DD278641A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von messkraeften an einem laengenmessgeraet - Google Patents

Abstract

Geschaffen wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Messkraeften an Laengenmessgeraeten mit einem Messsystem und einem Motormesssystem. An einem Laengenmessgeraet soll die Reproduzierbarkeit der Messkrafterzeugung verbessert werden. Dabei steht die Aufgabe der Einstellung kleiner Messkraefte mit hoher Genauigkeit trotz Spiel im Getriebe und Reibung am Messschlitten. Das wird dadurch erreicht, dass bei jeder Bewegungseinleitung durch den Motor (6) eine Messkrafterzeugungsvorrichtung (4) betaetigt wird und jeder Impuls der ersten Impulsgruppe des Messsystems (3) zum Nullsetzen der Differenz der Zaehlerstaende beider Messsysteme (3, 8) eingesetzt ist, wobei das Nullsetzen von einer Messobjekterkennungseinrichtung (22) gesteuert ist.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist geeignet für Längenmeßgeräte mit einem Meßsystem, welches von einem Motor mit einem Motormeßsystem zur Meßkrafterzeugung angetrieben wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist eine „Vorrichtung zur Erzeugung einer Meßkraft für ein Längonmeßgerät" aus der DD PS 262068 bekannt. Ein Meßkopf mit Meßsystem trägt zwei Anschläge durch die ein geschlossenes umlaufendes Zugmittel mit einem Anschlag hindurchgeführt ist.

Um diesen Anschlag sind zwei Energiespeichersysteme, die gegen die Anschläge am Meßkopf und gegen den Anschlag am Zugmittel vorgespannt sind, angeordnet. Das Zugmittel ist von einem Motor mit Getriebe angetrieben.

Nachteil dieser Lösung ist, daß durch Spiel im Getriebe die Meßgenauigkeit, insbesondere bei sich ändernder Meßrichtung, beeinträchtigt wird.

Weiterhin ist ein „System für rien Spielausgleich im Meßsystem" aus der EP PS 226559 bekannt. Ein Schlitten ist mit einer Mutter gekoppelt, welche von einer Gewindespindel angetrieben ist. Die Gewindespindel ist mit einem rotatorischen inkrementalen Meßsystem verbunden. In der Mutter ist über eine Reibkopplung eine Stange gelagert, die an ihren Enden Kontakte trägt, die betätigt werden, wenn das Spiel zwischen der Spindel und der Mutter überwunden ist, das heißt, wenn sich die Mutter tatsächlich bewegt und die Stange von einem Kontakt zum anderen bewegt.

Solange die Kontakte nicht umschalten, werden die impulse vom rotatorischen Geber blockiert. Der Schaltabstand zwischen den Kontakten ist kleiner als der kleinste Teilungsabstand auf dem rotatorischen Geber.

Nachteil dieser Lösung ist ihr komplizierter Aufbau, um den kleinen Schaltabstand mit angemessener Genauigkeit herzustellen.

Die Reproduzierbarkeit hängt stark von den Reibungsverhältnissen und dem Zustand der Schaltkontakte ab.

Außerdem ist noch ein „Verfahren und ein·} Anordnung zur Kompensation belastungsabhängiger Längenmeßfehler" aus der DD PS 257488 bekannt. Der Wälzschraubtrieb einer Werkzeugmaschine ist duich einen Motor angetrieben. An beiden Enden der Spindel des Wälzschraubtriebes ist ein inkremantaler rotatorischer Geber angeordnet. Der Wälzschraubtrieb wird zum Eichen mit einer konstanten und bekannten Kraft beaufschlagt. Die Spindel gibt dieser Kraft nach, was zu einer Winkeldifferenz zwischen den beiden rotatorischen Gebern führt. Von dieser Vergleichswinkeldifferenz ausgehend werden aus den bei unterschiedlichen Belastungen auftrete: den Winkeldifferenzen, Korrekturwerte für die Steuereinrichtung des Antriebsmotors berechnet.

Als Nachteil dieser Lösung ist zu nennen, daß sie nur für so große Kräfte geeignet ist, die zu meßbaren Verformungen führen.

Ziel der Erfindung

Ziel ist es, die Nachteile der bekannten Lösungen zu vermeiden und die Reproduzierbarkeit der Meßkrafterzeugung zu verbessern.

Weson der Erfindung

Die Erfindung löst die Aufgabe der Einstellung kleiner Meßkräfte mit hoher Genauigkeit trotz Spiel im Getriebe und Reibung am Meßschlitten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bsi jeder Bewegungseinleitung durch den Motor einer der ersten Impulse de'j Meßsystems zum Nullsetzen der Differenz der Zählerstände beider Maßsysteme eingesetzt ist, wobei das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände in einen bestimmten voi wählbaren Bereich lisgt und unter Verwendung zweier Scheiben von denen die erste mit der Getriebswelle ist und die zweite Scheibe mit zwei Anschlägen und zwei Hebeln auf der Getriebewelle drehbar gelagert ist, wobei die beiden Hebel mittels einer Zugfeder gegen die beiden Anschläge auf der zweiten Scheibe und einen Mitnehmer auf der ersten Scheibe gedruckt ν irden und die zweite Scheibe über zwei aufwickelbare Zugmittel mit den Enden des Meßschlittens verbunden ist.

Ausführungsbeispiel

Anhand einer Ze."hnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die folgenden Erläuterungen stützen sich auf die Anwendung der Erfindung an einer kleinen Längenmeßmaschine in deren Grundkörper 1 ein Meßschlitten 2 präzise geradegeführt ist.

Vorzugsweise ist de; Meßschlitten 2 in einer Präzisionswälzführung gelagert. Der Meßschlitten 2 trägt den beweglichen Teil des Meßeystems 3, beispielsweise ein inkrementaler Maßstab.

An den beiden Enden des Meßschlittens 2 ist je ein Zugmittel 5,5' angekoppelt. Die Zugmittel 5 werden von einem Motor 6 mit Getriebe 7 bewegt.

Zwischen den Zugmitteln 5,5' und dem Getriebe 7 ist eine Meßkrafterzeugungsvorrichtung 4 angeordnet.

Diese Meßkrafterzeugungsvorrirhtung 4 enthält eine erste Scheibe 15 die mit der Welle 14 des Getriebes 7 verbunden ist. Die Scheibe 15 trägt einen Mitnehmer 16. Die Meßkrafterzeugungsvorrichtung 4 enthält noch eine zweite Scheibe 18 die auf der Welle 14 des Getriebes 7 drehbar gelagert ist.

Auf die Scheibe 18 sind die beiden Zugmittel 5,5' wechselseitig aufwickelbar. Zwischen dem Zugmittel 5' und dem einem Ende des Meßschlittens 2 ist eine Zugfeder 17 eingesetzt, welche die beiden Zugmittel 5,5' vorspannt. Auf der zweiten Scheibe 18 sind außerdem zwei einstellbare Anschläge 19,19'angeordnet und zwei Hebel 20,20'um Mittelpunkt der Scheibe 18 drehbar gelagert. Die beiden Hebel 20,20' werden von einer Zugfeder 21 gegen den Mitnehmer 16 auf der Scheibe 15 und gegen die beiden Anschläge 19,19' auf der Scheibe 18 gedruckt.

Die Bewegung des Motors 6 wird von einem Motormeßsystem 8 erfaßt, dessen Signale an einen ersten Zähler 9 einer Verarbeitungseinheit 11 gelangen.

Am Grundkörper 1 sitzt der zweite Teil des Meßsystems 3 fest, dessen Signale sowohl einer Anzeigeeinheit 12 als auch einem zweiten Zähler 10 der Verarbeitungseinheit 11 zugeführt ^lvorden.

In der Verarbeitungseinheit 11 werden die Zählerstände und deren Differenz erfaßt.

Außerdem enthält die Verarbeitungseinheit 11 eine Meßobjekterkennungseinrichtung 22. Diese registriert die Anzahl der Impulse beider Meßsysteme 3,8 in bestimmten Zeitintervallen.

Es sind aber auch anders wirkende Meßobjekterkennungseinrichtungen, wie beispielsweise elektrische, magnetische oder optische, einsetzbar.

Ausgelöst wird das Nullsetzen von jedem Impuls der ersten Impulsgruppe des Meßsystems 3. Ausgeführt wird das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände nicht, wenn die Anzahl der Impulse pro Zeitintervall beider Meßsysteme größer Null ist und sich die Anzahl der Impulse pro Zeitintervall am Meßsystem 3 auf Null ändert.

Der Motor 6 wird in Bewegung versetzt.

Über den ersten Zähler 9 baut sich in der Verarbeitungseinheit 11 durch die vom Motormeßsystem 8 kommenden Signale ein Zählerstandsdifferenz auf.

Nachdem das Spiel im Getriebe 7 überwunden ist, bewegt sich der Meßschlitten 2 undd die Impulse der ersten Impulsgruppe vom Meßsystem 3 setzt die Zählerstandsdifferenz in der Verarbeitungseinheit 11 gleich Null.

Tastet der Meßschlitten 2 mit seinem Tastbolzen einen Prüfling 13 an, bleibt der Meßschlitten 2 stehen.

Das Meßsystem 3 liefert keine Signale mehr an den zweiten Zähler 10, so daß sich die Zählerstandsdifferenz weiter aufbaut, weil die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit am Meßsystem sich auf Null geändert hat, wodurch die Meßobjekterkennungseinrichtung das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände in der Verarbeitungseinheit 11 blockiert. Eine gewünschte Meßkraft, beispielsweise von 100 ρ entspricht einer bestimmten Zählerstandsdifferenz, beispielsweise von 1000 Impulsen.

Der Motor 6 läuft nun so lange weiter, bis diese Zählerstandsdifferenz erreicht ist. Dadurch baut sich über die Meßkrafterzeugungsvorrichtung 4 die gewünschte Meßkraft am Prüfling 13 auf, indem der Mitnehmer 16 beispielsweise den Hebel 20 mitnimmt. Dabei wird über die Zugfeder 21 der Hebel 20' gegen den Anschlag 19' gadrückt, wodurch die Scheibe 18 und und das Zugmittel 5 mit der Meßkraft beaufschlagt werden. Die Zugfeder 17 hält dabei die Zugmittel 5,5' straff.

Bewegt man danach den Motor 6 in die umgekehrte Richtun _Jt nimmt die vorhandene Zählerstandsdifferenz wieder ab.

Der Mitnehmer 16 bewegt sich zurück, bis beide Hebel 20,20'wieder am Mitnehmer 16 und an den Anschlägen 19,19'anliegen.

Nachdem das Spiel im Getriebe 7 überwunden ist, bewegt sich auch der Me!?schlitten 2 und jeder Impuls der ersten Impulsgruppe vom Meßsystem 3 setzt die Zählorstai idsdifferenz auf Null, so daß sofort in der anderen Richtung wieder die gewünschte Meßkraft ganz genau aufgebaut werden kann, indem der Mitnehmer 16 den Hebel 20' mitnimmt, wobei die Zugfeder 21 den Hebel 20 gegen den Anschlag 19 drückt, wodurch die Scheibe 18 und das Zugmittel 5'mit der Meßkraft beaufschlagt werden.

Vorteil der Erfindung ist, daß Spiel im Getriebe und Reibungsunterschiede keinen Einfluß mehr auf die Größe der Meßkraft habon, so daß Präzisionsmessungen, insbesondere eine hohe Reproduzierbarkeit der Meßkraft gesichert ist.

Claims (2)

1. Verfahren zur Erzeugung von Meßkräften an einem Längenmeßgerät mit einem Meßsystem und einem Motormeßsystem, unter Verwendung eines Getriebes, welches einerseits mit einem Motor mit dem Motormeßsystem verbunden ist und andererseits an einer Meßkrafterzeugungseinrichtung angeschlossen ist, die mit einem Meßschlitten verbunden ist, an dem der bewegliche Teil des Meßsystems sitzt, wobei das Meßsystem und das Motormeßsystem je an einem Zähler einer Verarbeitungseinheit angeschlossen sind und das Meßsystem mit einer Anzeigeeinheit in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Bewegungseinleitung durch den Motor (6) jeder Impuls der ersten Impulsgruppe des Meßsystems (3) zum Nullsetzen der Differenz der Zählerstände beider Meßsysteme (3; 8) eingesetzt ist, wobei das Nullsetzen der Differenz der Zählerstände nur erfolgt, solange eine Meßobjekterkennungseinrichtung (22) kein Meßobjekt erkennt.

2. Vorrichtung zur Erzeugung von Meßkräften in einem Längenmeßgerät mit einem Getriebe, welches einerseits mit einem Motor mit einem Motormeßsystem und andererseits mit einem Meßschlitten mit einem Meßsystem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Getriebe (7) und dem Meßschlitten (2) an einer Welle (14) des Getriebes (7) eine erste Scheibe (15) ^riit einem Mitnehmer (16) angebracht ist und daß eine zweite Scheibe (18) mit zwei einstellbaren Anschlägen (19,19') und zwei um den Mittelpunkt der zweiten Scheibe (18) drehbaren Hebeln (20, 20'), auf der Welle (14) des Get; iebes (7) drehbar gelagert ist, wobei die beiden Hebel (20,20') mittels einer Zugfeder (21) sowohl gegen die beiden Anschläge (19,19') auf der zweiten Scheibe (18) als auch gegen den Mitnehmer (16) auf der ersten Scheibe (18) wechselseitig je ein Zugmittel (5, 5') aufwickelbar ist, welche andererseits je an einem Ende des Meßschlittens (2) befestigt sind, wobei zwischen dem einen Zugmittel (5') und dem Meßschlitten (2) eine Zugfeder (17) eingesetzt ist.