DD234068A1

DD234068A1 - Vorrichtung zum automatischen messen von aussen- und innendurchmessern

Info

Publication number: DD234068A1
Application number: DD27250985A
Authority: DD
Inventors: Gerald Laemmel; Dieter Loeffler; Dieter Leonhardt
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1986-03-19

Abstract

Ziel der Erfindung ist ein zeitsparender Messvorgang mit einer einfachen und robusten Messvorrichtung. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, mit der ein gleichzeitiges Messen von Aussen- und Innendurchmessern erfolgt und eine Selbstzentrierung des Werkstueckes gegenueber der Messvorrichtung eintritt. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass ein Schlitten ein Verschiebeelement aufnimmt, das zum Werkstueck gerichtet und an Anlagestellen des Werkstueckes anlegbar ist, die Grundplatte einen Anlagedorn traegt, der in die Werkstueckbohrung ragt und an seinem oberen Ende eine in radialer Richtung hervorstehende Messspitze aufweist, wobei die Messspitze in der Fluchtlinie der Antastelemente liegt und die Anlagestellen des Verschiebeelementes waehrend der Messstellung des Werkstueckes symmetrisch zur Fluchtlinie liegen. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf Vorrichtungen zum automatischen Messen von Außen- und Innendurchmessern, wobei der Einsatz der Meßvprrichtung entweder als Einzelaufstellung an der Bearbeitungsmaschine oder innerhalb von automatischen Meßstationen erfolgt.

Als spezielles Anwendungsgebiet kommt der Einsatz in Fertigungszellen unter Verwendung von Industrieroboter für den Werkstückwechsel in Betracht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zum automatischen Messen von Innendurchmessern wurde bereits eine Meßvorrichtung vorgeschlagen, die aus einer Grundplatte besteht, auf der zwei diametral zueinander bewegbare Trägerelemente gelagert sind. Die Trägerelemente sind durch eine Zylinder-Kolben-Einheit verbunden und tragen je ein Antastelement, die an die zu messende Bohrungswand anlegbar sind. Die Bewegungen der Antastelemente werden von einem Meßwandler aufgenommen und in Signale umgewandelt. Auf Grund der Lagerung der Trägerelemente auf der Grundplatte mittels Kugeln, können die beiden Trägerelemente als eine Einheit Längs- und Querbewegungen ausführen. Das ermöglicht eine Selbstzentrierung der Meßvorrichtung gegenüber der Werkstückbohrung und wirkt sich vorteilhaft auf einen automatischen Meßvorgang unter Verwendung von Industrieroboter für den Werkstückwechsel aus. Mit dieser Vorrichtung können jedoch nur Innendurchmesser gemessen werden. Sollen auch Außendurchmesser gemessen werden, so wäre eine zusätzliche Meßvorrichtung notwendig.

Nach der DE-OS 31 21 800; G01B, 21/00 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Innen- und Außendurchmessern bekannt. Die Vorrichtung besteht aus zwei das zu messende Werkstück antastenden Antastelementen, die über Tastarme mit je einem Schlitten verbunden und diametral zueinander bewegbar sind. Die verschiebbare Lagerung der Schlitten erfolgt auf Führungen. Die Bewegungen der Antastelemente nimmt ein Meßwandler auf.

Die Vorrichtung dient insbesondere zum Messen von Außendurchmessern. Sollen auch Innendurchmesser gemessen werden, so muß ein gesonderter Meßvorgang eingeleitet werden. Dazu ist ein Umrüsten der Vorrichtung auf andere Antastelemente erforderlich. Darüber hinaus erfordert das Innen-Durchmesser-Messen das Zentrieren der Werkstücke zur Meßvorrichtung. Diese Maßnahmen haben einen hohen Zeitaufwand zur Folge und verlangen zusätzliche Vorrichtungsteile.

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soll im automatischen Betrieb ein zeitsparender Meßvorgang mit einer einfachen und robusten Meßvorrichtung erreicht werden. ™~

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Messen von Außen- und Innendurchmessern an vorzugsweise rotationssymmetrischen Werkstücken, bestehend aus einer Grundplatte, auf der sich eine Werkstückauflage befindet, die Längs- und Querbewegungen des Werkstückes ermöglicht, beidseitig der Werkstückauflage ein Zustellelement diametral zueinander einstellbar angeordnet ist, jedes Zustellelement einen Schlitten verschiebbar aufnimmt und jeder Schlitten mindestens einen Meßwandler trägt, der mit je einem diametral zueinander gerichteten Antastelement versehen ist, zu schaffen, mit der ein gleichzeitiges Messen von Außen- und Innendurchmessern erfolgt und eine Selbstzentrierung des Werkstückes gegenüber der Meßvorrichtung eintritt.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein Schlitten ein Verschiebeelement aufnimmt, das zum Werkstück gerichtet und an Anlegestellen des Werkstückes anlegbar ist, die Grundplatte einen Anlagedorn trägt, der in die Werkstückbohrung ragt und an seinem oberen Ende eine in radialer Richtung hervorstehende Meßspitze aufweist, wobei die Meßspitze in der Fluchtlinie der Antastelemente liegt und die Anlagestellen des Verschiebeelementes während der Meßstellung des Werkstückes symmetrisch zur Fluchtlinie liegen.

Zur dämpfenden Anlage des Werkstückes an der. Meßspitze ist das Verschiebeelement im Schlitten axial verschiebbar entgegen der Wirkung einer Druckfeder gelagert. Weiterhin ist das Verschiebeelement werkstückseitig mit einem V-förmigen Anlagearm versehen, damit eine sichere Zentrierung des Werkstückes in Meßposition erfolgen kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit eingelegtem Werkstück in Meßposition und Fig. 2: in Draufsicht die Anlagestellen der Meßvorrichtung am Werkstück in Meßposition.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit der an einer Fertigungszelle Außen- und Innendurchmesser rotationssymmetrischer Werkstücke gleichzeitig gemessen werden. Dabei erfolgt der Werkstückwechsel durch einen Industrieroboter.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Grundplatte 1, auf der eine Trägerplatte 2 zur Aufnahme des Werkstückes 3 mittels Kugeln 4 linear allseitig verschiebbar gelagert ist. Weiterhin sind auf der Grundplatte 1 zwei Zustellelemente 5, 6 diametral zueinander einstellbar angeordnet und befinden sich beidseitig der Trägerplatte 2. Jedes Zustellelement 5, 6 nimmt verschiebbar einen Schlitten 7, 8 auf, die zur Gewährleistung der Verschiebbarkeit mit je einem nichtdargestellten pneumatischen Antrieb verbunden sind. Jeder Schlitten 7, 8 weist einen Meßwertaufnehmer auf, der mit je einem diametral zueinander gerichteten Antastelement 9,10 versehen ist. Im Schlitten 7 ist ein Verschiebeelement 11 axial verschiebbar entgegen der Wirkung einer Druckfeder gelagert. Das Verschiebeelement 11 weist werkstückseitig V-förmige Anlagearme 12 auf, die an Anlagestellen 13,14 des Werkstückes 3 anlegbar sind. In Meßposition des Werkstückes 3 liegen die Anlagestellen 13,14 symmetrisch zur Fluchtlinie 15 der Antastelemente 9,10.

Auf der Grundplatte 1 ist weiterhin ein Anlagedorn 16 aufrechtstehend befestigt, der durch eine Ausnehmung 17 der Trägerplatte 2 hindurchreichend in die Werkstückbohrung ragt. Der Anlagedorn 16 weist an seinem oberen Ende eine in radialer Richtung hervorstehende Meßspitze 18 auf, die innerhalb der Fluchtlinie 15 liegt. Das Trägerelement 2 stützt sich durch eine Druckfeder 19 federnd gegen das Zustellelement 6 ab.

Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:

Das zu messende Werkstück 3 wird von einem nichtdargestellten Industrieroboter auf der Trägerplatte 2 so abgelegt, daß sich der Anlagedorn 16 innerhalb der Werkstückbohrung befindet. Danach werden die Schlitten 7, 8 durch einen pneumatischen Antrieb in Richtung des Werkstückes 3 bewegt. Dadurch berühren zuerst die V-förmigen Anlagearme 12 des Verschiebeelementes 11 das Werkstück 3 und es kommt anschließend zum Verschieben des Werkstückes 3 so weit, bis die Bohrungswand des Werkstückes an der Meßspitze 18 des Anlagedorns 16 anliegt. Während dieses Verschiebevorganges führt das Werkstück 3 mit der Trägerplatte 2 auf Grund der Lagerung mittels Kugeln 4 auf der Grundplatte 1 Längs- und Querbewegungen aus. Das bewirkt eine Selbstzentrierung des Werkstückes 3 in Meßposition. Diese Selbstzentrierung ist abgeschlossen, wenn sich eine Dreipunktanlage des Werkstückes 3 an den Anlagestellen 13,14 und der Meßspitze 18 eingestellt hat. Gleichzeitig mit dem Verschieben der Schlitten 7, 8 sind die Antastelemente 9,10 an die Mantelfläche des Werkstückes 3 zur Anlage gebracht worden. Der Meßvorgang wird nun eingeleitet, indem die Bewegungen der Antastelemente 9,10 von den vorher abgeglichenen Meßwertaufnehmern in Signale umgewandelt und einer Auswerteeinheit zugeführt werden. Das Messen des Außendurchmessers erfolgt durch direkte Zweipunktmessung durch Anlage der Antastelemente 9,10 an der Mantelfläche des Werkstückes 3. Gleichzeitig erfolgt das indirekte Ermitteln des Innendurchmessers aus der Differenz des Außendurchmessers abzüglich des doppelten Abstandes vom Anlagepunkt des Meßwertaufnehmers 9 an der Mantelfläche des Werkstückes 3 zum Anlagepunkt der Meßspitze 18 an der Bohrungswand des Werkstückes 3.

Nach Beendigung des Meßvorganges werden die Schlitten 7, 8 nach außen bewegt und dadurch das Verschiebeelement 11 und die Antastelemente 9,10 vom Werkstück 3 abgehoben. Gleichzeitig verschiebt die Druckfeder 19 die Trägerplatte 2 mit dem Werkstück 3 in Richtung des Zustellelementes 5. Das bewirkt ein Abheben des Werkstückes 3 von der Meßspitze 18. Abschließend erfolgt das Wegführen des Werkstückes 3 aus der Meßvorrichtung mit dem Industrieroboter.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung ermöglicht somit mit der Messung des Außendurchmessers eine gleichzeitge Ermittlung des Innendurchmessers und bewirkt eine zeitsparende Ermittlung dieser Werte. Auf Grund der Selbstzentrierung des Werkstückes gegenüber der MeSvorrichtung ist diese vorzugsweise im automatischen Fertigungsprozeß einsetzbar, bei dem geringe Positionierungsgenauigkeiten bei der Werkstückzufuhr unproblematisch sind und selbsttätig ausgeglichen werden.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Vorrichtung zum automatischen Messen von Außen- und Innendurchmessern an vorzugsweise rotationssymmetrischen Werkstücken, bestehend aus einer Grundplatte, auf der sich eine Werkstückauflage befindet, die Längs- und Querbewegungen des Werkstückes ermöglicht, beidseitig der Werkstückauflage ein Zustellelement diametral zueinander angeordnet ist, jedes Zustellelement einen Schlitten verschiebbar aufnimmt und jeder Schlitten mindestens einen Meßwandler trägt, der mit je einem diametral zueinander gerichteten Antastelement versehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß ein Schlitten (7 oder 8) ein Verschiebeelement (11) aufnimmt, das zum Werkstück (3) gerichtet und an Anlagestellen (1.3, 14) des Werkstückes (3) anlegbar ist, die Grundplatte (1) einen Anlagedorn (16) trägt, der in die Werkstückbohrung ragt und an seinem oberen Ende eine in radialer Richtung hervorstehende Meßspitze (18) aufweist, wobei die Meßspitze (18) in der Fluchtlinie (15) der Antastelemente (9, 10) liegt und die Anlagestellen (13,14) während der Meßstellung des Werkstückes (3) symmetrisch zur Fluchtlinie (T5) liegen.
2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Verschiebeelement (11) im Schlitten (7) axial verschiebbar entgegen der Wirkung einer Druckfeder gelagert ist und werkstückseitig V-förmige Anlagearme (12) aufweist.

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