• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1986005583A1
    申请号:PCT/EP1986/000174
    申请日:1986-03-22
    公开日:1986-09-25
    发明作者:Tilmann Fischer；Hans-Ulrich Krempa
    申请人:Rheinmetall Gmbh；
    IPC主号:G01B11-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren zur Vermessung von insbesondere rotationssymme rischen Werkstücken
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermessung von insbesondere rotationssymmetrischen Werkstücken.
    [0003] Dieses Verfahren wird bevorzugt in der Fertigungsme߬ technik zur Überprüfung von in Serie hergestell en Werkstücken, wie beispielsweise Kurbelwellen und/oder Achsen eingesetzt.
    [0004] Zur Vermessung derartiger Werkstücke sind bereits ebenfalls berührungslos arbeitende pneumatische Ver- fahren bekannt, bei denen jedoch in nachteiliger Weise Düsenelemente zur Beaufschlagung der zu messenden Werk¬ stückoberfläche mit Luft in unmittelbare Nachbarschaft des Werkstücks gebracht werden müssen. Zudem ist ein vergleichsweise hoher Aufwand zur Erzeugung der Druckluft erforderlich.
    [0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wesent¬ lich vereinfachtes Verfahren zur Vermessung von Werk¬ stücken und eine geeignete Vorrichtung zur Durchfüh- rung dieses Verfahrens anzugeben. Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe geht aus Anspruch 1 hervor. Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen genannt.
    [0006] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
    [0007] Fig. 1: eine Aufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;
    [0008] Fig. 2: eine Seitenansicht der Vorrichtung;
    [0009] Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung von Teilen der Vorrichtung nach Fig. 1 zur Erläute- rung des Meßverfahrens.
    [0010] In einer schematischen Darstellung zeigt Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführu-ng des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens. Ein zu vermessendes Werkstück 1, z. B. eine entlang der Achse 30 mit unterschiedlichen Durchmes¬ sern D 1, D 2 ausgestattete Welle l.ist für den Meßvor¬ gang ortsfest in einer nicht dargestell en Halterung angeordnet. Parallel zur bevorzugten Achse 30 des Werkstücks 1 verlaufend ist weiter ein Linearmaßs ab vorgesehen. Mit dem Meßverfahren sollen die Durchmes¬ serwerte des Werkstücks und deren Lage entlang der bevorzugten Achse, also auch in Bezug auf den Linar- maßstab 3 überprüft werden. Zu diesem Zweck werden optische Schnitte senkrecht zu einer bevorzugten Werkstückachse, beispielsweise zur Achse 30 oder auch senkrecht zu einer Ober- bzw. Unterkante des Werk¬ stücks 1 auf mindestens zwei optoelektronische Wandler 2, 2' abgebildet, die ent¬ lang des Linearmaßstabs 3 bewegbar angeordnet sind. Als optoelektronische Wandler werden zweckmäßig Halblei erkameras verwendet, deren im wesentlichen sich linear erstreckende Lichtaufnahmeflächen in der Schnittebene angeordnet sind. Abhängig von der Ab¬ schattung der lichtempfind"lichen Flächen der optoelek¬ tronischen Wandler 2, 2' durch die Konturen des zu vermessenden Werkstücks 1 liefern die optoelektroni- sehen Wandler 2, 2' elektrische Ausgangssignale, die nach geeigneter Verknüpfung, z. B. nach Differenzbil¬ dung, unmittelbar dem Durchmesserwert des Werkstücks 1 an der jeweiligen Meßposition der optoelek roni¬ schen Wandler proportional sind. Die aus den Ausgang- ssignalen der optoelektronischen Wandler 2, 2' ermittelten Durchmesserwerte lassen sich vermittels des Linearmaßstabs 3 eindeutig der jeweiligen Lage der optoelektronischen Wandler 2, 2' zuordnen, so daß letztlich wegen der ortsfesten Anordnung des zu vermessenden Werkstücks 1 in der Meßanordnung ein eindeutiger Zusammenhang zwischen einem gemessenen Dur'chmesserwert und dem Abstand dieses Durchmesser¬ bereichs des Werkstücks 1 vom Anfang des Werkstücks 1 besteht .
    [0011] Zwecks Optimierung der optischen Abbildungsverhält¬ nisse ist hinter dem zu vermessenden Werkstück 1 ein diffus streuendes bzw. reflektierendes optisches Element, z. B. eine Mattscheibe 4, angeordnet, die im Bedarfsfall von der Rückseite her durch eine Lichtquelle 8 beleuchtbar ist.
    [0012] Um ein dem Durchmesser des Werkstücks 1 an der Me߬ stelle entsprechendes elektrisches Signal zu gewinnen, werden die Ausgangssignale 20, 20' der optoelektro¬ nischen Wandler 2, 2' bevorzugt einem Subtrahierglied 7 zugeleitet, das die Differenz der beiden Ausgangs¬ signale 20, 20' bildet. Das gebildete Differenzsignal wird einer Recheneinheit 6 zugeleitet, der ebenfalls vom Linearmaßstab 3 die in Form von elektrischen Sig¬ nalen vorliegenden Positiόnswerte der optoelektroni¬ schen Wandler 2, 2' zugeführt werden. Die Rechenein¬ heit 6 ordnet diese Posi ionswerte den jeweils ermit- telten Durchmesserwerten zu und läßt diese ggf. auf einer Ausgabeeinrichtung, z. B. einem Drucker oder einem Plotter, protokollieren.
    [0013] In der Fertigungsmeßtechnik wird zweckmäßig so ver- fahren, daß bestimmte Sollwerte und Toleranzen eines bestimmten Werkstücks vorgegeben und in der Rechen¬ einheit 6 abgespeichert werden. Nach Abschluß des Meßvorgangs kann dann ohne weiteres festgestellt werden, ob das vermessene Werkstück diesen Werten voll entspricht, oder als Ausschuß ausgesondert werden muß. Besonders bei hochwertigen Werkstücken dient das während des Meßvorgangs automatisch er¬ stellte Meßprotokoll als Nachweis für die Fertigungs¬ qualität .
    [0014] Anhand der vergrößerten Detaildarstellung der Fig. 3 wird noch deutlicher erkennbar, auf welche Weise die Ausgangssignale der optoelektronischen Wandler 2, 2' gewonnen und dem jeweiligen Durchmesserwert des Werk- Stücks 1 zugeordnet werden. In der Fig. 3 ist nur ein Teil des Werkstücks 1 mit unterschiedlichen abge¬ stuften Durchmesserwerten D 1, D 2, D 3 dargestellt. Schematisch angedeutet sind die lichtempfindlichen Flächen der optoelektronischen Wandler 2, 2' in einer ersten Position in der Schnittebene 31 und in einer zweiten Position in der Schnittebene 32 liegend. In der Schnittebene 31, die ebenfalls wie die zweite Schnitt¬ ebene 32 senkrecht zur bevorzugten Achse 30 des Werk¬ stücks 1 geführt ist, wird ein größerer Bereich der lichtempfindlichen Flächen der optoelektronischen Wandler 2, 2' abgeschattet als in der Schnittebene 32, da in der Schnittebene 31 des Werkstücks 1 einen größeren Durchmesser D 1 aufweist . - Der Linearmaβstab 3, der zur Feststellung der jeweiligen Position der optoelektronischen Wandler 2, 2' dient, ist in der Fig. ebenfalls nur schematisch angedeutet.
    [0015] Wie zuvor bereits beschrieben, wird durch Differenz¬ bildung aus den Ausgangssignalen der optoelektro¬ nischen Wandler 2, 2' der jeweilige Durchmesserwert D 1 bzw. D 2 des Werkstücks 1 ermittelt und der Position X 1 bzw. X 2 zugeordnet.
    [0016] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Meßvorgang, noch dadurch beschleunigt werden, daß entlang des Linearmaßstabs 3 ortsfest eine größere Vielzahl von optoelektronischen Wandlern 2, 2' ange¬ ordnet sind, die gleichzeitig an bevorzugten markanten Stellen des Werkstücks 1, z. B. im Bereich von Durch¬ messersprüngen, die Durchmesserwerte ermitteln und entsprechend viele Meßwerte gleichzeitig an die Recheneinheit 6 weiterleiten.
    [0017] Ein besonderer Vorteil dieses berührungslosen Meßver¬ fahrens besteht in seiner hohen Flexibilität gegenüber unterschiedlichen Werkstückgeometrien. Ähnliche Werkstücke lassen sich durch geringfügige Änderung der in der Fig. nicht dargestellten Haltevorrichtung ohne größere mecha¬ nische Hinderungen in der gleichen Vorrichtung vermessen, wobei noch eine bemerkenswert hohe Präzision erreicht wird
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s r ü c h
    1. Verfahren zur Vermessung von insbesondere rota¬ tionssymmetrischen Werkstücken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß optische Schnitte senkrecht zu einer bevorzugten Werkstück¬ achse (30) auf mindestens zwei jeweils in der Schnittebene (31, 32) angeordnete optoelektronische Wandler (2, 2*) abgebildet werden, und daß die Aus¬ gangssignale der optoelektronischen Wandler (2,' 2') der jeweiligen Position der parallel zur Achse (30) verschiebbar angeordneten optischen Wandler (2, 2') zugeordnet werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Ausgangssignale (20, 20') der optoelektronischen Wandler (2, 2') und die diesen Signalen zugeordnete Position (X 1, X 2) der Wandler (2, 2') in einem Meßprotokoll er¬ faßt werden.
    3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, g e k e n n z e i c h e t d u r c h mindestens zwei in einer Ebene senkrecht übereinander angeordnete, entlang eines Linearma߬ stabs (3) verschiebbare optoelektronische Wandler (2, 2') mit im wesentlichen linienartigen, licht¬ empfindlichen Flächen, die ein Lichtsignal in ein elektrisches Signal umwandeln, und Auswertemittel (6, 7, 9) zur Verarbeitung der Ausg.angssignale der optoelektronischen Wandler (2, 2').
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der den optoelektronischen Wandlern (2, 2') abgewandten Seite des Werkstücks (1) ein Licht diffus streuendes bzw. reflektierendes optisches Element, z. B. eine Mattscheibe (4), angeordnet ist.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auswertemittel (6, 7, 9,) aus einem
    Subtrahierglied (7), einer Recheneinheit (6) und einer Protokolliereinheit (9) bestehen.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    CA1128164A|1982-07-20|Scanning of workpieces such as lumbercants
    US5433649A|1995-07-18|Blade position detection apparatus
    US4666303A|1987-05-19|Electro-optical gap and flushness sensors
    DE3123703C2|1991-01-03|
    US4079252A|1978-03-14|Photoelectric grating displacement measuring apparatus
    DE19717488C2|2003-05-15|Vorrichtung zur Inspektion der Oberfläche von Objekten
    US5125741A|1992-06-30|Method and apparatus for inspecting surface conditions
    US4564765A|1986-01-14|Optoelectronic method and apparatus for measuring the bending angle of materials
    EP0038378B1|1986-04-23|Apparat zum Prüfen von Brennstofftabletten
    US4573193A|1986-02-25|Individual identification apparatus
    US4596037A|1986-06-17|Video measuring system for defining location orthogonally
    EP0224437B1|1989-07-12|Optische Vorrichtung mit Lichtbündel zur automatischen Kontrolle der Biegeoperation beim Biegen mit einer Abkantpresse
    CA2103828C|2005-07-26|Measurement of transparent container wall thickness
    US6320654B1|2001-11-20|Method for the automatic recognition of surface defects in body shells and device for carrying out said method
    US6094269A|2000-07-25|Apparatus and method for optically measuring an object surface contour
    US3749500A|1973-07-31|Optical caliper and edge detector-follower for automatic gaging
    US3922094A|1975-11-25|Apparatus for measuring diameter, out-of-roundness and vibration of an object to be measured
    DE2935716C2|1987-07-09|
    US6055329A|2000-04-25|High speed opto-electronic gage and method for gaging
    US4994677A|1991-02-19|Method for positioning an object relative to a plane and measuring length and apparatus for implementing same
    US3857637A|1974-12-31|Surface distortion analyzer
    US4070116A|1978-01-24|Gap measuring device for defining the distance between two or more surfaces
    EP0206744A2|1986-12-30|Optische Oberflächenfühlvorrichtung
    US4055382A|1977-10-25|Testing method for the separate determination of varying work surface flaws and arrangement for said method
    US3870890A|1975-03-11|Method and apparatus for measuring mutually perpendicular dimensions
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE3510644A1|1986-10-02|
    EP0229076A1|1987-07-22|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-09-25| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP |
    1986-09-25| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]