DD208855A1 - Verfahren zur istmassbestimmung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierbaren Bestimmung von Istmassen sowie von Form- und Lageabweichungen an Gegenstaenden vor und nach ihrer Bearbeitung. Ziel ist es, durch eine beruehrungslose optoelektronische Abtastung bei geringem Ruest- und Justieraufwand unterschiedlichste Aussenkonturen in grossen Abmessungsbereichen mit geringer Messunsicherheit zu bestimmen. Dazu wird ein Lichtschrankensystem, bestehend aus dicht beieinanderliegenden optoelektronischen Strahlern auf der einen Seite und dazu zugeordneten Empfaengern auf der anderen Seite, so angeordnet, dass ein auf einer Translationseinheit befindliches Werkstueck beim Ein- und Austritt in das bzw. aus dem Lichtschrankensystem in den Empfaengern Signale ausloest, die in einem mit der Translationseinheit gekoppelten Wegmesssystem die Wegmessung einleiten und beenden. Aus den gemessenen Wegen werden die Istmasse bestimmt. Das Anwendungsgebiet liegt vorrangig in maschinenexternen automatischen Messeinrichtungen in Verbindung mit automatischer Werkstueckhandhabung und Bearbeitungsmaschinen.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Istmaßbestimmung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierbaren Bestimmung von Istmaßen sowie von Form- und! Lage abweichungen an Werkstücken vor und nach ihrer Bearbeitung»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind technische lösungen bekannt, die durch eine berührende Antastung an einen Gegenstand (im weiteren Werkstück genannt) die Bestimmung von Istmaßen sowie von Form- und Lageabweichungen zulassen.

Der Nachteil dieser Meßeinrichtungen (z. B, Mehrstellenprlifgeräte, Mehrkoordinatenmeßgeräte) besteht entweder in hohen Rtist- und Just ie raufwe ndungen bei sich ändernden Werkstückkonturen oder, wenn dieser Aufwand reduziert werden soll, in einer umfangreichen, kostenaufwendigen Eräzisionsmechanik und Steuerungstechnik und in großen Abmessungen, die eine direkte Zuordnung zu Bearbeitungsmaschinen erschweren.

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Weiterhin sind Prüfe inrichtungeη bekannt (AS 120926, AS 121176, OS 2844912), die eine berührungslos-optoelektro» nische Abtastung der Werkstückkontur ermöglichen, indem das Werkstück zwischen Lichtquelle und optoelektronischem Sensor hindurchgeführt wird. Dabei kann entweder die Werkstückkontur durch eine vor den Sensor gesetzte Konturblende überprüft werden oder durch die Auswertung der Zeit zwischen Ein- und Austritt des Gegenstandes in die bzw„ aus der Lichtschranke das Istmaß bestimmt werden. Voraussetzung dabei ist, daß die Geschwindigkeit definiert vorliegt (AS 120926, AS 121176, OS 2844912).

Nachteilig bei dem Verfahren sind die durch eine solche indirekte Istmaßbestimmung anfallenden Meßunsicherheiten. Es ist außerdem eine technische Losung bekannt (OS 2307722), die durch eine zweckmäßige Anordnung der Lichtschranken und eine umfassende Rechnerauswertung hohe Genauigkeiten bei dem Meßvorgang zuläßt. Bei diesem Verfahren können jedoch mit einem vertretbaren elektronischen Aufwand nur geometrisch einfache^ in ihrer Kontur gleichbleibende Werkstücke gemessen werde η β

fiel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Meßeinrichtung zu schaffen, mit der die Bestimmung von Istmaßen sowie von Form- und Lageabweichungen an der Außenkontur von vorrangig rotationssymmetrischen Werkstücken durchgeführt werden kann» Durch eine berührungslose optoelektronische Abtastung sind die Anforderungen an erforderliche mechanische Baugruppen betreffs Umfang und Präzision der Bewegungen zu reduzieren« Umrüst- und Justieraufwände bei Loswechsel sind au minimieren« Die Einrichtung soll die Bestimmung von Istmaßen im o, g,

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Sinne für vielfältige Werkstückkonturen mit großen Abmessungsbereichen bei kleiner Meßunsicherheit ermöglichen· Der Meßvorgang soll automatisch ablaufen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Abtastprinzipien derart zu verändern, daß mit einem reduzierten mechanischen, optischen und steuerungstechnischen Aufwand vorrangig rotationssymmetrische Werkstücke mit unterschiedlicher Außenkontur und einem dem Bearbeitungs-

Io"verfahren angepaßten Meßbereich Istmaße sowie Form- und Lage ab weichungen mit einer entsprechenden Meßunsicherheit bestimmt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Lichtschrankensystem, bestehend aus endlich vielen, dicht be ie inander liegende η optoelektronischen Strahlern auf der einen Seite und dazu zugeordnet entsprechende optoelektronische Empfänger auf der anderen Seite, mit einer bekannten Translationseinheit und einem bekannten Wegmeßsystem gekoppelt sind. Das auf der Translationseinheit abgelegte Werkstück, die Symmetrieachse steht senkrecht zur Auflageebene der Translationseinheit, wird mit der Translationseinheit durch das ebenfalls senkrecht zur Auflageebene der Translationseinheit fest angeordnete Lichtschrankensystem bewegt. Beim Eintritt des Werkstückes in den bzw. beim Austritt des Werkstückes aus dem Lichtstrahl, werden Signale in den optoelektronischen Empfängern ausgelöst, die nach entsprechender Aufbereitung als Start- oder Stopsig» nale für die Wegmessung mittels Wegmeßsystem dienen. Aus den so gemessenen Wegen werden die Istmaße bestimmt. In Abhängigkeit von dem verwendeten Wegmeßsystem kann die Ermittlung von mehreren Istmaßen an einem Werkstück einen oder mehrere ließzyklen erfordern. Form- und Lage abweichungen können dadurch bestimmt werden, daß die zu ihrer Be-

Stimmung erforderlichen Meßstellen abgetastet werden und über eine Auswerteeinheit die an diesen Meßstellen vorliegenden Istmaße in entsprechende .Form-·und Lageabweichungen umgerechnet werden. Diese Ergebnisse können gleichermaßen zur rechnerischen Korrektur der durch Lage ab weichungen oder Formabweichungen am Werkstück entstandenen Positionierfehler dienen.

Das Meßprinzip ermöglicht die Automatisierbarke it vie If al« t ige r Ee ßv org änge«

Aus fuhrungsbeispie I

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel,· welches die Messung von zwei Außendurchmessern beinhaltet, näher erläutert» In den nachfolgenden Zeichnungen Fig* 1, Fig„ 2 ist der Prinzipaufbau einer möglichen Konfiguration dargestellte Auf einer Grundplatte mit Führungsbahn 1 wird eine Translationseinheit 2 durch einen Antrieb 3 in der dargestellten Richtung bewegt» Auf der Grundplatte 1 ist der Maßstab eines Wegmeßsystems 4 angeordnet» Der Gleiter dieses Wegmeßsystems befindet sich an der Translationseinheit 2_e Auf dieser Trans» lationseinheit wird das Werkstück 5 definiert abgelegt. In einer fest mit der Grundplatte 1 verbundenen Halterung 6 sind die Lichtquellen 8 angeordnet, die Lichtstrahlen 10 auf die gegenüberliegenden zugeordneten Empfänger 9_S die ebenfalls auf einer mit der Grundplatte fest verbundenen Halterung 7 angeordnet sind, aussende η. In Abhängigkeit von der Werkstückkontur können die optoelektronischen Empfänger geschaltet werden* Das Werkstück 5 wird mittels Translationseinheit 2 durch die Lichtstrahlen bewegt» Beim Eintritt der Werkstückkontur in die Lichtstrahlen 10 werden in den den Durchmessern zugeordneten Empfängern Signale ausgelöst^ die an das Wegmeßsystem 4 weitergeleitet werden und dort die Wegmessung e in leite η «

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Beim Austritt der Werkstückkontur aus den Lichtstrahlen werden wiederum Signale in diesen Empfängern ausge löst, die die Wegmessung beenden.

Claims (2)

Erfind ungsanspruch

1. Verfahren zur Istmaßbestimmung sowie zur Prüfung von

- Form- und Lage abweichungen an Werkstücke η vor und nac tide r Bearbeitung gekennzeichnet dadurch, daß die Werk- stückkontur über eine endliche Anzahl dicht beieinanderliegender Lichtschranken berührungslos optoelektronisch abgetastet wird, wobei das Werks tuck mittels einer Translationseinheit durch diese Lichtschranken bewegt wird und an den den Lichtquellen zugeordneten optoelektronisc he η Empfängern Signale hervorgerufen werden, die die Wegmessung in einem Wegmeßsystem einleiten bzw· beenden, wobei aus den gemessenen Wegen die Istmaße bestimmt werden.

2, Verfahren zur Istmaßbestimmung nach Punkt 1 gekennzeich» net dadurch, daß mehrere Außenkonturen in einem oder mehreren ließzykIeη gemessen und die so ermittelten Istmaße zur Bestimmung von Form« und Lage ab weichungen und zur Ermittlung von Positionierfehlern des Werkstückes auf der Translationseinheit sowie zu deren rechnerischen Korrektur verwendet werden.

Hierzu 1 SeHe Zeichnungen