DE2660993C2

DE2660993C2 - Meßvorrichtung zur Messung der Oberflächenbeschaffenheit eines Werkstücks

Info

Publication number: DE2660993C2
Application number: DE19762660993
Authority: DE
Inventors: Kurt 7220 Villingen-Schwenningen Kreiensen
Original assignee: Hommelwerke GmbH
Current assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Priority date: 1976-12-01
Filing date: 1976-12-01
Publication date: 1986-09-25

Description

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Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art

Bei einer bekannten Vorrichtung der betreffenden Art bewegt die Vorschubeinrichtung die Tastspitze des Meßwandlers parallel zur Oberfläche des zu prüfenden Werkstücks hin und her. Soll eine Abtastung der Oberfläche entlang mehrerer paralleler Pfade erfolgen, um so nicht nur eine lineare, sondern auch eine flächige Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit durchzuführen, so bewegt sich die Tastspitze nicht nur hin und her, sondern auch schrittweise seitlich.

Durch die DE-PS 9 69 690 ist eine Einrichtung zum kontinuierlichen Aufzeichnen des Profils einer Oberfläche unter Verwendung eines über die Oberfläche gleitenden Tasters bekannt, der nach Erreichen der Endlage zurücktransportiert wird. Über die Art des Rücktransports ist nichts gesagt.

Bei der Verwendung derartiger Meßvorrichtungen muß normalerweise nach dem Aufsetzen der Tastspitze des Meßwandlers die von diesem abgegebene Spannung an einem Anzeigeinstrument beobachtet werden um festzustellen, wann das Aufsetzen abgeschlossen ist, um dann die Vorschubeinrichtung in Gang zu setzen. Diese Beobachtung erfordert jedoch eine bestimmte Zeit, die den gesamten Meßvorgang verlängert. Ein unkontrolliertes Aufsetzen hat den Nachteil, daß eine unkorrekte Abtastung der Oberfläche möglich ist, z. B. so, daß die Tastspitze überhaupt nicht aufliegt.

Durch die DE-PS 8 91 374 ist ebenfalls eine Meßvorrichtung der betreffenden Art bekannt, bei der das Tastsystem durch elektrische Einrichtungen in Schwingung versetzt wird, wobei die Steuerung der Schwingungen durch die Berührung der Tastnadel mit der Oberfläche auf elektrischem Wege vorgenommen wird. Das Tastsystern ist dabei auf Resonanz abgestimmt, so daß insgesamt ein Oszillator gebildet ist, dessen Frequenz durch die Resonanzfrequenz des Tastsystems bestimmt ist. Die Tastnadel berührt dabei die abzutastende Oberfläche immer nur kurzzeitig, so daß im Ergebnis das Oberflächenprofil punktweise abgefühlt wird. Der Vorschub des Tastsystems über die abzutastende Oberfläche hinweg erfolgt dabei unabhängig von der Auslenkung der Tastnadel. Die genannte Schrift vermag daher keine Anregung zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe zu geben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung der betreffenden Art zu schaffen, die in der Handhabung vereinfacht ist und ein sicheres Arbeiten gewährleistet

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst

Nach dieser Lehre wird der Start der Vorschubeinrichtung von dem Aufsetzen der Tastspitze des Meßwandlers auf die zu prüfende Oberfläche abhängig gemacht Beim Auftreffen auf die zu prüfende Oberfläche bewegt sich die Tastspitze genauso, als ob sie eine Unebenheit auf der Oberfläche abtastet und erzeugt so eine Ausgangsspannung, die bei Auftreten ganz einfach den Start der Vorschubeinrichtung bewirkt

Nach der im Anspruch 2 gekennzeichneten Weiterbildung wird die Ausgangsspannung des elektromechanischen Meßwandlers in einem Differenzierglied differenziert und die so gebildete Spannung für die Steuerung des Tastarmes ausgenutzt Solange die Tastspitze über die Oberfläche bewegt wird, entsteht ständig eine differenzierte Spannung, die erst verschwindet, wenn die Vorschubeinrichtung stillgesetzt wird und damit auch die Ausgangsspannung des Meßwandlers konstant bleibt In diesem Fall wird die differenzierte Spannung zu null, wodurch die Betätigung einer Abhebeeinrichtung für den Tastarm bewirkt wird.

Insgesamt ergibt sich somit bei Ausnutzung aller Vorteile eine Meßvorrichtung, bei der nach Drücken eines Startknopfes sich die zunächst abgehobene Tastspitze langsam mit vorherbestimmter Geschwindigkeit auf die Meßoberfläche absenkt, worauf dann durch Erscheinen des durch das Aufruhen auf die Meßoberfläche bewirkten Ausgangssignals am Ausgang des Meßwandlers nach Differenzierung das Startsignal für die Vorschubeinrichtung entsteht. Danach bewegt die Vorschubeinrichtung die Abtastnadel über den Meßweg. Erreicht die Vorschubeinrichtung ihre Endstellung, so verschwindet das Abtastsignal am Ausgang des Meßwandlers, wodurch das Anheben der Tastspitze bewirkt wird. Danach läuft die Vorschubeinrichtung in ihre Ausgangsstellung zurück.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt schematisch die gesamte Meßvorrichtung mit dem Meßwandler,

Fig.2 verdeutlicht schematisch die wesentlichen elektrischen Steuervorgänge für den Start der Vorschubeinrichtung.

Fig. 1 zeigt einen elektromechanischen Meßwandlcr 1, dessen Tastspitze 2 sich an einem nicht sichtbaren Tastarm befindet und die aus dem Gehäuse des Meßwandlers 1 herausragt. Der elektromechanische Meßwandler 1 ist an einer Stange 3 befestigt, die in Richtung von Pfeilen 4 durch eine Vorschubeinrichtung 5 hin- und herbewegbar ist. Die Vorschubeinrichtung 5 steht fest mit einem Tisch 6 in Verbindung, auf dem ein Werkstück 7 aufgelegt ist, dessen Oberfläche 8 zu prüfen ist.

F i g. 2 zeigt schematisch vereinfacht ein Blockschaltbild einer einfachen Steuerung für den Start der Vorschubeinrichtung und die Steuerung einer Abhebeeinrichtung für den Tastarm. Der Ausgang des elektromechanischen Meßwandlers 1 ist über einen Verstärker 9 mit einem Differenzierglied 10 verbunden, dessen Signal

durch ein Zeitglied 11 verzögert einen Schalter 12 betätigt, der einen Motor 13 der Vorschubeinrichtung 5 einschaltet.

Ein Schaltkreis zur Betätigung einer Abhebeeinrichtung für den Tastarm, die in F i g. 1 nicht näher dargestellt ist, weist einen Druckschalter 33 auf, der über einen normalerweise geschlossenen Schaltkontakt 15 und ein durch einen Widerstand 16 und einen Kondensator 17 angedeutetes Zeitglied eine Spule 18 einen Elektromagneten der Abhebeeinrichtung mit einer Stromquelle 19 verbindet. Das öffnen des Schaltkontakts 15 eriolgt bei Verschwinden der differenzierten Spannung am Ausgang des Differenziergliedes 10 bzw. am Ausgang des Zeitgliedes 11.

Bei Betrieb wird durch Betätigung des Druckschalters 14 von Hand oder auch durch eine Programmsteuerung das Absenken des elektromechanischen Meßwandlers 1 bewirkt, und zwar so lange, bis die Tastspitze 2 auf die Oberfläche 8 aufstößt. Dadurch entsteht am Ausgang des Meßwandlers 1 eine Spannung, die in dem Verstärker 9 verstärkt und anschließend in dem Differenzierglied 10 differenziert wird. Nach einer durch das Zeitglied 11 vorgegebenen Zeit erscheint die differenzierte Spannung am Schalter 12, der so betätigt wird und den Motor 13 für die Vorschubbewegung einschaltet.

Während der Vorschubbewegung liefert der Meßwandler 1 eine Wechselspannung, die ständig für eine Schließung des Schaltkontakts 15 und damit für ein Aufliegen der Tastspitze 2 sorgt. Am Ende des Vorschubweges kommt die Tastspitze 2 zur Ruhe, so daß der Meßwandler 1 auch keine wechselnde Spannung mehr abgibt. Damit verschwindet auch seine Ausgangsspannung und somit auch die Steuerspannung für den Schaltkontakt 15, so daß dieser geöffnet und die Spule 18 stromlos wird, wodurch die Tastspitze 2 angehoben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Meßvorrichtung zur Messung der Oberflächenbeschaffenheit eines Werkstücks, mit einem Vorzugsweise elektromechanischen Meßwandler, dessen mit einer Tastspitze versehener Tastarm in Tastrichtung vorgespannt ist, und mit einer Vorschubeinrichtung, an der der Meßtaster befestigt ist und die die Tastspitze des Meßwandlers über die zu prüfende Oberfläche führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des elektromechanischen Meßwandlers (1) den Start der Vorschubeinrichtung (5) auslöst und daß die Ausgangsspannung des elektromechanischen Meßwandlers (1) in einem Differenzierglied (10) differenziert wird und eine Abhebeeinrichtung (17, 18, 19) für den Tastarm (3) steuert, derart, daß die Abhebeeinrichtung (17, 18, ί9) den Tastarm von der Oberfläche des zu messenden Werkstücks (7) abhebt, wenn das differenzierte Signal bei Stillsetzen der Vorschubeinrichtung (5) verschwindet.