CH363811A - Verfahren zur objektiven Messung der Form und Grösse von Werkstücken - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur objektiven Messung der Form und Grösse von Werkstücken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur objektiven Messung der Form und Grösse von Werkstükken sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.



   Zur objektiven Messung der Grösse von Werkstücken ist es an sich bekannt, auf bestimmte Passmasse abgestimmte Lehren sowie einstellbare Messgeräte, beispielsweise Messuhren, zu verwenden.



  Einer rationellen Anwendung dieser Messverfahren sind indessen Grenzen gesetzt, insbesondere wenn es sich darum handelt, grosse Mengen von kleinen und kleinsten Werkstücken mit mehreren Messstellen und gegebenenfalls verwickelt gestaltetem Profil hun  dertprozentig zu prüfen.    Dasselbe gilt für das ebenfalls an sich bekannte Verfahren der Projektion mit Lichtspalt, bei dem das zu kontrollierende Werkstück die eine Begrenzung eines Lichtspalts bildet, während eine feste Kante die andere Begrenzung dieses Lichtspalts darstellt, und wobei der bei Massabweichungen des Werkstücks veränderliche   Lichtspaltquerschnitt    über einen Photozellenverstärker eine elektrische Anzeige ergibt. Die Genauigkeit der Anzeige ist von der Konstanz der Lichtintensität der Beleuchtungsquelle abhängig.



   Es sind weiter Messverfahren und -vorrichtungen bekannt, bei denen eine objektive Messung der Grösse von Werkstücken mittels eines Projektionsbzw. Interferenzverfahrens in der Weise herbeigeführt wird, dass in Abhängigkeit von der Grösse des zu messenden Teils eine Phasenverschiebung eines durch einen Impulsgenerator erzeugten zyklischen Signals erfolgt, wobei die Grösse dieser Phasenverschiebung über Photozellen und Verstärkerelemente für eine Messanzeige ausgewertet wird.



   Verfahren und Vorrichtungen dieser Art stützen sich auf eine mechanische Abtastung eines Werkstücks und besitzen gleichfalls den Nachteil eines beschränkten Anwendungsbereichs hinsichtlich der Art und Form der Werkstücke; ausserdem ist für sie ein verwickelt gestalteter Aufbau erforderlich.



   Schliesslich ist es bekannt, zur Prüfung des Profils beliebig geformter kleiner Werkstücke Mess- bzw.



  Profilprojektoren zu verwenden. Der hiermit durchgeführte Formvergleich zwischen dem zu prüfenden und dem Soll-Profil ist jedoch subjektiv.



   Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine objektive Kontrolle der Form und Grösse beliebig geformter Werkstücke, insbesondere auch solcher kleiner Abmessungen, gestattet, und das darüber hinaus eine selbsttätige Durchführung der vorgenannten Prüfungen ermöglicht.



   Gemäss der Erfindung wird eine Lösung dieser Aufgabe dadurch erzielt, dass ein sich in seiner Grösse periodisch änderndes Luftbild einer Lehre durch Projektion erzeugt wird, und dass der dem Uberschneiden von Kanten des Luftbilds der Lehre und des Werkstückprofils zugeordnete Phasenwert durch ein Steuergerät bestimmt wird, das den Zeitzusammenhang zwischen einer bestimmten Phase der Grössenänderung des Luftbilds und den Zeitpunkten des Ansprechens verwendeter photoelektrischer Lichtempfänger herstellt.



   Der besondere Vorzug des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass dieses in schneller und genauer Weise eine Prüfung der Form und Grösse von Werkstücken jeden Profils, auch verwickelt gestalteter, ermöglicht. Eine körperliche Berührung der zu prüfenden Werkstücke findet nicht statt, so dass durch den Messvorgang nicht die geringste nachteilige Beeinflussung des Werkstücks hinsichtlich seiner Lage und seiner   Oberflächen- bzw.    Profilbeschaffenheit stattfindet. Vielmehr überstreicht ausschliesslich  das sich in seiner Grösse ändernde Luftbild einer Lehre die Kanten des zu prüfenden Profils, und der gesuchte Messwert wird dadurch erzielt, dass der Moment des zur Deckung-Kommens bzw.   Über-    schneidens einer Kante des Lehren-Luftbilds und der entsprechenden Kante des zu prüfenden Profils bestimmt wird.

   Dieses Überschneiden steht hierbei in einem direkten Zusammenhang mit einer bestimmten Phase der Grössenänderung des Lehren-Luftbilds, so dass die Prüfung des Werkstückprofils auf eine Zeitmessung zurückgeführt ist.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht somit eine objektive Messung von hoher Genauigkeit, insbesondere auch von empfindlichen Werkstücken, und ebenso lässt sich durch die vorgenannte Art der Messwertbestimmung ein vollselbsttätiger Mess- bzw.



  Kontrollablauf herbeiführen. Ein solcher kann dadurch erzielt werden, dass die zu prüfenden Werkstücke durch eine selbsttätige Zuführung in das Luftbild der Lehre geführt und das Auswerfen der kontrollierten Werkstücke aus der selbsttätigen Zuführbzw. Transportvorrichtung in Abhängigkeit von den ermittelten Zeitwerten für das Überschneiden von Luftbild-Lehrenkante und Werkstückprofil gesteuert werden. Mittel zur Durchführung von Programmsteuerungen in Abhängigkeit von voreingestellten Zeitwerten sind an sich bekannt, beispielsweise durch elektronische Zählgeräte mit Ziffernvorwahl.



   Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens solcher Ausbildung, dass eine als Lehre dienende Blende und ein optisches Abbildungssystem für diese schwingfähig angeordnet und ihre in Richtung der optischen Achse erfolgenden Lageänderungen einander so zugeordnet sind, dass ein sich in seiner Grösse änderndes Luftbild der Lehre in der Ebene erzeugt wird, in welcher das zu prüfende Profil des Werkstücks angeordnet ist.



   Um Anordnungsschwierigkeiten bezüglich der photoelektrischen Lichtempfänger auszuschalten, insbesondere auch im Falle von Werkstücken kleiner Abmessungen, und um ferner einen für Werkstücke der verschiedensten Art brauchbaren Aufbau zu gewährleisten, können die Lichtempfänger in von der Ebene des Luftbilds verschiedenen Ebenen angeordnet sein, wobei mittels an sich bekannter optischer Einrichtungen die jeweilige Messstelle des Werkstückprofils auf den ihr zugeordneten Lichtempfänger projiziert wird.



   Gegenüber den an sich bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Messung der Form und Grösse von Werkstücken weisen das beschriebene Verfahren und die zu seiner Durchführung angegebene Vorrichtung die überragenden Vorteile auf, dass eine Messung bzw. Prüfung für Werkstücke jeder Ausbildung in unverwickelter Weise durchführbar ist, welche zu quantitativen Angaben über die Werkstücke führt.



  Damit ist weiterhin eine Automatisierung des Messbzw. Prüfvorgangs, beispielsweise einer Toleranzkontrolle, gewährleistet.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur objektiven Messung der Form und Grösse von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich in seiner Grösse periodisch änderndes Luftbild einer Lehre durch Projektion erzeugt wird, und dass der dem Überschneiden von Kanten des Luftbildes der Lehre und des Werkstückprofils zugeordnete Phasenwert durch ein Steuergerät bestimmt wird, das den Zeitzusammenhang zwischen einer bestimmten Phase der Grössenänderung des Luftbildes und den Zeitpunkten des Ansprechens verwendeter photoelektrischer Lichtempfänger herstellt.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Lehre dienende Blende und ein optisches Abbildungssystem für diese schwingfähig angeordnet und ihre in Richtung der optischen Achse erfolgenden Lageänderungen einander so zugeordnet sind, dass ein sich in seiner Grösse änderndes Luftbild der Lehre in der Ebene erzeugt wird, in welcher das zu prüfende Profil des Werkstücks angeordnet ist.

   UNTERANSPRUCH Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die photoelektrischen Lichtempfänger in von der Ebene des Luftbildes verschiedenen Ebenen angeordnet sind und dass mittels optischer Einrichtungen die jeweilige Messstelle des Werkstückprofils auf den ihr zugeordneten Lichtempfänger projiziert wird.