitte angeordnetes Kugelgelenk herum aus, wobei die obere Kugelfläche des Fühlers in bezug auf die Mitte des Übertragungskegels versetzt wird, der seinerseits nach oben versetzt wird. Da das Gleiten der Kugelfläche am Übertragungskegel entlang einen erheblichen Kraftaufwand erfordert und eine starke Reibung verursacht, so wird vom Fühler auf das zu messende Werkstück eine starke Kraft ausgeübt. Außerdem werden Messungen in der Z-Richtung in der Weise ausgeführt, dass der Fühlerschaft senkrecht versetzt wird, wobei der Übertragungskegel nach oben gedruckt wird, Da sowohl waagerechte als auch senkrechte Versetzungen gemessen werden durch Bewegen der Übertragungskegels in derselben Richtung, so ist eine äußere Einrichtung zum Unterscheiden dieser beiden Messungen von einander erforderlich.

Die Erfindung sieht daher eine Prüfeinrichtung vor, die wahlweise in bezug auf ein Werkstück zum Überprüfen dessen Abmessungen aufgeordnet werden kann und aufweist ein Gehäuse,

ein im Gehäuse angeordnetes Einmittungsmittel, einen im Gehäuse gelagerten Übertrager mit einer Eingangsspindel und mit einem Ausgang, der einer axialen Bewegung der Eingangsspindel entspricht,

einen vom Gehäuse abgehenden langgestreckten Fühler, der vom Eintaittungsraittel konzentrisch zum Übertragerschaf t eingemittet wird,
einen im Gehäuse gelagerten Amboß,

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ein im Gehäuse angeordneter Ring, der eine Verbindung mit dem langgestreckten Fühler herstellt, quer zum Fühler verläuft und mit dem Amboß verschwenkbar in Berührung steht, ein zwischen dem Ring und dem Gehäuse angeordnetes Mittel, das den Ring gegen den Amboß drückt, wobei Ablenkungen längs zwei auf einander senkrecht stehenden Achsen gemessen werden durch eine Querablenkung des Fühlers um einen Punkt herum, wobei der Ring auf den Amboß einwirkt und ein Ausfahren der Eingangswelle des Übertragers bewirkt.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich be schrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist die

Fig„1 eine schaubildliche Darstellung einer Prüfeinrichtung,

Pig«,2 eine größtenteils als Schnitt gezeichnete Seitenansicht der in der Figd dargestellten Prüfeinrichtung,

Figo3 eine der Fig<>1 ähnliche Darstellung der Prüfeinrichtung und deren Arbeitsweise in der X-Y-Achse und die

Fig«4 eine der Fig»3 ähnliche Darstellung der Prüfeinrichtung und deren Arbeitsweise längs der Z-Achse.

Wie aus den Figuren 1 und 2 zu ersehen ist, weist die Prüfeinrichtung 1 ein hohles zylindrisches Gehäuse 2 auf, das am oberen Ende an einem zylindrischen Schaft 3 befestigt ist, der in das Spannfutter einer (nicht dargestellten) Werkzeugmaschinenspindel eingespannt wird. Obwohl der Schaft 3 nach der Darstellung zylindrisch ausgestaltet ist, so können auch andere, an sich bekannte Ausführungen für diesen Zweck vorgesehen werden.

Im Innenraum 6 des Gehäuses 2 ist ein Ring 4 mit einer im wesentlichen konvexen Fläche 5 angeordnet. Durch am Gehäuse 2 vorgesehene Durchbohrungen 8 sind mehrere Einmittungshängedrähte 7 hindurchgeführt, die mit Hilfe der Muttern 9 einstellbar sind. Im Gehäuse 2 ist konzentrisch zum Schaft 3 mit Hilfe nicht dargestellter geeigneter Mittel ein elektrischer Übertrager 10 gelagert, der eine Eingangsspindel 11 und einen Ausgangsleiter 12 aufweist. Ein Ring 14 wird von den Einmittungsdrähten 7 konzentrisch zum Übertrager 10 gehaltert. Mit Hilfe der Schrauben 15 wird ein langgestreckter Fühler 13 konzentrisch zum Schaft 3

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und zum Übertrager 10 vom Ring 14 festgehalten. Im Hohlraum 6 des Gehäuses 2 ist ein ringförmiger Amboß 16 gelagert. Die obere Kante des Ringes 14 steht längs einer kreisrunden Linie mit dem ringförmigen Amboß 16 in Berührung. Mehrere Federn 18 drücken den Ring 14- an der Kontaktlinie 17 gegen den ringförmigen Amboß 16. Im Fühler 13 und im Ring 14 ist eine langgestreckte Spindel 19 mit einer Kappe 20 konzentrisch und axial gleitbar gelagert. Am unteren Ende des langgestreckten Fühlers 13 ist ein i'ühlkontakt 22 angebracht.

Der langgestreckte Fühler 13 wird am unteren Teil des Gehäuses 2 von einer biegsamen Gummimanschette umschlossen. (24) Diese Gummimanschette 24 ist am Außenrand am Gehäuse 2 und am Innenrand am i'ühler 13 befestigt. Hierdurch wird das Eindringen von Verunreinigungen in die Anordnung verhindert.

Ein Gegengewicht 25 ist am Ring 14 mit Hilfe mehrerer Federglieder 26 und der Schrauben 28 und am Gehäuse 2 mit Hilfe mehrerer biegsamer Kabal 27 angebracht. Wird die Prüfeinrichtung 1 in senkrechter Stellung benutzt, wie dargestellt, so wird das Gegengewicht vom Gehäuse aus von den biegsamen Kabeln 27 getragen, Wird die Prüfeinrichtung 1 jedoch in waagerechter Lage verwendet, so wird das Gegengewicht 25 vom Ring 14, von den Federgliedern und den Schrauben 28 abgestützt, so dass das Gegengewicht 25 das Gewicht des übrigen Teiles der Fühleranordnung ausgleicht, wobei die von der Spitze des Fühlers 13 ausgeübte Messkraft bei allen Lagen der Prüfeinrichtung die gleiche ist.

Die Fig*4 zeigt eine erste Arbeitsweise der Prüfeinrichtung, bei der die Spindel 19 längs der Z-Achse 41 senkrecht nach oben versetzt wird. J3ei dieser Arbeitsweise wird die Spindel 19 vom Werkstück senkrecht nach oben versetzt mit der Folge, dasa auf die Eingangsspindel 11 des Übertragers ein nach oben gerichteter Druck ausgeübt wird. Entfernt sich der Fühler vom Werkstück, so wird die Eingangsspindel 11 des Übertragers 10 in die Ausgangsstellung zurückgeführt, wobei die langgestreckte Spindel 19 nach unten gestoßen wird, bis die Kappe 20 wirder an der Fläche 23 anliegt.

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Eine zweite Arbeitsweise der Prüfeinrichtung ist in der Fig»3 dargestellt, wobei die Untersuchung in der X-Y-Achse erfolgt. In diesem Falle nähert sich der Fühlkontakt 22 seitlich einem Werkstück 52 in Richtung des Pfeiles 51. Wenn der.Fühlkontakt 22 mit dem Werkstück in Berührung steht, so wird die Fühleranordnung auf dem Punkt 53 verschwenkt, an dem der kreisrunde' Linienkontakt 17 auf den ringförmigen Amboß 16 stößt. Hierbei wird die Spindel 11 des elektrischen Übertragers 10 ausgefahren. Wird der Fühler vom Werkstück entfernt, so wird die Übertragerspindel 11 vom Kappenglied 20 wirder in die Ausgangsstellung zurückgeführt, da die Federn 18 die Fühleranordnung in den Kontakt mit dem Amboß wieder zurückführen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Prüfeinrichtung, die wahlweise in bezug auf ein Werkstück zum Überprüfen dessen Abmessungen angeordnet werden kann, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, durch im Gehäuse vorgesehene Eimaittungsmittel, durch einen im Gehäuse angeordneten Übertrager mit einer Eingangsspindel, dessen Ausgang der axialen Bewegung der Eingangsspindel entspricht, durch einen vom Gehäuse abgehenden langgestreckten Fühler, der von den Einmittungsmitteln konzentrisch zur Übertragerspindel eingemittet gehalten wird, durch einen im Gehäuse angeordneten Amboß, durch einen im Gehäuse angeordneten Ring, der mit dem langgestreckten Fühler in Verbindung steht, uuer zum Fühler verläuft und am Amboß verschwenkbar anliegt, durch zwischen dem Gehäuse und dem Ring angeordnete Mittel, die den Ring gegen den Amboß zu drücken suchen, wobei Ablenkungen längs zwei auf einander senkrecht stehenden Achsen durch eine Querablenkung des Fühlers bei einer Schwenkung uui einen Punkt herum gemessen werden, an dem der Ring mit dem Amboß in Berührung steht, wobei ein Ausfahren der Übertragereingangsspindel bewirkt wird.
2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring eine kreisrunde Kontaktlinie aufweist und an einem der Punkte auf der Kontaktlinie mit dem Amboß in Berührung ateht.

3· Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Einmittungstaittel aus mehreren Einmittungshängedrähten bestehen.

4· Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die (Jewichtsauagleichsmittel aus mehreren Federn bestehen.

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Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gehäuse mit einem Schaft versehen ist, der in das Spannfutter einer Werkze-ugmaschinenspindel eingesetzt wird.

6ο Prüfeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schaft konzentrisch zur C^:bertra_trerspindel angeordnet'ist.

7ο Prüfeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine langgestreckte Spindel, die im i'ühler konzentrisch und axial gleitbar gelagert ist und die mit der tibertragerspindel in Berührung steht, wobei Ablenkungen längs einer dritten senkrechten Achse gemessen werden durch eine axiale Versetzung der genannten Spindel, wobei die "übertragereingangsspindel sich zurückzi-eht.

8» Prüfeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gegengewicht, das von einem ersten Abstützmittel am genannten Ring und von zweiten Abstützmitteln am Gehäuse gelagert wird, so dass das Gegengewicht das Gewicht des übrigen Teiles der fühleranordnung ausgleicht, wenn die Prüfeinrichtung in waagerechter Lage benutzt wird».

9· Prüfeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Abstützmittel aus mehreren biegsamen Kabeln bestehen.

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