DE2520052C3

DE2520052C3 - Einrichtung zum selbsttätigen Messen der Steigungen von Gewinden an Werkstücken

Info

Publication number: DE2520052C3
Application number: DE19752520052
Authority: DE
Inventors: Alfred 2053 Schwarzenbek Schmidthammer
Original assignee: Wilhelm Fette 2053 Schwarzenbek GmbH
Current assignee: Wilhelm Fette 2053 Schwarzenbek GmbH
Priority date: 1975-05-06
Filing date: 1975-05-06
Publication date: 1980-10-02
Also published as: DE2520052A1; DE2520052B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung /um selbsttätigen Messen der Steigungen von Gewinden an Werkstucken mit einem Maschinenbett, einem auf diesem motorisch längs verschiebbaren Werkstückspindelstock und einer in diesem gelagerten drehangetriebenen Werkstückspindel zum Aufnehmen und Drehen des Werkstückes mit elektrisch auswertbare Signale erzeugenden Einrichtungen in Form eines rolatorischen Impulszählers zum Messen der Drehbewegung, in Form eines mit dem Schlitten gekoppelten Linearmaßstabes zum Messen der Längsverschiebung des Werkstückes und zum Abtasten des zu vermessenden Gewindes, sowie mit einem elektronischen Rechner, der die ihm _ eingegebenen elektrischen Signale verarbeitet und "auswertet.

Bei bekannten derartigen Meßeinrichtungen (Zeitschrift »Industrieanzeiger«, Essen, 86,Jg^ Nr₁ 78 vom 29, Sept. 1964, Seite 1634) sind als Meßmittel Impulsgeber Vorgesehen, mit denen sich die Drehbewegungen wie auch Längsbewegürigeh in elektrische Signalfolgcn umwandeln lassen. Die Signalfolgen Werden in einen Rechner eingegeben und dort ausgewertet im Sinne eines zuvor eingestellten Übersetzungsverhältnisses. Abweichungen von dem Sollwert des Übersetzungsverhältnisses lassen sich nach Digital/Analogwandlung durch einen Schnellschreiber als fortlaufendes Fehlerdiagramm aufzeichnen. Wird dazu für die Kontrolle eines Werkzeuges ein Taster benutzt, der während der Drehung und Längsverschiebung des Werkzev ges mit seinem Kopf fortlaufend an der Flanke des Gewindes anliegt, so lassen sich Fehler des Gewindes als Meßergebnisse feststellen. Diese bekannten Einrichtungen sind auch geeignet zum Herstellen von Gewinden auf Werkstücken, ind^ni anstelle des Tasters ein Werkzeug für die Bearbeitung des Gewindes angeordnet wird. Dafür ist es zweckmäßig, unter Ausnutzung der fortlaufend gewonnenen Meßergebnisse die Drehbewegung in Abhängigkeit von der Längsbewegung bzw. der jeweils gewonnenen Meßergebnisse über Antriebsmotoren im Sinne der vorgesehenen Sollwerte zu regeln. Die Einrichtung dient demzufolge also nicht allem zum Prüfen fertiger, mit einem Gewinde versehener Werkstücke, sondern auch zum Herstellen von Gewinden mit einem vorbestimmten Steigungsverhältnis.

Voraussetzung sowohl für das Herstellen als auch das Messen eines Gewindes ist es, daß füi jede Steigung eine bestimmte Anzahl von Impulsen des Drehgebers einer bestimmten Anzahl von Impulsen des Längenmeßmittels zugeordnet wird. Dafür muß sich das einzustellende So'rübersetzungsverhältnis aus zwei ganzzahligen Zahlen bilden lassen. Diese Zahlen dürfen in der Praxis jedoch nicht sehr groß sein, da erst nach Ablauf bzw. Durchlauf der entsprechenden Anzahl von Impulsen ein Meßergebnis oder ein Regelwert ausgegeben werden kann, durch den ein zuvor ermittelter Fehler zu korrigieren wäre. Daraus ergibt sich eine beschränkte Anwendungsmoglichkeil der bekannten Einrichtungen, wenn eine hohe Genauigkeit eingehalten sein soll und Sieigungsverhäiinisse vorliegen, die sich lediglich durch hohe ganz/ahlige Zahlen /um Ausdruck bringen lassen, wie beispielsweise von 10 000/u 10 001. Zwar läßt sich allgemein durch Ei höhung der Impulszahl pro Umdrehung b/w. pro Millimeter Längsweg die Grnauigkeit steigern, jedoch kann die durch den Impulsjbstand bedingte Genauigkeit wiederum nur bei wenigen ausgewählten Steigungen erreicht werden, nämlich bei solchen Steigungen, die sich durch ein kleines ganzzahhges Verhältnis ausdrücken lassen. Der Erfindung hegl daher die Aufgabe zugrunde, die wirksame Weglänge des Werkstuckschlitiens. die zwischen zwei Impulsen des l.ängenmeßmitiels zurück gelegt wird, frei wählbar /u gestalten.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der l.inearmaßsiab mittels eines Drehgelenkes am Maschinenbett angelenkt und um das Drehgelenk gegenüber der Vorsihubnchtung des Werkstückspin· dclstocks schwenkbar ist und die Koppel zwischen dem Linearmaßstab und dem Werkstückspindclsiock als aus einem F'ührungsschlitz und einem in diesen eingreifen-

f,o den Zapfen oder Kulissensiein besiehende Gleitführung .""/ausgebildet ist.

^:-^r. _ Daraus ergibt sich der Vorteil einer wesentlich genauer einstellbaren Steigung und der Kontrollmöglichkeit bei jedem Impuls des den Linearmaßstab ablesenden Gerätes, denn es läßt sich die wirksame Weglänge des Werkstückspincleistocks zwischen Zwei Impulsen sowohl kleiner als auch größer als der Abstand der vom Linearmaßstab hervorgerufenen Impulse

einstellen.

Um die wirksame Weglänge des WerKstückspindelstocks zwischen zwei Impulsen kleiner als den Inkrementabstand des Linearmaßstabes zu erhalten, ist der Führungsschlitz am Werkstückspindelstock im rechten Winkel zu dessen Längsbewegungsrichtung anzuordnen.

Um hingegen die wirksame Weglänge de*. Werkstückspindelstocks zwischen zwei Impulsen größer als den Inkrementabstand des Linearmaßstabes zu erhalten, iit der Führungsschlitz im rechten Winkel zur Längsachse des Linearmaßstabes anzuordnen.

Bei der erstgenannten Ausführung ergibt der Impulsabstand multipliziert mit dem Cosinus des Schwenkwinkels die Wegläivge zwischen zwei Impulsen. Im zweitgenannten Fall, bei dem die wirksame Weglänge zwischen zwei Impulsen größer ist als der Impulsabstand des Längenmeßmittels ergibt sich die wirksame Weglänge, wenn der Impulsabstand durch den CoEinus des Schwenkwinkels dividiert wird. jn

Der Winkel *, um den eine Schwenkung erfolgen muß, um einen bestimmten Cosinus-Wert zu erhalten und daraus ein bestimmtes Steigungsverhältnis einstellen /u können, läßt sich im voraus berechnen. Zum Einstellen einer bestimmten Steigung kann deshalb der Linearmaßstab mit einer Winkelmeßeinrichtung versehen sein. Anstelle einer unmittelbaren Einstellung des Winkels λ kann jedoch auch sein Sinus-Wert bestimmt und mit Hilfe von Endmaßen eingestellt werden, die zwischen dem freien Ende des Linearmaßstabes und einer am Maschinenbett vorhandenen horizontalen Auflagefläche eingesetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. I und 2 eine Steigungsmeßeinrichtung mit am Werkstückspindelstock angeordnetem Führungsschlilz, so daß die Weglänge des Werkslückspindelstocks zwischen zwei Impulsen gleich oder kleiner ist als der Impulsabstand.

Fig. 3 eine Steigungsmeßeinrichtung mit am Linearmaßstab angeordnetem Führungsschlitz, so daß die Weglänge des Werkstückspindelstocks zwischen zwei Impulsen gleich oder größer ist als der Impulsabstand.

Fig. 4 di? Längen- und Winkel Verhältnisse bei der Einrichtung nach F i g. 2 und

I ig. 5 die Längen- und Winkelvcrhältnisse bei der Einrichtung nach F1 g. 3.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Steigungsmeßeinrichtung weist ein Maschinenbett 1 mit einem entsprechend dem Doppelpfeil 2' geradlinig hin und her verschiebbaren Werkstückspindelstock 2 auf. Eine im Werkstückspindelstock 2 gelagerte und von einem Motor 3 drehangetriebene Werkstückspindel trägt ein Werkstück 6, das ein zu prüfendes Gewinde aufweist. Mit dem Motor 3 ist ein Impulszähler 4 verbunden, der an einen elektronischen Rechner 5 angeschlossen ist.

Am Gewinde des Werkstückes 6 liegt der Kopf eines Tasters 7 an. Der Taster 7 ist ebenfalls über eine Leitung 8 an eine Auswerteelektronik 9 angeschlossen.

Für den Vorschub des Werkstückspindelstocks 2 in Richtung des Pfeiles 2' ist ein zweiter Antriebsmotor 10 vorgesehen, der über eine an den Rechner 5 und die Auswerteelektronik 9 angeschlossene Steuereinheit 11 regelbar ist.

Zu der Steigungsmeßeinrichtung gehören ferner ein Linearmaüstab 14 und ein Ablegegerät 15. Der l.inearmaßstab 14 ist in einem vom Maschinenbett 1 getragenen Drehgelenk 16 schwenkbar gelagert, so daß er um einen beliebigen Winkel α geschwenkt werden kann. Um den genauen Winkel λ einstellen zu kennen, ist entweder im Drehgelenk 16 eine Winkelmeßeinrichtung voi gesehen oder es werden für die Darstellung des Winkels « zwischen das freie Ende des Linearmaßstabes 14 und einer am Maschinenbett 1 vorhandenen Auflagefläche 19 Endmaße 17zwischen.pelegt.

Der Linearmaßstab 14 ist bei 18 mit dem Werkstückspindelstock 2 gekoppelt. Die Koppel 18 ist als Gleitführung mit einem Führungsschlitz 20 und einem in diesen eingreifenden Zapfen 21 oder Kulissenstein 22 ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist dabei der Führungsschlitz 20 am Werkstückspindelstock 2 senkrecht zu dessen Vorschubrichtung und der Zapfen 21 am Linearmaßstab 14 angeordnet, während bei der Ausführungsform nach F i g. 3 der Führungsschlitz 20 mit dem Linearmaßstab 14 quei zu dessen Längsachse verbunden und der Kulissenstein 21 am WerkstückspindelMock gelagert ist.

Wie aus F i g. 4 und 5 leicht erkennbar ist. ergibt sich damit im Fall der F i g. 2 die wirksame Weglänge L₂ des Werkstückspindelstocks 2 aus dem Verschiebeweg Li des Linearmaßstabes 14 multipliziert mit dem Cosinus des .Schwenkwinkels ix. Im Fall der F i g. 3 ergibt sich die Weglänge Li hingegen aus der Division des Verschiebewegs L\ durch den Cosinus des Schwenkwinkels α.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum selbsttätigen Messen der Steigungen von Gewinden an Werkstücken mit einem Maschinenbett, einem auf diesem motorisch längs verschiebbaren Werkstückspindelstock und einer in diesem gelagerten drehangetriebenen Werkstückspindel zum Aufnehmen und Drehen des Werkstückes, mit elektrisch auswertbare Signale erzeugenden Einrichtungen in Form eines rotatorischen Impulszählers zum Messen der Drehbewegung, in Form eines mit dem Schlitten gekoppelten Linearmaßstabes zum Messen der Längsverschiebung des Werkstückes und zum Abtasten des zu vermessenden Gewindes, sowie mit einem elektronischen Rechner, der die ihm eingegebenen elektrischen Signale verarbeitet und auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmaßstab (14) mittels eines Drehgelenkes (16) am Maschinenbett

(1) angelenkt und um das Drehgelenk (16) gegenüber der Vorschubnchtung des Werksiückspindelstocks

(2) schwenkbar ist und die Koppel (18) /wischen dem Linearmaßstab (14) und dem Werkstückspindelstock (2) als aus einem Führungsschlitz (20) und einem in diesen eingreifenden Zapfen (21) oder Kulissenstein (22) bestehende Gleitführung iujsgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitz (20) am Werkstückspinde!st <-M.k (2) im rechten Winkel /u dessen Längsbewegungsrichtung angeordnet ist.

3. F.inriciujng nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Fü.^rungss ^-lilit/ (20) im rechten Winkel /ur Längsachse des Linearmaßstabes (14) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenk (16) mit einer Winkelmeßeinrichtung ausgestaltet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß /um Einstellen der Winkellage des Linearmaßstabes (14) /wischen einer horizontalen Auflagefläche (19) des Maschinenbetts (1) und dem dem Drehgelenk (16) abgewandten Ende du, Linearmaßstabes (14) Endmaße (17) anordbar sind.