-
Die Erfindung bezieht sich auf eine vorrichtung für das
automatische Messen der Dimensionen von Rotationskörpern, speziell zum
automatischen Messen der Durchmesser von Wellen, Naben, Scheiben
oder anderen mechanischen Werkstücken.
-
Bekanntlich benötigt man bei modernen automatischen
Herstellungsprozessen Meßmaschinen, die die Durchmesser des produkts in
vollständig automatischer Weise (mit Ausnahme des Ladens des
werkstücks, das entweder durch Robotermanipulatoren oder manuell
durchgeführt werden kann) mit hoher Geschwindigkeit überwachen
können, so daß diese Maschinen eng an die werkzeugmaschinen
(Drehbänke, Schleifmaschinen) anpaßbar sind. Normalerweise werden
zwei Arten von Meßmaschinen hergestellt, von denen die erste Art
darauf angepaßt ist, Messungen an langgestreckten Werkstücken wie
Wellen und Stangen durchzuführen, und die zweite Art darauf
angepaßt ist, Messungen an "kurzen" Werkstücken durchzuführen, also
an solchen Werkstücken, die, was die Dimensionen angeht, im
Durchmesser größer als in der Länge sind, wie etwa Naben, Trägerscheiben
und dergleichen. In beiden Fällen wird die Messung durch
Verwendung zweier Fühlervorrichtungen von absolut analoger Art bewirkt,
die an gegenüberliegenden Teilen des zu messenden Werkstücks
entlang einer gemeinsamen geradlinigen Achse angebracht werden,
wobei deren Verschiebungen gemessen werden, bis die analogen
Meßelemente in Berührung mit dem Werkstück kommen. Meßmaschinen der
beschriebenen Art haben den Nachteil, daß sie zum Messen von
Durchmessern die algebraische Summe von wenigstens vier Meßachsen
erfordern, da die Messungen die algebraische summe der
Verschiebungen der die beiden Fühler tragenden Wagen und deren analoge
Messungen beinhalten. Dieser Nachteil kann gemäß der EP-A-199 705
unter Verwendung eines C-förmigen Aufbaus mit An/Aus-Fühlervorrich
tungen vermieden werden. Darüberhinaus ist für die Messung von
Schultern, die im rechten Winkel zur Hauptachse des Werkstücks
liegen, wenigstens ein weiteres analoges Meßgerät mit zugeordneter
Verschiebungsachse erforderlich, wenn nicht, gemäß der EP-A-
199 927, die Fühler selektiv in zwei verschiedene Arbeitsstellungen
verschoben werden können. Die bekannten Maschinen der beschriebenen
Art sind jedoch von komplexer Konstruktion, benötigen eine Eichung,
können, da sie alle Messungen durch in einer einzigen Hauptebene
des Werkstücks verlaufende Verschiebungen durchführen, keine
Exzentrizität messen und sind eher unflexibel beispielsweise hängt
die Form der Maschine notwendigerweise mit der Art des zu messenden
Werkstücks zusammen, so daß Maschinen zum Messen von Wellen von
anderem Aufbau sind als Maschinen zum Messen von Naben, wodurch die
Kostendämpfung verhindert wird.
-
Es ist das Ziel der Erfindung, eine Meßvorrichtung zu schaffen, die
Maße von mechanischen Werkstücken schnell und genau abnehmen kann
unter verwendung einer mindestmöglichen Zahl von numerischen
Steuerachsen, und die gleiche allgemeine Maschinenstruktur sowohl
für lange Werkstücke als auch für kurze Werkstücke beizubehalten.
Dieses Ziel wird durch die im Anspruch 1 definierte Erfindung
erreicht.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun eine
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
-
Fig. 1 schematisch die erfindungsgemäße Meßvorrichtung;
-
Fig.n 2,
-
3 und 4 jeweilige Meßschritte, die mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung durchgeführt werden;
-
Fig.n 5,
-
6 und 7 ins Einzelne gehend verschiedene Seitenansichten der
erfindungsgemäßen Meßvorrichtung; und
-
Fig.n 8
-
und 9 jeweilige seitenansichten der Vorrichtungen nach den
Fig.n 5, 6 und 7, die so modifiziert sind, daß sie
langgestreckte Werkstücke messen können.
-
Bezugnehmend auf die Fig.n 1 und 5, bezeichnet das Bezugszeichen
1 eine Vorrichtung zum Durchführen einer automatischen Messung der
Dimensionen, insbesondere des Durchmessers, eines mechanischen
Werkstücks 2, das z. B. zwei zylindrische Grenzflächen 3, 4 von
unterschiedlichem Durchmesser aufweist, und allgemeiner, eines
beliebigen festen Rotationskörpers; beim dargestellten Beispiel
wird die Vorrichtung 1 von einer automatischen Ladestation 6
beliefert, die einen Bereich 8 zum Stapeln von zu vermessenden
Werkstücken, eine Ladezone 7 und einen Robotmanipulator 9 bekannter
Art, der den Transfer des Werkstücks 2 aus dem speicherbereich 8
zur Ladezone 7 bewirkt, aufweist. Dieser letztere ist gemäß der
Erfindung ein integraler Teil der Vorrichtung 1, die eine erste
Meßachse 10 von der Art der numerischen Steuerung, auf der der
erste Wagen 11 in gesteuert querverschieblicher Weise montiert ist,
und eine zweite Meßachse 12, ebenfalls von der Art der numerischen
Steuerung, auf der ein zweiter Wagen 14 ebenfalls in gesteuert
querverschieblicher Weise montiert ist, hat; die Achsen 10 und 12
der numerischen Steuerung sind bei der dargestellten
Ausführungsform durch jeweilige geradlinige Führungen bestimmt, die mit
entsprechenden Motoreinrichtungen für die Wagen 11, 14 und mit
Detektoreinrichtungen zum Feststellen ihrer Position in Bezug zu
einem System von Bezugskoordinaten ausgestattet sind, also lauter
bekannten und zur vereinfachung nicht dargestellten Teilen.
Beispielsweise können die Wagen 11 und 14 durch geeignete
Servomotoren motorisiert sein, die mit mit einer elektronischen
zentralen Steuereinheit 16 verbundenen Kodierern ausgestattet sind.
Außerdem ist gemäß der Erfindung die Achse 12 senkrecht zu der
Ebene angeordnet, in der die Achse 10 enthalten ist. Beim
beschriebenen
Beispiel sind die Achse 10 und der zugeordnete Wagen 11
horizontal durch ein Bett 18 gehaltert, während die Achse 12 und
der zugeordnete Wagen 14 von einer vertikalen Säule 19 getragen
werden, die auf einer Seite des Betts 18 angeordnet ist.
-
Die Achse 10 ist so lang, daß sie mit ihrem Endbereich 20, wenn
dieser vom Wagen 11 belegt ist, die Ladezone 7 bestimmt; deshalb
ist die Achse im wesentlichen derart dimensioniert, daß sie in der
Lage ist, den Wagen 11 zwischen der Ladezone 7 und einer Meßzone
21, die in Übereinstimmung mit der Säule 19 angeordnet ist, zu
verschieben, so daß die Achse 10, außer daß sie die Meßachse ist,
auch als Werkstück-Verschiebeachse wirkt; der Wagen 11 ist aufgrund
seiner Position dazu konstruiert, die zu vermessenden Werkstücke
2 aufzunehmen und zu tragen, die jeweils eines zu einer Zeit durch
den Manipulator 9 auf ihn geladen und von ihm entladen werden, wenn
sich der Wagen 11 am Ende 20 der Achse 10 in seiner Hubendeposition
befindet; für den Zweck des Tragens des Werkstücks 2 in einer
genauen und festgelegten Stellung ist der Wagen 11 weiterhin mit
einer Trageinrichtung ausgestattet, die im Fall eines kurzen runden
Werkstücks wie des dargestellten Werkstücks 2 aus einem
Werkstückträgertisch 22 von der Art besteht, die mit (nicht dargestellten)
selbstzentrierenden Klauen versehen ist und vorzugsweise auf dem
Wagen 11 drehbar parallel zur Ebene, die die Achse 10 enthält,
montiert und mit ihrer eigenen unabhängigen Motorisierung versehen
ist.
-
Der zweite Wagen 14 andererseits ist mit einem sensorsystem
ausgerüstet, das ihm gemäß seiner Konstruktion erlaubt, die
gewünschte Messung durchzuführen, und das beim dargestellten
Beispiel ein Kontaktsystem ist, das auf das mögliche Vorhandensein
von Öl- oder Wasserfilmen auf dem zu vermessenden Werkstück
unempfindlich ist. Der Wagen 14 trägt einen nach vorne abstehenden
C-förmigen Aufbau 25, der in einer Ebene parallel zur Ebene der
beiden numerischen steuerachsen 10 und 12 liegt und der beim
beschriebenen Beispiel dazu verwendet wird, die Messung im Fall
kurzer runder Werkstücke parallel zur Achse 10 und speziell zu der
die Achse 10 enthaltenden Ebene auszuführen. Der C-förmige Aufbau
25 ist so angeordnet, daß sein offener Teil von der Achse 12
weggerichtet ist, und umfaßt einen Querteil 26, det parallel zur
Achse 10 liegt und sich quer zur Achse 12 erstreckt, und zwei Arme
27, 28, die an den gegenüberliegenden Enden des Querteils 26
gebildet sind und jeweils eine entsprechende Fühlervorrichtung
bekannter Art 29 bzw. 30 tragen, die darauf angepaßt sind, jedesmal
dann ein Signal für die zentrale Steuereinheit 16 zu erzeugen, wenn
sie in Kontakt mit dem zu vermessenden Werkstück angebracht wird,
also beim beschriebenen Beispiel mit dem Werkstück 2, und zwar
unabhängig von der Richtung des Kontakts; gemäß der Erfindung
stehen die Fühler 29, 30 im rechten Winkel vom Querteil 26 in einer
Richtung rechtwinklig zur Achse 12 vor und ist der Querteil 26 so
lang, daß ein Abstand L (Fig. 3) zwischen den Fühlern 29 und 30
verbleibt, der größer ist als der maximale von der Vorrichtung 1
meßbare Wert, also beim dargestellten Beispiel als der größte als
mit der Vorrichtung 1 meßbar angegebene Nenndurchmesser; die Fühler
29, 30, die zueinander parallel und in einer gemeinsamen Ebene auf
gleicher Höhe angeordnet sind, sind vorzugsweise von der
Null-Schalt-Art, jedoch kann die Vorrichtung 1 in gleicher Weise gut
funktionieren, wenn Fühler 29, 30 des Absolut-Analog-Typs oder
Kombinationen hiervon verwendet werden (um das zu vermessende
Werkstück in verschiedene Richtungen anzunähern). Jedenfalls sind
die Arme 27, 28 und die zugeordneten Fühler 29, 30 so lang, daß die
Enden der letzteren, die in Kontakt mit dem Werkstück 2
kommensollen, in dessen Längsmittelebene angeordnet sind, also an
diametralen Positionen.
-
Weiterhin ist unter Bezugnahme auf die Fig.n 2 und 3 zum Messen der
Dimensionen des Werkstücks 2 und allgemein von kurzen runden
Werkstücken die Sequenz der Vorgänge wie folgt: das zu vermessende
Werkstück 2 wird auf dem Wagen 11 montiert, auf dem es dann in
einer vorgegebenen Stellung durch den Tisch 22 gehalten wird, indem
der Wagen entlang der Achse 10 in die Ladezone 7 verschoben wird
und der Manipulator 9 in einer geeigneten Weise betrieben wird;
dann wird der Wagen 11 mit dem Werkstück 2 mit Hilfe einer
Verschiebung in entgegengesetzter Richtung entlang der Achse 10 in
die Meßzone 21 verbracht. Während dieses Hubs oder sobald er
beendet ist, wird der Aufbau 25 entlang der Säule 19 so nach unten
gelassen, daß auch er in die Meßzone 21 gebracht wird, sobald das
Werkstück 2 die vom Fühler 29 eingenommene Stellung überschritten
hat, also sobald der Wagen 11 in einem horizontalen Sinn in
Übereinstimmung mit dem Querstück 26 zwischen den Armen 27 und 28
liegt; diese Voranordnung des Aufbaus 25 wird erreicht durch eine
Verschiebung des Wagens 14 entlang der Achse 12, bis die Fühler 29,
30 in vertikalem Sinn in Übereinstimmung mit der zylindrischen
Oberfläche des Werkstücks 2 gebracht werden, dessen Durchmesser
gemessen werden soll, beispielsweise mit der Fläche 3, deren
Position insofern bekannt ist, als die theoretischen Koordinaten
des Werkstücks 2 bezogen auf die Stellung des Tischs 22 vorher in
der zentralen Steuereinheit 16, von der die Servomotoren der Achsen
10 und 12 gesteuert werden, gespeichert worden sind.
-
An dieser Stelle wird die Messung initiiert, die dadurch
durchgeführt wird, daß man eine Bewegung des Wagens 11 entlang der Achse
10 bewirkt und den Aufbau 25 stationär auf der Achse 12 hält: der
Wagen 11 wird in einer vorgegebenen Richtung, beispielsweise in der
in Fig. 2 durch einen Pfeil veranschaulichten Richtung, und
parallel zur gemeinsamen Ebene, in der die Fühler 29, 30 und der
Querteil 26 liegen, verschoben, und zwar derart, daß das Werkstück
2, beim beschriebenen Beispiel dessen zylindrische Fläche 3, vom
Fühler 30 getroffen wird. Sobald der Fühler 30 das Werkstück 2
(Fig. 2) berührt, wird die Erzeugung eines Signals an die zentrale
Steuereinheit 16 bewirkt, das anzeigt, daß ein Kontakt
stattgefunden hat; die zentrale Steuereinheit 16 kehrt nun die Bewegung des
Wagens um, wobei sie nachwievor den Aufbau 25 stationär hält, der
also die Fühler 29, 30 in einem gegebenen Abstand (L) voneinander
hält; gleichzeitig beginnt die zentrale Steuereinheit 16 damit, in
bekannter Weise den vom Wagen 11 während seiner Zurückbewegung, bis
das Werkstück 2 wiederum, nun vom zweiten Fühler 29 (Fig. 3),
getroffen wird, durchsetzten Raum festzustellen; an diesem Punkt
kann die zentrale Steuereinheit 16, die den Wert der vom Wagen 11
in der Zeitspanne zwischen dem Kontakt mit dem Fühler 30 und dem
nachfolgenden Kontakt mit dem Fühler 29 durchgeführten
Verschiebung S gemessen hat, den Wert des Durchmessers D der zylindrischen
Fläche 3 berechnen, indem sie vom Wert des Abstands L zwischen den
Fühlern 29, 30, der vorher bekannt ist und in der zentralen
Steuereinheit 16 gespeichert ist, den Absolutwert der relativen vom
Werkstück 2 durchgeführten Verschiebung in Bezug zu den Fühlern 29,
30 in der Zeit zwischen den aufeinanderfolgenden Kontakten mit
diesen (die beimn dargestellten Beispiel gleich der vom Wagen 11
durchgeführten Verschiebung S ist) subtrahiert, und offensichtlich
außerdem den bekannten Wert der dynamischen Radien der zwei Fühler
29, 30 subtrahiert. Speziell erhält man den Wert des Abstands L,
der um den Wert der beiden dynamischen Radien der Fühler 29, 30
(der jetzt in der zentralen Steuereinheit 16 als eine Konstante der
Vorrichtung 1 gespeichert ist) reduziert ist, durch die Messung mit
den Fühlern 29, 30 eines Werkstücks von bekannten, vollkommen
exakten Abmessungen, das manuell oder automatisch zwischen die
Taster 29, 30, "una tantum" wenn notwendig, eingeführt worden ist.
-
Die Vorrichtung 1 kann noch eine weitere Fühlervorrichtung 50
bekannter Art umfassen (vorzugsweise vom Nullschaltertyp, er könnte
jedoch auch von der absoluten analogen Art sein), die ebenfalls in
der Lage ist, ein Signal jedesmal dann an die zentrale
Steuereinheit 16 zu senden, wenn sie in Kontakt mit einem zu vermessenden
Werkstück 2 gebracht wird, gleichermaßen wie die Fühler 29 und 30,
und die im rechten Winkel zu den Fühlern 29 und 30 fest vom Aufbau
25 getragen wird, nämlich beim dargestellten Beispiel von einem
linearen Betätiger 52, der fest auf dem Querteil 26 mit Hilfe eines
Arms 152 getragen wird, der von einer kleinen Säule 153 so
abgestützt ist, daß der Fühler 50 mit den Enden der Fühler 29, 30,
die in Kontakt mit dem zu vermessenden Werkstück kommen sollen, in
einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet ist; dieser Betätiger 52 ist
dazu ausgebildet, den Fühler selektiv in einer vertikalen Richtung
zwischen zwei Hubende-Stellungen zu bewegen, und zwar speziell
zwischen einer in den Fig.n 1, 2 und 3 dargestellten Ruhestellung,
in der er zum Querteil 26 zu zurückgezogen ist und nicht mit dem
zu vermessenden Werkstück 2 zusammentreffen kann, wenn dieses
zwischen den Fühlern 29, 30 verschoben wird, und einer in Fig. 4
dargestellten Arbeitsstellung, in der der Fühler 50 unterhalb der
Arme 27, 28 in einer solchen Stellung angeordnet ist, daß er in
zusammenwirkenden Kontakt mit dem auf dem Wagen 11 befindlichen zu
vermessenden Werkstück kommen kann, also beim dargestellten
Beispiel mit dem Werkstück 2, wenn die Fühler 29 und 30 sich selbst
in einer solchen vertikalen Stellung befinden, daß sie nicht mit
dem Werkstück 2 zusammenstoßen können. Wie in Fig. 4
veranschaulicht ist, ist es mit Hilfe dieses zusätzlichen Fühlers möglich,
Innendurchmesser des Werkstücks 2 zu messen, beispielsweise den
Durchmesser eines zentralen Lochs 70 innerhalb der zylindrischen
Fläche 3 durch eine Betriebsweise in konventioneller Art, mit dem
einzigen unterschied, daß die Messung durchgeführt wird, indem der
Fühler stehenbleibt und der Wagen 11 in Querrichtung bewegt wird,
nicht jedoch umgekehrt, wie bei der Mehrzahl der bekannten
Meßmaschinen. sind der Wagen 11 und das Werkstück 2 einmal in die
Meßzone 21 geschafft worden, so wird der Fühler 50 durch den
Betrieb des Betätigers 52 in solcher Weise in die Arbeitsstellung
gebracht, daß er beispielsweise in das Innere des Lochs 70
verbracht wird, sobald das Werkstück 2 die Position unter dem
Fühler selbst erreicht; der Wagen 11 wird dann dazu betätigt, den
Fühler 50 in Kontakt mit der Innenwand des Lochs 70 zu bringen,
wobei der Fühler in Übereinstimmung mit der Mittelebene des
Werkstücks 2 gebracht wird; sobald der Fühler 50 das Werkstück 2
berührt, wird ein Signal zur zentralen Steuereinheit 16 gesendet,
das die Bewegung des Wagens 11 umkehrt und die Speicherung der
Verschiebung startet, bis der Fühler 50 wiederum die innenwand des
Lochs 70 berührt (diesmal von der anderen Seite) und ein neues
Signal zur zentralen Steuereinheit 16 sendet, die auf der Basis der
vom Wagen 11 durchgeführten Verschiebung zwischen dem Empfang der
beiden Signale des Fühlers 50 den Durchmesser des Lochs 70 nur auf
der Basis dieser verschiebung berechnet und dabei den dynamischen
Durchmesser des Fühlers selbst mit berüchsichtigt. Es ist
zubeachten, daß der Fühler 50 in der gleichen oben beschriebenen
"ein/aus" -Weise in die Meßstellung gebracht werden kann, oder auch
nur dann, wenn es erforderlich ist, in sie gebracht wird, wobei es
nicht einmal notwendig ist, einen ihn vertikal bewegenden Betätiger
zu haben; beispielsweise könnte der Fühler 50 bei einer zwecks
Einfachheit nicht dargestellten möglichen Abwandlung in einer
festen Lage auf einer geeigneten vertikalen Höhe auf dem Arm 152
angeordnet sein und dieser könnte um die Säule 153 drehbar gemacht
sein; in diesem Fall würde der Betätiger 52 aus einem zur Steuerung
des Arms 152 ausgebildeten Apparat bestehen, der ihn zwischen der
dargestellten Stellung, in der er rechtwinklig zum Querteil 26
angeordnet ist, und einer Ruhestellung, in der er hinten am
Querteil 26 angeordnet ist, und zwar im wesentlichen parallel
hierzu, verdrehen kann, um so eine gegenseitige Störung zwischen
dem zu vermessenden Werkstück und dem Fühler 50 zu vermeiden,
während die Fühler 29 und 30 im Gebrauch sind.
-
Es wird auf die Fig.n s, 6 und 7 Bezug genommen, die die bevorzugte
Ausführung der vorrichtung 1 im einzelnen zeigen. Der zusätzliche
Fühler 50 fehlt normalerweise und an seiner stelle wird einer der
beiden Fühler 29, 30 zur Messung von Innendurchmessern verwendet,
indem an diese mit Hilfe einer konstruktiven Anordnung in
geeigneter Weise positioniert. Gemäß dieser Anordnung ist der Querteil 26
nicht unmittelbar fest am Wagen 14 in einer starren Position
montiert, sondern ist in Übereinstimmung mit seiner Mitte
befestigt, wobei er in Querrichtung von einem Arm 80 vorsteht, der
im rechten Winkel zu der den Querteil 26 und die Fühler 29, 30
enthaltenden Ebene (also zur Ebene, in der der Aufbau 25 liegt)
angeordnet ist; der Arm 80 ist seinerseits, fest radial vorstehend,
von einer motorisierten Plattform 82 getragen, die um eine Achse
83 drehbar von einem vom Wagen 14 vorspringenden erkerartigen Teil,
der als Kanzel 84 bezeichnet wird, getragen wird. Die Plattform 82
ist an der Kanzel 84 so montiert, daß die Achse 83 in Bezug zur
Achse 12 der numerischen Steuerung schräg verläuft, und zwar
speziell so, daß sie mit jener einen Winkel von 45º einschließt.
Deshalb kann der mit den Fühlern 29, 30 versehene Aufbau 25 aus der
normalen Arbeitsstellung nach den Fig.n 1 bis 5 um die schräge
Achse 83 (Fig. 6) durch einen Bereich von 180º verdreht werden,
indem die motorisierte Plattform 82 betätigt wird, bis sie ihn in
die in Fig. 7 dargestellte invertierte Stellung gebracht hat. in
dieser Stellung sind die Fühler 29 und 30 im wesentlichen vertikal
und parallel zur zweiten Achse 12 der numerischen Steuerung, oder
sind vielmehr gegenüber der Stellung nach Fig. 5 in einer
vertikalen Ebene um 90º verdreht. Man kann somit einen (oder beide) der
Fühler 29, 30 so verwenden, wie es vorher für den Fühler 50
beschrieben wurde, derart, daß auch Innendurchmesser des getesteten
Werkstücks festgestellt werden können.
-
Wie in den Fig.n 8 und 9 dargestellt ist, ist es im anderen Fall,
in dem das zu vermessende Werkstück von langgestreckter Form ist,
wie etwa eine Welle 102, die beispielsweise einen Flansch 103 mit
Löchern 104 aufweist, möglich, eine Vorrichtung 1a zu verwenden,
die der bereits beschriebenen Vorrichtung 1 vollständig gleicht und
im wesentlichen aus der Vorrichtung 1 ableitbar ist, nämlich mit
einem Minimum an Modifikationen, die nur in der Ausstattungsebene
liegen; die den bereits beschriebenen Einzelteilen ähnlichen oder
identischen Einzelteile sind zur Vereinfachung mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. Im einzelnen ist die Vorrichtung 1a mit
den gleichen prinzipiellen Bestandteilen aufgebaut wie die
Vorrichtung 1 und umfaßt die beiden Achsen 10, 12 der numerischen
Steuerung und die zugeordneten Wagen 11, 14 und die zugeordneten
Trägeraufbauten 18, 19, die zentrale Steuereinheit 16 und den C-
förmigen Aufbau 25 mit den zugeordneten vorstehenden Fühlern 29,
30, die vom Querteil 26 unter einem gegebenen gegenseitigen Abstand
L getragen werden. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die
Kanzel 84 am Wagen 14 um einen Winkel von 90º in Bezug zur
Stellung, in der sie an der Vorrichtung 1 montiert ist, verdreht
montiert ist, und darin, daß der Wagen 11 nicht mit dem
Werkzeugträgertisch 22, sondern mit einer an das zu vermessende Werkstück
102 angepaßten Trägereinrichtung ausgestattet ist; beim
dargestellten Beispiel ist der Wagen 11 mit zwei gegenüberliegenden Bügeln
24 versehen, die mit Nadeln oder anderen Klammervorrichtungen
ausgestattet sind, beispielsweise von der selbstzentrierenden Art,
wie sie bei Drehbänken verwendet werden, und die das Werkstück 102
an seinen gegenüberliegenden Enden so tragen, daß dieses mit seiner
Längsmittelebene mit den Enden der Fühler 29-, 30 übereinstimmt;
wenigstens eine der Klammern 24 ist außerdem mit einer
motorisierten Vorrichtung 124 ausgerüstet, die das Werkstück 102 um einen
gegebenen Winkel um seine Längssymmetrieachse verdrehen kann.
-
Im Falle langer Werkstücke wie des Werkstücks 102 (Fig. 8) wird die
Messung des Durchmessers der verschiedenen Angriffsflächen
(beispielsweise der zylindrischen Fläche 102 und des Flanschs 103)
dadurch bewirkt, daß man die Wagen 11 und 14 in die Meßzone
verbringt und sie so anordnet, daß die zylindrische Fläche, deren
Durchmesser gemessen werden soll, in Übereinstimmung mit der
zweiten Achse 14 der numerischen Steuerung so angeordnet wird, daß
sie dem Querteil 26 gegenüberliegt und zwischen den Fühlern 29, 30
liegt, welche ihrerseits horizontal und im rechten Winkel zur Achse
10 gehalten sind, wobei das Querstück 26 vom Wagen 14 so getragen
wird, daß es ständig parallel zur Achse 12 liegt; dann wird,
während der Wagen 11 stationär gehalten wird, mit dem Wagen 14 ein
Meßhub durchgeführt; der Aufbau 25 wird beispielsweise zum Wagen
11 hinuntergelassen, und sobald der obere Fühler 29 an die
Oberfläche stößt, deren Durchmesser gemessen werden soll,
beispielsweise die Oberfläche von 102, wird ein Signal zur zentralen
Steuereinheit 16 gegeben, das die Bewegung des Wagens 14 umkehrt und
beginnt, die Verschiebung, die er bei seinem Aufwärtshub
durchführt, bis der untere Fühler 30 in Kontakt mit der Fläche von 102
kommt, zu speichern; daraufhin geht dann ein neues Signal an die
zentrale Steuereinheit 16, das die Bewegung des Wagens 14 anhält
und die Berechnung des gemessenen Durchmessers beginnt, der auch
in diesem Fall gleich ist der Differenz zwischen dem Abstand L
zwischen den beiden Fühlern 29, 30 und der Verschiebung S, die der
Wagen der Achse der numerischen Kontrolle, der die Messung
durchführt (im dargestellten Beispiel der Wagen 14), in der
Zeitspanne durchmacht, die zwischen den beiden an die zentrale
Steuereinheit 16 gesendeten Signalen liegt, oder genauer gesagt in
der Zeitspanne, in der die beiden Fühler 29, 30 aufeinanderfolgend
in Kontakt mit dem zu vermessenden Werkstück kommen (offensichtlich
abzüglich des bekannten dynamischen Durchmessers der Fühler 29,
30).
-
Zur Messung von Innendurchmessern, beispielsweise der Durchmesser
der Löcher 104, können auch in diesem Fall die selben Fühler 29,
30 verwendet werden, die auch für die Messung der Außendurchmesser
verwendet werden, und zwar einer zu einer Zeit, nachdem sie um 90º
verdreht worden sind, was durch eine Verdrehung der Plattform 82
um 180 um die Achse 83 erreicht wird, die auch in diesem Fall
entsprechend der Form der Kanzel 84 schräg verläuft und einen
Winkel von 45 mit der ersten Achse 10 der numerischen Steuerung
einschließt; durch ein Vorgehen in der beschriebenen Weise wird der
C-förmige Aufbau 25 derart umgedreht, daß er von der stellung nach
Fig. 8 in die Stellung nach Fig. 9 gelangt; in dieser Stellung ist
es durch die Verschiebung des Wagens 11 möglich, einen der Fühler
29, 30, z. B. den Fühler 29, in das Loch 104, dessen Durchmesser
gemessen werden soll, einzuführen und dann die Messung
durchzuführen, indem man den Wagen 14 erst in eine Richtung, z. B. aufwärts,
und nachdem der Fühler 29 in Kontakt mit der Innenwand des Lochs
104 gekommen ist, in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen, bis
er wieder in Kontakt mit der Innenwand des Lochs 104 kommt (diesmal
auf der entgegengesetzten Seite), wobei die vom Wagen 14 in der
Zeitspanne zwischen den beiden Berührungen der Wand des Lochs 104
durch den Fühler 29 erfolgte verschiebung dessen Durchmesser
angibt.
-
Durch Verwendung nur eines der Fühler 29, 30, der in einer der zwei
möglichen Stellungen angeordnet ist (rechtwinklig zur Achse des zu
messenden Werkstücks, oder parallel dazu), beim speziellen Beispiel
in der abhängig von der Situation am zweckmäßigsten befundenden
Stellung, ist es schließlich auch möglich, den Abstand zwischen
parallelen Ebenen zu messen, die im rechten Winkel zur Längsachse
des Werkstücks (Schultern) liegen, und so die Länge oder die Dicke
der verschiedenen zylindrischen Flächen des Werkstücks
festzustellen. Für diesen Zweck genügt es, daß man den verwendeten Fühler und
das Werkstück in zweckmäßiger Weise verschiebt (derart, daß er
"gegrätscht" über dem Werkstück sitzt), den Fühler von
gegenüberliegenden Seiten in Kontakt mit den Schultern, zwischen denen der
Abstand gemessen werden soll, bringt und (abzüglich des dynamischen
Durchmessers des benützten Fühlers) sehr schnell und genau die
Verschiebungsmeßoperationen durchführt, denn dies vermeidet, daß
bei jeder Durchmesserung mit langen und komplexen Bewegungen
gegrätscht überspannt werden muß, wie es für einen einzigen
benützten Fühler erforderlich wäre. Es ist weiterhin zu beachten,
daß die Verwendung rotierender Trägereinrichtungen für das zu
vermessende Werkstück ermöglicht, daß auch jede beliebige mögliche
Exzentrizität im Werkstück gemessen werden kann, indem
verschiedene Messungen des selben Durchmessers mit dem in verschiedenen
Winkelpositionen angeordneten Werkstück durchgeführt werden.