DE3426978A1

DE3426978A1 - Hoehenmess- und anreissgeraet

Info

Publication number: DE3426978A1
Application number: DE19843426978
Authority: DE
Inventors: Reinhard 5205 St Augustin Nietz
Original assignee: ZETT MESS VERTRIEBSGESELLSCHAF
Current assignee: ZETT MESS VERTRIEBSGESELLSCHAF
Priority date: 1984-07-21
Filing date: 1984-07-21
Publication date: 1986-01-30

Description

Höhenmeß- und Anreißgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein Höhenmeß- und Anreißgerät zum insbesondere dreidimensionalen Messen und/oder Anreißen von Werkstücken, bestehend aus einem an oder auf einer Richtplatte verschiebbaren Gerätefuß, einer zur Richtplatte senkrecht stehenden Gerätesäule, an der vertikal ein Kreuzschieber geführt ist, welcher einen mit einem Meß- oder Anreißwerkzeug versehenen, parallel zur Richtplatte in Längsrichtung verschiebbaren Querarm trägt und einer zwischen der Gerätesäule und dem Gerätefuß angeordneten Stützstrebe.
Es sind Höhenmeß- und Anreißgeräte bekannt (z.B. DE-OS 30 48 o45, DE-OS 31 21 373), bei denen beim Messen von Werkstücken üblicherweise Tastwerkzeuge oder dergleichen mechanische Werkzeuge verwendet werden. Nachteilig ist, daß beim Messen auf mechanische Weise mit Verschleiß der Meßwerkzeuge zu rechnen ist, der Ungenauigkeiten und verzerrte Meßwerte mitsichführt. Darüber hinaus ist ein Messen von kalten Materialien wie z.B. Kunststoff-Folien oder auch von heißen Werkstücken wie. z.B. heißen Blechen etc. auf mechanische Weise kaum durchführbar.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die ein berührungsloses Messen von Werkstücken in Verbindung mit dreidimensionalen Meßmaschinen ermöglicht, wobei bei Bedarf beliebige Konturen, Abstandsmessungen oder auch Messungen von heißen oder ähnlichen Materialien problemlos durchgeführt werden können, dabei soll im Hinblick auf die Variabilität nicht nur einfache kostengünstige Mittel, sondern auch möglichst wenig neue Bauteile zusätzlich verwendet werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Meßwerkzeug aus einer punktförmig auf das zu messende Werkstück gerichteten Lichtquelle besteht, die auf dem Werkstück einen Leuchtpunkt erzeugt und der auf das Werkstück auftreffende Leuchtpunkt von einer im Winkel zum Lichtstrahl der Lichtquelle angeordneten Foto-Diodenzeile optisch erfaßt wird und wobei die Lage des Leuchtpunktes zur Berechnung der Entfernung ausgewertet wird.
Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, daß nicht nur ein berührungsloses Meßverfahren geschaffen wird, sondern daß weder Reibung noch Massenträgheit der Meßwerkzeuge eine Verzerrung der Meßergebnisse nachsichziehen. Außerdem bleiben Ungenauigkeiten durch die Meßwerkzeuge selbst oder diejenigen, welche von der Oberfläche der Werkstücke herrühren unberücksichtigt.
Desweiteren ist von Vorteil, daß ein solches berührungsloses Meßverfahren die Möglichkeit einer einfachen Automatisierungsmöglichkeit schafft.
Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß zumindestens einer Meßachse jeweils eine Lichtquelle und eine Foto-Diodenzeile zugeordnet ist, die zu der zu messenden Meßachse parallel angeordnet ist. Die Anordnung einer derartigen Vorrichtung bezogen auf jede einzelne Meßachse ermöglicht ein gleichzeitiges Messen in allen drei Dimensionen, so daß ohne Umrüstung des Werkzeuges eine exakte und genaue Vermessung eines Werkstückes möglich ist. Meßungenauigkeiten können auf diese Art und Weise extrem niedrig gehalten werden.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß für mindestens zwei Meßachsen eine Lichtquelle und eine Foto-Diodenzeile vorgesehen sind, die relativ zueinander fixiert sind und die als Einheit in einer Halterung des Querarmes aufgenommen und schwenkbar gelagert sind. Bei dieser Ausbildung kann mit Vorteil ein Schwenken des Meßwerkzeuges um eine Meßachse erfolgen, so daß bei Verwendung von lediglich einer Lichtquelle und einer Foto-Diodenzeile die Messung in zwei Achsen möglich ist.
Es ist dabei eine kostengünstige Ausführungsform erzielbar, wobei in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen werden kann, daß die Halterung zur Drehung des Meßwerkzeuges in drei Meßachsen aus einem zylindrischen und einem kugeligen Teil oder aus zwei zylindrischen Teilen besteht. Diese vorgenannten Variationsmögl ichkeiten gestatten es, bei einem Höhenmeß- und Anreißgerät auf einfachste Weise mit lediglich einer einzigen Meßvorrichtung durch die Wahl einer entsprechenden Halterung eine Messung eines Werkstückes in drei Achsen durchzuführen.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Auswertung der Entfernung über eine angepaßte Elektronik von einem Rechner ausgewertet und der Istwert digital angezeigt wird. Vorteilhaft ist hierbei, daß über die von der Foto-Diodenzeile erzeugten Meßsignale eine Ansteuerung über eine entsprechende Elektronik eines Rechners ohne weiteres möglich ist, so daß die Anzeige des entsprechenden momentanen Meßwertes in beispielsweiser digitaler Form angezeigt werden kann oder ggf. speicherbar ist. Bei Speicherung der Meßwerte ist selbstverständlich ein gewünschter Ausdruck der Ergebnisse möglich.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ansteuerung und/oder Auswertung bestimmter vorgegebener Meßpunkte automatisch ausgeführt wird. Eine derartige automatische Ansteuerung ist ohne weiteres für jeweils vorgegebene Werkstücke programmierbar, so daß zum berührungslosen Messen zusätzlich noch eine einfache Automatisierungsmöglichkeit geschaffen wird, die es erlaubt, mit einem Minimum an Bedienungspersonal auszukommen und wobei die Anwendung nicht nur individueller Werkstücke sondern auch gleichartiger Werkstücke in Serienfertigung denkbar ist.
Als weitere Ausgestaltung einer Automatisierungsmöglichkeit ist vorgesehen, daß das Abfahren des zu vermessenden Werkstückes kontinuierlich bei gleichzeitiger Auswertung und/ oder Erfassung der Meßwerte erfolgt. Hierbei arbeitet die Lichtquelle sowie die Foto-Diodenzeile in einem bestimmten vorgegebenen Zeittakt, so daß bei entsprechender Auswertung sowohl eine gleichzeitige Auswertung und/oder Erfassung erfolgen kann wie auch unter Zuhilfenahme eines entsprechenden Rechnerprogrammes eine Speicherung mit anschließendem Ausdruck möglich ist.
Ein weiteres wesentliches Merkmal zeigt, daß mindestens eine Meßachse eine Lichtquelle und mindestens zwei Foto-Diodenzeilen aufweisen. Eine solche Anordnung gewährleistet eine Vermessung von räumlichen Oberflächen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur 1 schematisch dargestellt.
Das in Figur 1 dargestellte Höhenmeß- und Anreißgerät besteht im wesentlichen aus dem Gerätefuß 2, der Gerätesäule 3, dem Kreuzschieber 4 und dem Querarm 5. Der Gerätefuß 2 wird an der Richtplatte 1 seitlich geführt, wobei jedoch eine Anordnung des Gerätefußes 2 auf der Richtplatte 1 ebenfalls denkbar ist. Der Querarm 5 dient in seinem Endbereich 11 zur Aufnahme des Meßwerkzeuges 7 oder ggf. von Anreißwerkzeugen.
Die Gerätesäule 3 ist über die Stützstrebe 6 mit dem Gerätefuß 2 verspannt.
Das Meßwerkzeug 7 ist über die Halterung lo im Endbereich 11 des Querarmes 5 aufgenommen. Das Meßwerkzeug 7 selbst besteht aus der Lichtquelle 9, welche einen Lichtstrahl 12 erzeugt, der auf dem Werkstück 8 einen Lichtpunkt 13 erzeugt. Im Winkel zum Lichtstrahl 12 ist in einem Gehäuse die Foto-Diodenzeile 14 untergebracht, die den Lichtpunkt 13 optisch erfaßt, wobei die Lage des Leuchtpunktes 13 auf der Foto-Diodenzeile 14 zur Berechnung der Entfernung von Meßwerkzeug 7 zum Werkstück 8 benutzt wird.
Ober die Halterung lo ist das Meßwerkzeug 7 schwenkbar angeordnet, so daß die Messung in einer entsprechenden weiteren Meßachse möglich ist.
Bezugszeichenliste 1 - Richtplatte 2 - Gerätefuß 3 - Gerätesäule 4 - Kreuzschieber 5 - Querarm 6 - Stützstrebe 7 - Meßwerkzeug 8 - Werkstück 9 - Lichtquelle lo - Halterung 11 - Endbereich 12 - Lichtstrahl 13 - Leuchtpunkt 14 - Foto-Diodenzeile

Claims

Patentansprüche 1. Höhenmeß- und Anreißgerät zum insbesondere dreidimensionalen Messen und/oder Anreißen von Werkstücken, bestehend aus einem an oder auf einer Richtplatte verschiebbaren Gerätefuß, einer zur Richtplatte senkrecht stehenden Gerätesäule, an der vertikal ein Kreuzschieber geführt ist, welcher einen mit einem Meß- oder Anreißwerkzeug versehenen, parallel zur Richtplatte in Längsrichtung verschiebbaren Querarm trägt und einer zwischen der Gerätesäule und dem Gerätefuß angeordneten Stützstrebe, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerkzeug (7) aus einer punktförmig auf das zu messende Werkstück (8) gerichteten Lichtquelle (9) besteht, die auf dem Werkstück (8) einen Leuchtpunkt erzeugt und der auf das Werkstück (8) auftreffende Leuchtpunkt von einer im Winkel zum Lichtstrahl der Lichtquelle (9) angeordneten Foto-Diodenzeile optisch erfaßt wird und wobei die Lage des Leuchtpunktes zur Berechnung der Entfernung ausgewertet wird.
2. Höhenmeß- und Anreißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindestens einer Meßachse (X, Y, Z) jeweils eine Lichtquelle (9) und eine Foto-Diodenzeile zugeordnet ist, die zu der zu messenden Meßachse (X, Y, Z) parallel angeordnet ist.
3. Höhenmeß- und Anreißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für mindestens zwei Meßachsen eine Lichtquelle (9) und eine Foto-Diodenzeile vorgesehen sind, die relativ zueinander fixiert sind und die als Einheit in einer Halterung (lo) des Querarmes (5) aufgenommen und schwenkbar gelagert sind.
4. Höhenmeß- und Anreißgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (lo) zur Drehung des Meßwerkzeuges (7) in drei Meßachsen aus einem zylindrischen und einem kugeligen Teil oder aus zwei zylindrischen Teilen besteht.
5. Höhenmeß- und Anreißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Entfernung über eine angepaßte Elektronik von einem Rechner ausgewertet und der Istwert digital angezeigt wird.
6. Höhenmeß- und Anreißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung und/oder Auswertung bestimmter, vorgegebener Meßpunkte automatisch ausgeführt wird
7. Höhenmeß- und Anreißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfahren des zu vermessenden Werkstückes (8) kontinuierlich bei gleichzeitiger Auswertung und/oder Erfassung der Meßwerte erfolgt.
8. Höhenmeß- und Anreißgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Meßachse ( X,Y,Z ) eine Lichtquelle (9) und mindestens zwei Foto-Diodenzeilen aufweisen.