[go: up one dir, main page]

NL1041084B9 - A method and apparatus for quickly and accurately centering and clamping both cylindrical and conical objects such as gauges, smooth or threaded, internally and externally, for accurately measuring in particular outer diameters, core diameters and flank diameters using a known 2-dimensional scanning measuring machine. - Google Patents

A method and apparatus for quickly and accurately centering and clamping both cylindrical and conical objects such as gauges, smooth or threaded, internally and externally, for accurately measuring in particular outer diameters, core diameters and flank diameters using a known 2-dimensional scanning measuring machine. Download PDF

Info

Publication number
NL1041084B9
NL1041084B9 NL1041084A NL1041084A NL1041084B9 NL 1041084 B9 NL1041084 B9 NL 1041084B9 NL 1041084 A NL1041084 A NL 1041084A NL 1041084 A NL1041084 A NL 1041084A NL 1041084 B9 NL1041084 B9 NL 1041084B9
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
caliber
diameter
conical
measured
measuring
Prior art date
Application number
NL1041084A
Other languages
Dutch (nl)
Other versions
NL1041084B1 (en
Inventor
Reginald Galestien Ir
Original Assignee
Iac Geometrische Ingenieurs B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iac Geometrische Ingenieurs B V filed Critical Iac Geometrische Ingenieurs B V
Priority to NL1041084A priority Critical patent/NL1041084B9/en
Priority to CN201510186137.5A priority patent/CN105157653B/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1041084B1 publication Critical patent/NL1041084B1/en
Publication of NL1041084B9 publication Critical patent/NL1041084B9/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0002Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
    • G01B5/0004Supports
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/08Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring diameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/08Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring diameters
    • G01B5/12Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring diameters internal diameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/14Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G01B5/16Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures between a succession of regularly spaced objects or regularly spaced apertures
    • G01B5/163Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures between a succession of regularly spaced objects or regularly spaced apertures of screw-threads
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B5/204Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures of screw-threads

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een methode en daarop gebaseerde apparaten voor het snel en nauwkeurig centreren en opspannen van cilindrische en conische objecten zoals moerpenkalibers en boutringkalibers voor het geometrisch scannen van de uitwendige of inwendige contouren met behulp van een bekende 2 dimensionale scannende meetmachine.The invention relates to a method and apparatus based thereon for quickly and accurately centering and clamping cylindrical and conical objects such as nut gauges and bolt ring gauges for geometrically scanning the external or internal contours with the aid of a known 2-dimensional scanning measuring machine.

Description

Nederlandse Octrooiaanvrage nummer: 1041084Dutch Patent Application Number: 1041084

Titel: een methode en apparaten voor het snel en nauwkeurig centreren en opspannen van zowel cilindrische als conische objecten zoals kalibers, glad of met schroefdraad, inwendig en uitwendig, voor het nauwkeurig meten van met name buitendiameters. kerndiameters en flankdiameters met behulp van een bekende 2 dimensionale scannende meetmachine.Title: a method and apparatus for quickly and accurately centering and clamping both cylindrical and conical objects such as gauges, smooth or threaded, internally and externally, for accurately measuring in particular outside diameters. core diameters and flank diameters using a known 2-dimensional scanning measuring machine.

De uitvinding heeft betrekking op een methode en daarop gebaseerde apparaten voor het snel en nauwkeurig centreren en opspannen van cilindrische en conische objecten zoals moerpenkalibers en boutringkalibers voor het geometrisch scannen van de uitwendige of inwendige contouren met behulp van een bekende 2 dimensionale scannende meetmachine, (fig. 1)The invention relates to a method and apparatus based thereon for quickly and accurately centering and clamping cylindrical and conical objects such as swivel gauges and bolt ring gauges for geometrically scanning the external or internal contours with the aid of a known 2-dimensional scanning measuring machine, (fig. 1)

De bekende opspan-methoden van de 2D-Scanners hebben het voordeel boven de éénassige meetmachines dat er niet uitgericht hoeft te worden zonder dat dit nauwkeurigheid negatief beïnvloedt. Voor conische schroefdraadkalibers met grote spoed en coniciteit waren deze bekende opspan-methoden van de 2D-Scanners echter niet optimaal. Deze uitvinding betreft een verbetering van de bekende opspanmethoden voor 2D-Scanners zodat dezelfde voordelen en dezelfde nauwkeurigheid ook gehaald kunnen door inwendige en uitwendige conische schroefdraadkalibers.The known clamping methods of the 2D-Scanners have the advantage over the single-axis measuring machines that there is no need to align without this having a negative influence on accuracy. For conical thread calibers with high pitch and conicity, however, these known clamping methods of the 2D Scanners were not optimal. This invention relates to an improvement of the known clamping methods for 2D-Scanners so that the same advantages and the same accuracy can also be achieved by internal and external conical thread calibers.

Eerst wordt uitgelegd hoe een meting met een éénassige meetmachine wordt uitgevoerd en vervolgens de bekende opspan-methoden van de 2D-Scanners.First it is explained how a measurement is carried out with a single-axis measuring machine and then the known clamping methods of the 2D Scanners.

Voor het meten van inwendige en uitwendige diameters zijn éénassige meetmachines bekend, (fig. 16 en 17)Single-axis measuring machines are known for measuring internal and external diameters (Figs. 16 and 17).

De bekende éénassige meetmachine die uitgerust is voor de kalibratie van ringkalibers bestaat uit: 37) lnstelring 38) Kogelvormige meetpunt links 39) Kogelvormige meetpunt rechts 40) Beweegbare Meetbeugel links 41) Vaste Meetbeugel rechts 42) lncrementele maatstaf met opto-electronische meetkop en display 43) Meetpinole met rechtgeleiding 44) Machineframe 45) Kinematische zwemtafel met instelbare kiep- en dwarsverstelling voor uitrichten ringkaliber 46) Vaste pinoleThe well-known single-axis measuring machine that is equipped for calibrating ring gauges consists of: 37) Adjustment ring 38) Ball-shaped measuring point on the left 39) Ball-shaped measuring point on the right 40) Movable measuring bracket on the left 41) Fixed measuring bracket on the right 42) lncremental measure with opto-electronic measuring head and display 43 ) Measuring pinole with straight guide 44) Machine frame 45) Kinematic swimming table with adjustable tilt and cross adjustment for aligning ring gauge 46) Fixed pinole

De bekende éénassige meetmachines hebben het nadeel dat zowel het instelkaliber en vervolgens het te meten object zeer nauwkeurig uitgericht moeten worden voor de optimale nauwkeurigheid van de diameter-meetwaarde. Als de meetas 43 van de éénassige meetmachine de hartlijn van de ringen 37 niet loodrecht snijdt dan is de meting niet nauwkeurig.The known single-axis measuring machines have the disadvantage that both the adjustment caliber and subsequently the object to be measured have to be aligned very accurately for the optimum accuracy of the diameter measurement value. If the measuring axis 43 of the single-axis measuring machine does not intersect the center line of the rings 37 perpendicularly, the measurement is not accurate.

Indien een inwendige diameter gemeten moet worden op een éénassige meetmachine wordt deze uitgerust met twee meetbeugels 40 en 41 met twee kogelvormige tastpunten 38 en 39. Vervolgens wordt een gecertificeerde instelring 37 met een nauwkeurig gekalibreerde en dus bekende diameter op de kinematische oplegtafel 45 geplaatst waarna deze gekiept moet worden om de hartlijn van de instelring loodrecht te laten kruisen met de meetas 43 van de éénassige meetmachine. Hierbij geeft het meetdisplay de kleinste waarde aan. Daarna wordt de ring met behulp van de kinematische tafel getransleerd zodat het display van de éénassige meetmachine de grootste waarde aangeeft.If an internal diameter is to be measured on a single-axis measuring machine, it is equipped with two measuring brackets 40 and 41 with two ball-shaped touch points 38 and 39. A certified setting ring 37 with an accurately calibrated and thus known diameter is then placed on the kinematic support table 45, after which this it must be tilted to make the center line of the setting ring cross perpendicular to the measuring axis 43 of the single-axis measuring machine. The measurement display shows the smallest value. The ring is then translated by means of the kinematic table so that the display of the single-axis measuring machine indicates the largest value.

Deze twee processen dienen iteratief herhaald te worden voor de beste nauwkeurigheid. Vervolgens wordt de diameter uit het certificaat van de gekalibreerde instelring in het uitleesdisplay ingevoerd. Nationale meetinstituten kunnen meetonzekerheden voor instelringen geven in de orde van 0,3 pm.These two processes must be repeated iteratively for the best accuracy. The diameter from the certificate of the calibrated adjustment ring is then entered in the readout display. National measuring institutions can give measurement uncertainties for setting rings in the order of 0.3 pm.

Om nu de onbekende diameter van de te meten ring te bepalen wordt de instelring van de éénassige meetmachine afgenomen en wordt de te meten ring op dezelfde wijze opgespannen, uitgericht en gemeten.To now determine the unknown diameter of the ring to be measured, the adjusting ring is removed from the single-axis measuring machine and the ring to be measured is clamped, aligned and measured in the same way.

De meetwaarde van de gemeten ring wordt dan direct gepresenteerd op het display van de éénassige meetmachine. Er wordt dus uitgegaan van het diameterverschil tussen de gecertificeerde instelring en de gemeten ring en dat beide ringen exact uitgericht zijn, dus dat de meetas van de éénassige meetmachine de hartlijnen loodrecht snijdt.The measured value of the measured ring is then immediately presented on the display of the single-axis measuring machine. The difference in diameter between the certified setting ring and the measured ring is therefore assumed, and that both rings are precisely aligned, so that the measuring axis of the single-axis measuring machine intersects the center lines perpendicularly.

Voor het meten van uitwendige diameters met een éénassige meetmachine worden de beugels 40 en 41 verwijderd en vervangen door twee parallelle tastpunten vlak of met meskanten 48 en 49. (fig.17)For measuring external diameters with a single-axis measuring machine, the brackets 40 and 41 are removed and replaced by two parallel touch points flat or with knife edges 48 and 49. (Fig. 17)

De bekende éénassige meetmachine die uitgerust is voor de kalibratie van penkalibers bestaat uit: 47) lnstelpenkaliber 48) Meskant meetpunt links 49) Meskant meetpunt rechts 50) Beweegbare Meetpinole links 51 )Vaste Meetpinole rechts 52) Display 53) lncremente!e maatstaf met opto-electronische meetkop Machineframe 54) Meetpinole met rechtgeleiding 55) Machine Frame 56) Kinematische zwemtafel met instelbare kiep- en dwarsverstelling voor uitrichten penkaliber 57) Vaste pinoleThe well-known single-axis measuring machine that is equipped for calibrating pen gauges consists of: 47) Adjustment pen gauge 48) Knife side measuring point left 49) Knife side measuring point right 50) Movable measuring pinole left 51) Fixed measuring pinole right 52) Display 53) lncremente! electronic measuring head Machine frame 54) Measuring pin with straight guide 55) Machine Frame 56) Kinematic swimming table with adjustable tilt and cross adjustment for aligning pen gauge 57) Fixed pinole

Voor de instelling van de éénassige meetmachine wordt nuFor the setting of the single-axis measuring machine is now

Vervolgens wordt een gecertificeerd instelpenkaliber 47 met een nauwkeurig gekalibreerde en dus bekende diameter op de kinematische oplegtafel 56 geplaatst waarna deze gekiept moet worden om de hartlijn van de instelpen loodrecht te laten kruisen met de meetas 54 en 50 van de éénassige meetmachine.A certified adjustment gauge 47 with a precisely calibrated and thus known diameter is then placed on the kinematic support table 56, after which it must be tipped to allow the center line of the adjustment to cross perpendicularly with the measuring axis 54 and 50 of the single-axis measuring machine.

Hierbij geeft het meetdisplay 52 de kleinste waarde aan. Dit proces dient iteratief herhaald te worden voor de beste nauwkeurigheid. Vervolgens wordt de diameter uit het certificaat van de gekalibreerde instelpen 47 in het uitleesdisplay 52 ingevoerd. Nationale meetinstituten kunnen meetonzekerheden voor instelpenne geven in de orde van 0,2 tot 0,3 pm.Here, the measurement display 52 indicates the smallest value. This process must be repeated iteratively for the best accuracy. The diameter from the certificate of the calibrated adjustment pin 47 is then entered into the readout display 52. National measuring institutes can give measurement uncertainties for instinctne in the order of 0.2 to 0.3 pm.

Om nu de onbekende diameter van de te meten pen te bepalen wordt de gecertificeerde instelpen van de éénassige meetmachine afgenomen en wordt de te meten pen op dezelfde wijze opgespannen, uitgericht en gemeten.To determine the unknown diameter of the pin to be measured, the certified set point is taken from the single-axis measuring machine and the pin to be measured is clamped, aligned and measured in the same way.

De meetwaarde van de gemeten pen wordt dan direct gepresenteerd op het display van de éénassige meetmachine. Er wordt dus uitgegaan van het diameterverschil tussen de gecertificeerde instelpen en de gemeten pen en dat beide pennen exact uitgericht zijn, dus dat de meetas van de éénassige meetmachine de hartlijnen loodrecht kruist.The measured value of the measured pin is then immediately presented on the display of the single-axis measuring machine. It is therefore assumed that the diameter difference between the certified pin and the measured pin is correct and that both pins are precisely aligned, so that the measuring axis of the single-axis measuring machine crosses the center lines perpendicularly.

Uiteraard dient de temperatuur van de apparatuur en de kalibers constant en bij voorkeur zo goed mogelijk gelijk te zijn aan de internationale meettemperatuur 20°C.Of course, the temperature of the equipment and the gauges must be constant and preferably as close as possible to the international measuring temperature of 20 ° C.

Het gaat om meetonzekerheden die klein zijn ten opzichte van de vereiste toleranties en dus in de orde van delen van of enkele micrometers moeten zijn.These are measurement uncertainties that are small in relation to the required tolerances and must therefore be in the order of parts of or a few micrometers.

De 2 dimensionale scanmethode en 2D-scanners zijn beschreven in onder andere de patentschriften van Ir.R. Galestien: EP0589500 METHOD FOR GAUGING AND SCANNING OF SCREW THREADS AND SIMILAR GROOVES, en NL1005718 METHODE VOOR HET NAUWKEURIG METEN VAN SCHROEFDRAAD EN AANVERWANTE GEOMETRIEËN.The 2-dimensional scanning method and 2D scanners are described in, among other things, the patent papers of Ir.R. Galestien: EP0589500 METHOD FOR GAUGING AND SCANNING OR SCREW THREADS AND SIMILAR GROOVES, and NL1005718 METHOD FOR ACCURATE MEASUREMENT OF SCREW THREAD AND RELATED GEOMETRIES.

De bekende 2D-scanner met kaliber opname van deze uitvinding is in detail weergegeven in figuur 1 bestaande uit: 01: lineaire electronische verplaatsingsopnemer FRONT voor positie verticale Y-as 02: computergestuurde aandrijving vertikale as 03: lineaire electronische verplaatsingsopnemer BACK voor positie verticale Y-as 04: spil van aandrijving vertikale as 05: precisie kolom voor geleiding vertikale as 06: precisie rei voor geleiding horizontale as 07: lineaire electronische verplaatsingsopnemer voor positie horizontale X-as 08: systeem voor instelling meetkracht voor scanning boven- en onderkant kaliber 09: computergestuurde aandrijving horizontale as 10: spil voor aandrijving horizontale as 11:scanarm 12: kastplaat links van behuizing 13: houder voor nauwkeurige en reproduceerbare bevestiging uitwisselbare kaliber-opnames 14: uitwisselbare kaliber opname volgens deze uitvinding 15: dubbelzijdige scantaster 16: te meten (kalibreren) conische schroefdraadkaliber 17: elektronische taster voor meten hoekpositie φ van scanarm 18: aandrukker voor fixatie van kaliber tegen uitwisselbare kaliber opnameThe known 2D scanner with caliber recording of this invention is shown in detail in figure 1 consisting of: 01: linear electronic displacement sensor FRONT for vertical Y-axis position 02: computer-controlled vertical axis drive 03: linear electronic displacement sensor BACK for vertical Y-position axis 04: axis of drive vertical axis 05: precision column for guidance vertical axis 06: precision line for guidance horizontal axis 07: linear electronic displacement sensor for position horizontal X-axis 08: system for setting measuring force for scanning top and bottom caliber 09: computer-controlled horizontal axis drive 10: spindle for horizontal axis drive 11: scan arm 12: cabinet plate left of housing 13: holder for accurate and reproducible mounting interchangeable caliber recordings 14: interchangeable caliber recording according to the present invention 15: double-sided scan probe 16: to be measured (calibrate ) conical thread gauge 17: electronic bag ter for measuring angular position φ of scan arm 18: push-button for fixing caliber against exchangeable caliber recording

De bekende 2D-scanner met te kalibreren conische kaliber (16) en de opname volgens deze uitvinding (14) is schematisch weergegeven in figuur 2 in de situatie dat de scantaster (15) de bovenkant van het kaliber aftast en in de situatie dat de onderkant wordt gescand.The known 2D scanner with conical caliber (16) to be calibrated and the recording according to the present invention (14) is shown schematically in Figure 2 in the situation that the scan probe (15) scans the top of the caliber and in the situation that the bottom is scanned.

Met de bekende 2D scanning techniek worden de profielen van een schroefdraadkaliber aan de bovenkant met de onderste punt van scantaster (15) en de onderkant met de bovenste punt van de scantaster afgetast.With the known 2D scanning technique, the profiles of a thread gauge are scanned at the top with the bottom point of the scan probe (15) and the bottom with the top point of the scan probe.

Terwijl de scanpunt van (15) de contour van de profielen aan de bovenkant en aan de onderkant volgt worden de elektronische verplaatsingsopnemers 01, 03, 07 en 17 simultaan en zeer dynamisch uitgelezen door de aangesloten computer. Verplaatsingsopnemer (03) is optioneel en wordt gebruikt om het gieren van de Y-as verplaatsing te meten en te compenseren: compensatie van de Abbe-fout.While the scanning point of (15) follows the contour of the profiles at the top and at the bottom, the electronic displacement sensors 01, 03, 07 and 17 are read simultaneously and very dynamically by the connected computer. Displacement sensor (03) is optional and is used to measure and compensate for yawing of the Y-axis displacement: compensation of the Abbe error.

Door data-processing ontstaat een mathematische doorsnede van het kaliber met een vlak door de hartlijn van het kaliber. Vervolgens kunnen dan voor elke schroefdraadgang bepaald worden:Data processing creates a mathematical cross-section of the caliber with a plane through the center line of the caliber. The following can then be determined for each thread pass:

Buitendiameter, kerndiameter, eenvoudige flankdiameter, flankdiameter, virtuele flankdiameter, spoed, deelflankhoeken, profielzuiverheid en coniciteit.Outer diameter, core diameter, simple flank diameter, flank diameter, virtual flank diameter, pitch, partial flank angles, profile purity and conicity.

Bij conische kalibers zijn alle diameters afhankelijk van de locatie op de hartlijn.With conical gauges, all diameters depend on the location on the center line.

Bij de bekende 2D-scanner wordt deze locatie bepaald ten op zichte van de kopse kant van het kaliber die tegen de kaliberopname (14) wordt aangedrukt door aandrukker(18).With the known 2D scanner, this location is determined with respect to the front side of the caliber which is pressed against the caliber receiving (14) by the push-button (18).

De scantaster (15) beweegt in een vlak (20) dat bepaald wordt de rechtgeleidingen van de X-as (06), de Y-as (05) en de rotatie φ in het X-Y vlak om scharnier (19) (figuur 3).The scan probe (15) moves in a plane (20) that is determined by the straight guides of the X-axis (06), the Y-axis (05) and the rotation φ in the XY plane about hinge (19) (Figure 3) .

Dit vlak wordt genoemd scanvlak.This plane is called scan plane.

In een ideale en dus theoretische situatie ligt de hartlijn van het te kalibreren kaliber exact in dit scanvlak. In de praktijk zal dit echter niet het geval zijn. Zelfs bij de kleinste afstand van de hartlijn kaliber (16) tot scanvlak (20) geeft dit aanleiding tot meetwaarden van de diameters die te klein zijn. Dit is voor nauwkeurige kalibraties ontoelaatbaar. Bij de bekende opspanmethode is dit probleem opgelost voor parallelle kalibers glad of met schroefdraad en voor gladde conische pen en ring kalibers doch is de nauwkeurigheid niet optimaal voor conische schroefdraadring- en penkalibers met grote spoed en steile coniciteit zoals bij API Spec 7-2.In an ideal and thus theoretical situation, the center line of the caliber to be calibrated lies precisely in this scanning plane. However, this will not be the case in practice. Even at the smallest distance from the axis caliber (16) to scanning surface (20) this gives rise to measured values of the diameters that are too small. This is not permitted for accurate calibrations. With the known clamping method this problem is solved for parallel or smooth threaded calibers and for smooth conical pin and ring calibers, but the accuracy is not optimal for conical threaded ring and pin calibers with high pitch and steep conicity as with API Spec 7-2.

Uitgangspunt van de bekende centreermethode is dat het scanvlak (20) van de machine niet perfect hoeft samen te vallen met de hartlijn van het meetobject terwijl de meetwaarde van de diameter van het meetobject toch nauwkeurig gelijk is aan de diameter indien het scanvlak (20) wel zou zijn samengevallen met de hartlijn van het meetobject (16). (fig.6) Aangetoond zal worden dat deze bekende methode wel nauwkeurig is voor parallel cilindrische meetobjecten doch niet nauwkeurig is voor de meting van conische schroefdraden met grove spoed en steile coniciteit.The starting point of the known centering method is that the scanning surface (20) of the machine does not have to coincide perfectly with the axis of the measuring object, while the measured value of the diameter of the measuring object is exactly the same as the diameter if the scanning surface (20) does would have coincided with the center line of the measurement object (16). (Fig. 6) It will be demonstrated that this known method is accurate for parallel cylindrical measurement objects but is not accurate for the measurement of conical threads with coarse pitch and steep conicity.

Het nadeel van de bekende centreermethode van bovengenoemde bekende 2D-scanner is dat de centrering van conische schroefdraadkalibers en conische schroefdraadproducten niet nauwkeurig is waardoor de nauwkeurigheid van de diametermeting met de 2D-scanner negatief beïnvloed wordt.The disadvantage of the known centering method of the above-mentioned known 2D scanner is that the centering of conical thread calibers and conical thread products is not accurate, so that the accuracy of the diameter measurement with the 2D scanner is adversely affected.

De centreermethode conform de uitvinding en de daarop gebaseerde apparaten heffen dit nadeel op voor conische inwendige en uitwendige schroefdraad terwijl tevens ook parallel cilindrische inwendige en uitwendige objecten glad of met schroefdraad en gladde conische inwendige of uitwendige objecten optimaal gecentreerd en opgespannen kunnen worden op een 2D-scanner.The centering method according to the invention and the devices based on it eliminate this disadvantage for conical internal and external threads, while also parallel cylindrical internal and external objects can be optimally centered and clamped on a 2D surface with a thread and smooth conical internal or external objects. scanner.

Op deze bovengenoemde bekende meetmachines worden de meetobjecten zoals boutringkalibers en gladde ringkalibers op de binnendiameter gecentreerd en opgespannen op een support.(fig. 5, 5a en 6) De supports zijn uitwisselbaar voor andere types en passen met zeer geringe speling nauwkeurig reproduceerbaar in de U-sleuf van de houder (13) die stabiel vast bevestigd is aan de machine (12).On these aforementioned known measuring machines, the measuring objects such as bolt-ring gauges and smooth ring gauges are centered on the inner diameter and clamped on a support (fig. 5, 5a and 6). The supports are interchangeable for other types and fit accurately reproducibly in the U slot of the holder (13) that is stably fixed to the machine (12).

Het vlak van het support, waartegen de kopse kant van het kaliber gedrukt wordt, is loodrecht op scanvlak (20) met haaksheidstolerantie in figuur 5.The plane of the support, against which the front end of the caliber is pressed, is perpendicular to scanning plane (20) with perpendicular tolerance in Figure 5.

Er zijn supports voor inwendige en uitwendige kalibers van verschillende grootten.There are supports for internal and external gauges of various sizes.

Belangrijk uitgangspunt van de bekende centreermethode is dat de afstand tussen het scanvlak (20) en de hartlijn (23): de excentriciteit niet perfect nul hoeft te zijn doch op hetzelfde betreffende support voor een bepaald diameterbereik van de boringen gelijk blijft. Dit wordt gerealiseerd door de constructie van de supports en de bekende houder voor de opname (13).An important starting point of the known centering method is that the distance between the scanning surface (20) and the center line (23): the eccentricity need not be perfectly zero, but remains the same at the same relevant support for a certain diameter range of the bores. This is achieved by the construction of the supports and the known holder for the mount (13).

Eerst wordt nu uiteengezet hoe de bekende centreermethode functioneert voor parallel cilindrische inwendige objecten zoals rinqkalibers. boutrinqkalibers en boringen.First, it will be explained how the known centering method functions for parallel cylindrical internal objects such as calibrators. bolt gauges and bores.

Het is van belang voor de meetmethode van de bovengenoemde bekende 2-dimensionale scannende meetmachines dat de hartlijn (23) van de boring van het meetobject parallel georiënteerd is ten opzichte van het scanvlak (20) waarin de scantaster (15) kan bewegen van de 2D-scanner. Dit wordt gerealiseerd door de twee centreerkanten (21) van het support waarop de binnendiameter tegenaan steunt. Het reeds bekende support met de twee centreerkanten (21) kan uitwisselbaar zijn waarbij het zeer reproduceerbaar teruggeplaatst kan worden op de scanner waardoor de excentriciteit ook na herhaald wisselen steeds dezelfde waarde heeft. Deze twee centreerkanten (21) zijn onderling nauwkeurig parallel en parallel aan de X-as van de 2D-scanner en liggen tevens onderling zo goed mogelijk gespiegeld symmetrisch ten opzichte van het scanvlak (20) waarin de scantaster (15) kan bewegen.It is important for the measuring method of the above-mentioned known 2-dimensional scanning measuring machines that the axis (23) of the bore of the measuring object is oriented parallel to the scanning plane (20) in which the scanning probe (15) can move from the 2D -scanner. This is achieved by the two centering edges (21) of the support on which the inner diameter rests against. The already known support with the two centering edges (21) can be interchangeable, whereby it can be placed very reproducibly on the scanner, so that the eccentricity always has the same value even after repeated changing. These two centering edges (21) are accurately parallel to each other and parallel to the X-axis of the 2D scanner and are also mutually mirrored as well as possible symmetrically with respect to the scanning plane (20) in which the scan probe (15) can move.

De twee centreerkanten (21) zijn op robuuste wijze geïntegreerd met het support (24) en staan loodrecht op het vlak waartegen de kopse kant van het kaliber tegenaan gedrukt wordt.The two centering edges (21) are robustly integrated with the support (24) and are perpendicular to the plane against which the end face of the caliber is pressed.

Eerst wordt een instelringkaliber (22) met een nauwkeurig gekalibreerde en dus nauwkeurig bekende diameter Djr-kai op het support (24) opgespannen.First, an adjustment ring gauge (22) with a precisely calibrated and thus accurately known diameter Djr-kai is clamped on the support (24).

Het support (24) heeft 2 centreerkanten (21) waarop de boring van de ring steunt.The support (24) has 2 centering edges (21) on which the bore of the ring rests.

De afstand tussen de hartlijn (23) van de instelring (22) en het scanvlak (20) wordt hierdoor bepaald. Deze afstand wordt genoemd excentriciteit.The distance between the center line (23) of the adjustment ring (22) and the scanning surface (20) is determined by this. This distance is called eccentricity.

Met de scantaster (15) wordt aan de bovenzijde en de onderzijde van de boring over een bepaalde lengte gescand. De afstand tussen de twee punten van scantaster (15) is op andere wijze bepaald.The scan probe (15) is used to scan over a certain length at the top and bottom of the bore. The distance between the two points of scan probe (15) is determined in a different way.

Daarmee kan de meetwaarde van de ringdiameter Dint.meet worden berekend.The measured value of the Dint.meet ring diameter can be calculated with this.

Deze procedure wordt tussenkalibratie genoemd.This procedure is called intermediate calibration.

Daardoor wordt bekend hoeveel de diameter Dint.meet kleiner is dan de echte diameter Dir.ka!. Dit diameterverschil is ontstaan ten gevolge van deze excentriciteit: de excentriciteits-correctie EXinten kan niet verwaarloosd worden.As a result, it becomes known how much the diameter Dint.meet is smaller than the real diameter Dir.ka !. This difference in diameter was created as a result of this eccentricity: the eccentricity correction EXinten cannot be neglected.

(formule 1)(formula 1)

Daarna wordt op hetzelfde support een ringkaliber of een boutringkaliber gemeten dat een diameter Dint heeft in dezelfde grootte-orde als Djr.|<ai van de instelring (22). Figuur 7.Thereafter, on the same support, a ring gauge or a bolt washer gauge is measured that has a diameter Dint in the same order of magnitude as Djr. | <Ai of the setting ring (22). Figure 7.

De afstand tussen de hartlijn van dit te meten kaliber en het scanvlak (20) is door deze constructie van het support (24) en de 2 centreerkanten (21) gelijk als tijdens de tussenkalibratie.Due to this construction of the support (24) and the 2 centering edges (21), the distance between the center line of this caliber to be measured and the scanning surface (20) is the same as during the intermediate calibration.

Omdat het support zo geconstrueerd is dat zowel bij de tussenkalibratie en de meting de excentriciteit gelijk is zal de meetwaarde van de diameter Dint-meet van de ringkaliber of een boutringkaliber vrijwel evenveel te klein gemeten worden als de instelring en kan dus daarmee gecorrigeerd worden: door de excentriciteits-correctie EXint erbij op te tellen:Because the support is constructed in such a way that the eccentricity is the same for both the intermediate calibration and the measurement, the measured value of the Dint-diameter diameter of the ring gauge or a bolt washer gauge is measured as much too small as the adjustment ring and can therefore be corrected by: add the eccentricity correction EXint:

(formule 2)(formula 2)

Zonder exact over het hart (23) van de boringen te hoeven meten is het meetresultaat van de diameter zo nauwkeurig alsof er gemeten is over het hart.Without having to measure exactly over the heart (23) of the bores, the measurement result of the diameter is as accurate as if it was measured over the heart.

Deze methode is geldig voor zowel parallel cilindrische schroefdraad als voor gladde ringen.This method is valid for both parallel cylindrical threads and for smooth rings.

Eenvoudig gesteld: 1) Het middelpunt van het gecertificeerde instelkaliber ligt naast het scanvlak; 2) De diameter van het gecertificeerde instelkaliber wordt daardoor te klein gemeten; 3) Omdat de gecertificeerde diameter nauwkeurig bekend is, is ook bekend hoeveel de diameter te klein wordt gemeten: de diametercorrectie; 4) Deze waarde wordt in het geheugen van de computer opgeslagen; 5) Het middelpunt van het te meten kaliber, met een diameter in dezelfde grootte orde als het gecertificeerde instelkaliber, ligt evenveel als het instelkaliber naast het scanvlak; 6) Deze diameter wordt dus ook te klein gemeten; 7) De computer telt de diametercorrectie bij de meetwaarde op en presenteert de gecorrigeerde diameter; 8) Het maximale diameterverschil tussen de diameters van het gecertificeerde instelkaliber en het te meten kaliber wordt zo berekend dat de invloed te verwaarlozen is tot de meetonzekerheid van de meting.Simply put: 1) The center of the certified setting caliber is next to the scanning plane; 2) The diameter of the certified setting gauge is therefore too small; 3) Because the certified diameter is accurately known, it is also known how much the diameter is measured too small: the diameter correction; 4) This value is stored in the computer's memory; 5) The center of the caliber to be measured, with a diameter in the same order of magnitude as the certified setting caliber, is the same as the setting caliber next to the scanning plane; 6) This diameter is therefore also measured too small; 7) The computer adds the diameter correction to the measured value and presents the corrected diameter; 8) The maximum diameter difference between the diameters of the certified setting caliber and the caliber to be measured is calculated in such a way that the influence is negligible until the measurement uncertainty of the measurement.

Voor conische inwendige schroefdraad is dit echter niet het geval zoals hieronder aangetoond zal worden.However, for conical internal threads this is not the case as will be shown below.

Vervolgens wordt nu uiteengezet hoe de bekende centreermethode functioneert voor parallel cilindrische uitwendige objecten zoals gladde penkalibers. moerpenkalibers en assen.Next, it is explained how the known centering method functions for parallel cylindrical external objects such as smooth pin calibers. jibs and shafts.

Op deze bovengenoemde bekende meetmachines worden de meetobjecten zoals parallel cilindrische moerpenkalibers en gladde assen op de buitendiameter gecentreerd en .opgespannen.(fig.8) Het is van belang voor de meetmethode van de bovengenoemde bekende 2D-scanners dat de hartlijn en dus het hartvlak (25) van het meetobject (27) parallel georiënteerd is ten opzichte van het scanvlak (20) waarin de scan taster (15) kan bewegen. Dit wordt gerealiseerd door de twee centreervlakken (28) van het support waarop de buitendiameter tegenaan steunt. Het support met de twee centreervlakken kan uitwisselbaar zijn waarbij het zeer reproduceerbaar teruggeplaatst kan worden op de 2D-scanner.On these aforementioned known measuring machines, the measuring objects such as parallel cylindrical nut calibers and smooth shafts are centered and clamped on the outer diameter. (Fig. 8) It is important for the measuring method of the aforementioned known 2D scanners that the center line and thus the center plane ( 25) of the measurement object (27) is oriented in parallel with respect to the scanning plane (20) in which the scan probe (15) can move. This is achieved by the two centering surfaces (28) of the support on which the outer diameter rests against. The support with the two centering surfaces can be interchangeable, whereby it can be placed on the 2D scanner in a very reproducible manner.

Deze twee centreervlakken (28) vormen samen een V waarvan het bissectrice-vlak (25) parallel is ten opzichte van het scanvlak (20) waarin de scantaster kan bewegen en daar zo goed mogelijk mee samenvalt.These two centering surfaces (28) together form a V, the bisector surface (25) of which is parallel to the scanning surface (20) in which the scanning probe can move and coincide as well as possible with it.

De hartlijn van het meetobject ligt ook in het bissectrice-vlak(25).The center line of the measurement object also lies in the bisector line (25).

De twee centreervlakken (28) zijn op robuuste wijze loodrecht geïntegreerd met het support (26).The two centering surfaces (28) are robustly integrated perpendicularly with the support (26).

Het vlak van het support (26) waartegen de kopse kant van de kalibers tegenaan gedrukt worden staat loodrecht op de scanvlak (20) van de 2D-scanner.The face of the support (26) against which the end face of the gauges are pressed is perpendicular to the scanning face (20) of the 2D scanner.

Evenals bij inwendige metingen wordt eerst een tussenkalibratie uitgevoerd. Voorafgaand aan de meting van het uitwendige meetobject wordt eerst een instelpenkaliber met een nauwkeurig gekalibreerde diameter Dpk.kai op het bovengenoemde V-support gecentreerd en opgespannen en vervolgens ingemeten waarbij de hartlijn van het instelpenkaliber (27) dus evenwijdig georiënteerd is ten opzichte van het scanvlak (20) waarin de scantaster (15) kan bewegen. De uitwendige diameter van het instelpenkaliber over het middelpunt gemeten is dus goed bekend. (fig.8) Omdat het scanvlak (20) van de scantaster niet precies samenvalt met de hartlijn van het instelpenkaliber en parallel georiënteerd ligt ten opzichte van de hartlijn, zal de meetwaarde van de diameter van het instelpenkaliber Dpk-meet kleiner zijn dan de diameter Dpk-kai · Omdat de uitwendige diameter van het instelpenkaliber dus naast het middelpunt wordt gemeten en niet door het middelpunt, (fig.9)As with internal measurements, an intermediate calibration is first performed. Prior to the measurement of the external measuring object, an adjustment calibrator with an accurately calibrated diameter Dpk.kai is first centered on the above-mentioned V-support and then clamped and then measured, whereby the center line of the adjustment calibrator (27) is oriented parallel to the scanning plane. (20) in which the scan probe (15) can move. The outer diameter of the adjustment gauge measured over the center point is therefore well known. (Fig. 8) Because the scanning plane (20) of the scan probe does not exactly coincide with the center line of the set-up gauge and is parallel to the center line, the measured value of the diameter of the set-up gauge Dpk measurement will be smaller than the diameter Dpk-kai · Because the external diameter of the adjustment gauge is measured next to the center point and not through the center point, (fig.9)

Het verschil tussen de gemeten diameter Dpk.meet en de echte gekalibreerde diameter Dpk.kai van de gekalibreerde instelpen is bepaald door de excentrische afwijking: de afstand tussen de hartlijn van de instelpen (27) en het scanvlak (20) van de meetmachine en kan aangeduid worden met excentriciteitcorrectie Ex.The difference between the measured diameter Dpk.meet and the actual calibrated diameter Dpk.kai of the calibrated adjustment pin is determined by the eccentric deviation: the distance between the center line of the adjustment pin (27) and the scanning plane (20) of the measuring machine and can are indicated by eccentricity correction Ex.

(formule 3)(formula 3)

De waarde van EXext wordt opgeslagen in de computer van de scanner.The value of EXext is stored in the computer of the scanner.

Hierna wordt het meetobject op hetzelfde bovengenoemde support gecentreerd, opgespannen en uitwendig gescand. Daarbij is dus de afstand tussen de hartlijn van het meetobject en het scanvlak van de scannende meetmachine even groot als de vorige afstand tussen de hartlijn van het instelpenkaliber en het scanvlak van de meetmachine.After this, the measurement object is centered on the same support mentioned above, clamped and externally scanned. The distance between the center line of the measuring object and the scanning surface of the scanning measuring machine is therefore the same as the previous distance between the center line of the adjustment gauge and the scanning surface of the measuring machine.

Indien de uitwendige diameter van het object niet teveel afwijkt van de diameter Dpk-kai van het bovengenoemde instelpenkaliber dan is de excentriciteitcorrectie EXext in dit geval vrijwel gelijk.If the outer diameter of the object does not deviate too much from the diameter Dpk-kai of the above-mentioned adjustment gauge, the eccentricity correction EXext is in this case virtually the same.

Indien de uitwendige diameter van het object veel afwijkt van de diameter DPk-kai van het bovengenoemde instelpenkaliber dan is de excentriciteitcorrectie EXext in dit geval met eenvoudige goniometrie te corrigeren.If the outer diameter of the object deviates much from the diameter DPk-kai of the above-mentioned adjustment gauge, the eccentricity correction EXext can in this case be corrected with simple trigonometry.

De meetmachine meet de uitwendige diameter van het meetobject D ext-meet De voor de excentrische afwijking gecorrigeerde uitwendige diameter van het meetobject is danThe measuring machine measures the external diameter of the measuring object D ext-meet The external diameter of the measuring object corrected for the eccentric deviation is then

(formule 4)(formula 4)

De hierboven beschreven diametermetingen van de inwendige en uitwendige objecten zijn gebaseerd op het feit dat het instelkaliber en het object dezelfde excentrieke ligging hebben ten opzichte van het scanvlak van de taster van de 2D- scanner.The diameter measurements of the internal and external objects described above are based on the fact that the adjustment caliber and the object have the same eccentric location with respect to the scanning plane of the probe of the 2D scanner.

Voor uitwendige conische schroefdraad is dit echter niet het geval zoals hieronder aangetoond zal worden.However, for external conical threads this is not the case as will be shown below.

DE METING VAN EEN CONISCH MOERPENKALIBERTHE MEASUREMENT OF A CONICAL MORP CALIBER

In het geval dat de objecten conische moerpenkalibers of conische boutringkalibers zijn dan is de excentriciteit niet meer constant maar ook afhankelijk van de coniciteit en de spoed van de schroefdraad. De formules 1,2, 3 en 4 zijn dan niet meer geldig. De nauwkeurigheid van de conische schroefdaadkalibers is daardoor negatief beïnvloed.In the case that the objects are conical nut calibers or conical bolt ring calibers, then the eccentricity is no longer constant but also depends on the conicity and the pitch of the screw thread. Formulas 1,2, 3 and 4 are then no longer valid. The accuracy of the conical screw gauges is therefore adversely affected.

Dit zal worden aangetoond voor de combinatie van een conisch moerpenkaliber (13) en een V-support conform figuur 8 en 9. (fig.10)This will be demonstrated for the combination of a conical bore gauge (13) and a V-support according to figures 8 and 9. (fig.10)

Nadat op het hierboven genoemde support met de twee V-vlakken (28) een parallel cilindrisch instelpenkaliber is ingemeten als tussenkalibratie wordt het conische moerpenkaliber (30) opgespannen en gemeten.After a parallel cylindrical pin gauge has been measured on the above-mentioned support with the two V-faces (28) as an intermediate calibration, the conical nut gauge (30) is clamped and measured.

In figuur 10 wordt schematisch een enkelgangig conisch moerpenkaliber weergegeven met coniciteit T (mm/mm) en spoed p. Van het uitwendige kaliber is alleen de schroeflijn van de profieltop getekend. Alleen de profieltop maakt contact met de centreervlakken (28).Figure 10 shows diagrammatically a single-bore conical caliber with conicity T (mm / mm) and pitch p. Of the external caliber, only the helix of the profile top is drawn. Only the profile top makes contact with the centering surfaces (28).

Het kaliber is opgelegd op de bovengenoemde ondersteuning met V-vlak.The caliber is imposed on the aforementioned V-level support.

De hoek tussen de twee vlakken (28) is β.The angle between the two planes (28) is β.

Voor de meting van conische kalibers op de 2D-scanner is de kopse kant (31) de referentie voor de axiale ligging van het vlak waarin de buitendiameter, kerndiameter en flankendiameter bepaald moeten worden (32) (gauge plane). De kopse kant van conische moerpenkalibers is daarom door de fabrikant nauwkeurig vlak en haaks op de hartlijn van het kaliber bewerkt. De kopse kant van het conische moerpenkaliber (31) dient daartoe tegen het support (26) gedrukt te worden. Hierdoor is de hartlijn van het kaliber parallel aan de X-as as van de 2D-scanner gericht zodat er geen luchtspleet meer is. Nu is de afstand tussen het gauge plane (32) van het kaliber gerelateerd en het referentievlak (31) bekend.For the measurement of conical calibres on the 2D scanner, the end face (31) is the reference for the axial location of the plane in which the outer diameter, core diameter and flank diameter must be determined (32) (gauge plane). The end face of conical caliber calibers is therefore precisely machined flat by the manufacturer and perpendicular to the axis of the caliber. The end face of the conical caliber gauge (31) must be pressed against the support (26) for this. As a result, the center line of the caliber is oriented parallel to the X-axis axis of the 2D scanner so that there is no longer an air gap. The distance between the gauge plane (32) of the caliber related and the reference plane (31) is now known.

Vervolgens moet het kaliber in de V van de twee vlakken geschoven worden terwijl de kopse kant (31) tegen de rugplaat gedrukt blijft. De schroeflijn van de profieltoppen raakt nu met de punten A en B op de twee V-vlakken (9) met resp. radius R1 en R2.The caliber must then be pushed into the V of the two faces while the end face (31) remains pressed against the back plate. The helix of the profile tips now touches points A and B on the two V-faces (9) with resp. radius R1 and R2.

De hoek z_AQB tussen het hart en de raakpunten A en B is α = 180° - βThe angle z_AQB between the heart and the points of contact A and B is α = 180 ° - β

De afstand in axiale richting tussen A en B is: AX = p α / 360The distance in the axial direction between A and B is: AX = p α / 360

Door de coniciteit T (mm/mm) is het lengte-verschil AR tussen R1 en R2:Due to the conicity T (mm / mm), the length difference AR between R1 and R2 is:

Bij een parallel kaliber ligt de hartlijn in het bissectrice vlak (25) terwijl bij een conisch moerpenkaliber het hart ΔΕΧ naast het bissectrice vlak ligt.In the case of a parallel caliber, the center line in the bisector is flat (25), while in the case of a conical caliber the heart ΔΕΧ is located next to the bisector.

De afstand ΔΕΧ tussen het hart Q van het kaliber en het bissectrice-vlak (25) van de twee V-vlakken, waarin ook het middelpunt van het instelpenkaliber heeft gelegen, is dan: ΔΕΧ = AK - B L Waarbij: AK = R1 sin (a / 2) BL = R2 sin (a / 2) ΔΕΧ = ( R1 -R2 ) · sin (a / 2) = ΑΧ · T / 2· sin (a / 2) = ΔΕΧ = p (180° - β ) T sin ((180° - β )/ 2)1720The distance ΔΕΧ between the heart Q of the caliber and the bisector-plane (25) of the two V-planes, in which the center of the calibrating gauge has also been located, is then: ΔΕΧ = AK - BL Where: AK = R1 sin ( a / 2) BL = R2 sin (a / 2) ΔΕΧ = (R1 -R2) · sin (a / 2) = ΑΧ · T / 2 · sin (a / 2) = ΔΕΧ = p (180 ° - β) T sin ((180 ° - β) / 2) 1720

De excentriciteit van het conische moerpenkaliber wordt dus ook bepaald door: 1) De spoed pThe eccentricity of the conical caliber is therefore also determined by: 1) The pitch p

2) De coniciteit T 3) De hoeken van de V-vlakken (28)2) The conicity T 3) The angles of the V-planes (28)

Omdat de excentriciteit EXext van het middelpunt van het instelpenkaliber en het scanvlak (20) waarin de taster (15) van de 2D-scanner beweegt verschilt van de excentriciteit EXext + ΔΕΧ tussen het middelpunt Q van het conische moerpenkaliber en het scanvlak (20) waarin de taster van de 2D-scanner beweegt wordt de diameter in het gauge plane (32) onnauwkeurig gemeten.Because the eccentricity EXext of the center point of the adjustment gauge and the scanning plane (20) in which the probe (15) of the 2D scanner moves differs from the eccentricity EXext + ΔΕΧ between the center point Q of the conical moped gauge and the scanning plane (20) in which the probe of the 2D scanner moves, the diameter in the gauge plane (32) is measured inaccurately.

Het punt op de buitendiameter waarop het conische moerpenkaliber op het linker centreervlak (28) steunt heeft een andere axiale positie dan het steunpunt op het rechter centreervlak (28) van support (26).The point on the outer diameter at which the conical bore gauge on the left centering surface (28) has a different axial position than the support point on the right centering surface (28) of support (26).

In verband met de coniciteit van het conische moerpenkaliber is de kaliberdiameter van het linker steunpunt anders dan de kaliberdiameter van het rechter steunpunt. Daardoor ligt de hartlijn van het conische schroefdraadkaliber niet in hetzelfde vlak waarin het instelkaliber ligt tijdens de tussenkalibratie. EXext uit formule 4 is dus niet meer geldig.In connection with the conicity of the conical caliber, the caliber diameter of the left support is different from the caliber diameter of the right support. As a result, the center line of the conical thread caliber does not lie in the same plane in which the adjustment caliber lies during the intermediate calibration. EXext from formula 4 is therefore no longer valid.

Formule 4 zal dus onnauwkeurige meetwaarden voor de buitendiameter, kerndiameter en flankdiameter van het conische schroefdraadkaliber geven.Formula 4 will therefore give inaccurate measured values for the outer diameter, core diameter and flank diameter of the conical thread gauge.

DE METING VAN EEN CONISCH BOUTRINGKALIBERTHE MEASUREMENT OF A CONICAL BOUTRING CALIBER

Het is duidelijk dat voor de meting van conische boutringkalibers hetzelfde probleem speelt. Het punt op de kern waarop het conische boutringkaliber op de linker centreerkant (21) steunt heeft een andere axiale positie dan het steunpunt op de rechter centreerkant (21) van support (24).It is clear that the same problem arises for the measurement of conical bolt ring gauges. The point on the core on which the conical bolt ring gauge rests on the left center side (21) has a different axial position than the support point on the right center side (21) of support (24).

In verband met de coniciteit van het kaliber is de kaliberdiameter van het linker steunpunt anders dan de kaliberdiameter van het rechter steunpunt.In connection with the conicity of the caliber, the caliber diameter of the left support is different from the caliber diameter of the right support.

Daardoor ligt de hartlijn van het conische schroefdraadkaliber niet in hetzelfde vlak waarin het instelkaliber ligt tijdens de tussenkalibratie. EXjnt uit formule 2 is dus niet meer geldig.As a result, the center line of the conical thread caliber does not lie in the same plane in which the adjustment caliber lies during the intermediate calibration. EXjnt from formula 2 is therefore no longer valid.

Formule 2 zal dus onnauwkeurige meetwaarden voor de buitendiameter, kerndiameter en flankdiameter geven.Formula 2 will therefore give inaccurate measured values for the outer diameter, core diameter and flank diameter.

Het toepassen van 2 V-vlakken (28) voor uitwendige conische schroefdraad en 2 centreerkanten (21) voor inwendige conische schroefdraad voldoen dus niet.The use of 2 V faces (28) for external conical threads and 2 centering edges (21) for internal conical threads is therefore not sufficient.

De toepassing van de bekende support constructies is dus niet goed mogelijk voor het meten van conische inwendige als uitwendige schroefdraden.The use of the known support constructions is therefore not well possible for measuring conical internal and external threads.

Eenvoudig gesteld: 1) Het middelpunt van het gecertificeerde instelkaliber ligt naast het scanvlak; 2) De diameter van het gecertificeerde instelkaliber wordt daardoor te klein gemeten; 3) Omdat de gecertificeerde diameter nauwkeurig bekend is, is ook bekend hoeveel de diameter te klein wordt gemeten: de diametercorrectie; 4) Deze waarde wordt in het geheugen van de computer opgeslagen; 5) Het middelpunt van het te meten conische schroefdraadkaliber, met een diameter in dezelfde grootte orde als het gecertificeerde instelkaliber, ligt niet op dezelfde afstand als het instelkaliber naast het scanvlak: de excentriciteit is in beide gevallen verschillend; 6) De twee contactpunten tussen het schroefdraadkaliber en het support ligt op twee verschillende punten van een draadgang; 7) Door de coniciteit hebben deze twee contact punten elk een andere radiale afstand tot de hartlijn van het kaliber; 8) Dus de excentrische ligging van het te meten conische schroefdraadkaliber is anders dan die van het gecertificeerde instelkaliber; 9) De toepassing van de excntriciteitscorrectie is dus minder nauwkeurig voor de flankdiameter, buitendiameter en de kerndiameter.Simply put: 1) The center of the certified setting caliber is next to the scanning plane; 2) The diameter of the certified setting gauge is therefore too small; 3) Because the certified diameter is accurately known, it is also known how much the diameter is measured too small: the diameter correction; 4) This value is stored in the computer's memory; 5) The center of the conical thread gauge to be measured, with a diameter of the same order of magnitude as the certified adjustment gauge, is not at the same distance as the adjustment gauge next to the scanning plane: the eccentricity is different in both cases; 6) The two points of contact between the thread gauge and the support are at two different points of a thread; 7) Due to the conicity, these two contact points each have a different radial distance to the center line of the caliber; 8) So the eccentric location of the conical thread gauge to be measured is different from that of the certified adjustment gauge; 9) The application of the excntrity correction is therefore less accurate for the flank diameter, outside diameter and the core diameter.

DE OPLOSSINGTHE SOLUTION

De centreermethode conform deze uitvinding en de daaruit voortkomende support constructies heffen deze bovengenoemde nadelen op.The centering method according to the present invention and the resulting support structures eliminate these disadvantages mentioned above.

Uitgangspunt voor een juiste excentriciteitscorrectie is dat de excentriciteit van het gecertificeerde gladde instelkaliber voor de tussenkalibratie gelijk moet zijn aan de excentriciteit van de te meten conische schroefdraad zowel inwendig als uitwendig. De excentriciteit van de conische schroefdraad mag niet meer beïnvloedt worden door: 1) De spoed pThe point of departure for a correct eccentricity correction is that the eccentricity of the certified smooth adjustment caliber for the intermediate calibration must be equal to the eccentricity of the conical thread to be measured both internally and externally. The eccentricity of the conical thread may no longer be influenced by: 1) The pitch p

2) De coniciteit T2) The conicity T

De oplossing van deze bovengenoemde eisen bestaat uit 2 ondersteuningskegels (33) die nominaal symmetrisch geplaatst ten opzichte van het scanvlak (20) zijn op support (31) en waarvan de coniciteit gelijk is aan de genormaliseerde coniciteit T van het te meten conische schroefdraad, (fig. 11, 12, 13 en 14)The solution to these above requirements consists of 2 support cones (33) that are nominally symmetrically positioned with respect to the scanning surface (20) on support (31) and whose conicity is equal to the normalized conicity T of the conical thread to be measured, ( 11, 12, 13 and 14)

De 2 kegels voldoen aan de volgende criteria: 1) Coniciteit is gelijk aan de genormaliseerde coniciteit T van de meten conische schroefdraad; 2) De 2 kegels (33) liggen spiegel symmetrisch georiënteerd waarvan het spiegelvlak (23) parallel ligt ten zichte van het scanvlak (20) waarin taster (15) beweegt; 3) De hartlijnen van de beide kegels staan loodrecht op de aandrukplaat van het support (31 waardoor de hartlijn van het conische kaliber evenwijdig georiënteerd wordt aan de X-as van de machine; 4) De kopse kant van het te meten kaliber, zijnde het referentievlak voor de axiale positie van het kaliber waarin de buitendiameter, kemdiameter en flankdiameter gedefinieerd zijn, volledig aanligt tegen de aandrukplaat van het support waardoor met een bekende methode op deze axiale positie de diameters berekend kunnen worden; 5) Aangezien er verschillende coniciteiten voor schroefdraad wereldwijd zijn genormaliseerd, zoals API Spec 7-2, zijn er per kaliber type telkens een paar betreffende kegels nodig; 6) De kegels mogen afgeknot zijn; 7) De kegels hebben een concentrische parallel cilindrische sectie (35) met het doel om een instelkaliber ten behoeve van de tussenkalibratie op de juiste wijze te kunnen centreren, (figuur 14)The 2 cones meet the following criteria: 1) Conicity is equal to the normalized conicity T of the measuring conical thread; 2) The 2 cones (33) are mirror symmetrically oriented, the mirror surface (23) of which is parallel to the scanning surface (20) in which the probe (15) moves; 3) The center lines of the two cones are perpendicular to the pressure plate of the support (31 whereby the center line of the conical caliber is oriented parallel to the X-axis of the machine; 4) The end face of the caliber to be measured, being the reference plane for the axial position of the caliber in which the outer diameter, core diameter and flank diameter are defined, lies completely against the pressure plate of the support so that the diameters can be calculated at this axial position by a known method; 5) Since various thread conicities have been standardized worldwide, such as API Spec 7-2, a few cones per caliber type are required; 6) The cones may be truncated; 7) The cones have a concentric parallel cylindrical section (35) for the purpose of being able to correctly center an adjustment caliber for the purpose of intermediate calibration, (Figure 14)

Daarnaast moet de excentriciteit van de gekalibreerde instelpen (27) gelijk zijn aan de excentriciteit van het conische moerpenkaliber (30). (fig.14)In addition, the eccentricity of the calibrated adjustment pin (27) must be equal to the eccentricity of the conical bore gauge (30). (fig.14)

Dit wordt gerealiseerd door het deel van de 2 steunkegels (33) dat tegen het support (31) bevestigd is concentrisch parallel cilindrisch uit te voeren (35).This is achieved by making the part of the 2 support cones (33) that is mounted against the support (31) concentrically parallel and cylindrical (35).

De hartlijn van de parallelle cilinder sectie (35) is nauwkeurig concentrisch ten opzichte van de hartlijn van de kegel (33).The axis of the parallel cylinder section (35) is accurately concentric with the axis of the cone (33).

In figuur 15 is dezelfde combinatie van gekalibreerde instelring (22) en inwendige conische schroefdraad (36) aangegeven.Figure 15 shows the same combination of calibrated adjustment ring (22) and internal conical thread (36).

De toepassing van telkens 2 identieke ondersteunings elementen bestaande uit een afgeknotte kegel met specifieke coniciteit en een concentrische parallelle cilinder maken het nu mogelijk om zowel optimaal te centreren en te meten op de 2D-scanner: 1) Uitwendige conische schroefdraad; 2) Inwendige conische schroefdraad; 3) Gladde conische pennen; 4) Gladde conische ringen; 5) Uitwendige parallelle schroefdraad; 6) Inwendige parallelle schroefdraad; 7) Gladde parallel cilindrische pennen; 8) Gladde parallel cilindrische ringen.The application of 2 identical support elements each consisting of a truncated cone with specific conicity and a concentric parallel cylinder now make it possible to both optimally center and measure on the 2D scanner: 1) External conical thread; 2) Internal conical thread; 3) Smooth conical pins; 4) Smooth conical rings; 5) External parallel thread; 6) Internal parallel thread; 7) Smooth parallel cylindrical pins; 8) Smooth parallel cylindrical rings.

Claims (7)

1. Methode voor het opspannen van meetobjecten zoals kalibers op een bekende 2D-scanner voor het nauwkeurig meten van de buitendiameter, flankdiameter en kerndiameter van: uitwendige conische schroefdraad, inwendige conische schroefdraad, gladde conische pennen, gladde conische ringen, uitwendige parallelle schroefdraad, inwendige parallelle schroefdraad, gladde parallel cilindrische pennen, gladde parallel cilindrische ringen met als kenmerk dat de 2D-scanner voorzien is van een uitwisselbaar support gevormd door een aandrukplaat met daarop loodrecht bevestigd twee al of niet uitwisselbare identieke ondersteunings-elementen elk bestaande uit een afgeknotte conus en een concentrische parallelle cilinder waar op deze beide ondersteuningselementen eerst een nauwkeurig gecertificeerd cilindrisch instelkaliber gecentreerd en gescand wordt en vervolgens het te meten kaliber gecentreerd en gescand wordt terwijl de excentriciteit, de afstand tussen het vlak waarin de scantaster beweegt en het middelpunt van het gecertificeerde instelkaliber enerzijds en vervolgens de excentriciteit van het te meten kaliber anderzijds exact gelijk zijn.Method for clamping measuring objects such as gauges on a known 2D scanner for accurately measuring the outer diameter, flank diameter and core diameter of: external conical thread, internal conical thread, smooth conical pins, smooth conical rings, external parallel thread, internal parallel thread, smooth parallel cylindrical pins, smooth parallel cylindrical rings characterized in that the 2D scanner is provided with an interchangeable support formed by a pressure plate with two perpendicular or non-exchangeable identical support elements perpendicular to each other consisting of a truncated cone and a concentric parallel cylinder on which these two supporting elements are first centered and scanned a precisely certified cylindrical adjustment caliber and then the caliber to be measured is centered and scanned while the eccentricity, the distance between the plane in which the scan probe moves and the the center of the certified setting caliber on the one hand and then the eccentricity of the caliber to be measured on the other are exactly the same. 2. Een methode volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het spiegelsymmetrievlak van de 2 identieke ondersteunings-elementen parallel is ten opzichte van het bovengenoemde vlak waarin de scantaster beweegt terwijl de afstand tussen deze beide vlakken zo klein mogelijk is afgesteld.A method according to claim 1, characterized in that the mirror symmetry plane of the 2 identical supporting elements is parallel to the above-mentioned plane in which the scan probe moves while the distance between these two planes is adjusted as small as possible. 3. Een methode volgens bovenstaande conclusies waarbij de hartlijn van elk ondersteuningselement parallel is ten opzichte van de X-as van de meetmachine.A method according to the preceding claims wherein the center line of each support element is parallel to the X axis of the measuring machine. 4. Een methode volgens bovenstaande conclusies met het kenmerk dat de coniciteit van de beide identieke ondersteunings-conussen gelijk is aan de genormaliseerde coniciteit van het te meten kaliber zodat de hartlijn van het te meten kaliber parallel aan de X-as van de machine opgespannen wordt terwijl de kopse kant van dit kaliber, zijnde het referentievlak voor de axiale positie van het kaliber waarin de buitendiameter, kerndiameter en flankdiameter gedefinieerd zijn, volledig aanligt tegen de aandrukplaat van het support.A method according to the above claims, characterized in that the conicity of the two identical support cones is equal to the normalized conicity of the caliber to be measured so that the center line of the caliber to be measured is tensioned parallel to the X axis of the machine while the end face of this caliber, being the reference plane for the axial position of the caliber in which the outer diameter, core diameter and flank diameter are defined, abuts completely against the pressure plate of the support. 5. Op basis van de te meten genormaliseerde conische schroefdraadkalibers zijn de twee ondersteuningselementen volgens bovenstaande conclusies zo gedimensioneerd dat de lengte van de conussen zo lang is dat een juiste centrering en nauwkeurige scanning gewaarborgd zijn doordat beide conussen in contact zijn met tenminste 1 punt van de helix lijn van de profieltoppen van het conische schroefdraadkaliber.5. On the basis of the standardized conical threaded calibers to be measured, the two supporting elements according to the above claims are dimensioned such that the length of the cones is so long that correct centering and accurate scanning are guaranteed because both cones are in contact with at least 1 point of the helix line of the profile tips of the conical thread gauge. 6. Een support volgens bovenstaande conclusies met het kenmerk dat de twee identieke ondersteuningselementen uitwisselbaar zijn waardoor de afgeknotte conussen een coniciteit hebben die gelijk is aan de genormaliseerde coniciteit van de te meten conische schroefdraadkalibers zoals conform de norm API Spec 7-2.A support according to the above claims, characterized in that the two identical support elements are interchangeable, as a result of which the truncated cones have a conicity that is equal to the normalized conicity of the conical thread calibers to be measured as in accordance with the API Spec 7-2 standard. 7. Een support volgens bovenstaande conclusies met het kenmerk dat de diameters van de cilindrische en conische secties van de 2 identieke ondersteuningselementen en de onderlinge hartafstand afgestemd zijn op de diameter van het te meten object.A support according to the above claims, characterized in that the diameters of the cylindrical and conical sections of the 2 identical support elements and the mutual center-to-center distance are adjusted to the diameter of the object to be measured.
NL1041084A 2014-12-08 2014-12-08 A method and apparatus for quickly and accurately centering and clamping both cylindrical and conical objects such as gauges, smooth or threaded, internally and externally, for accurately measuring in particular outer diameters, core diameters and flank diameters using a known 2-dimensional scanning measuring machine. NL1041084B9 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1041084A NL1041084B9 (en) 2014-12-08 2014-12-08 A method and apparatus for quickly and accurately centering and clamping both cylindrical and conical objects such as gauges, smooth or threaded, internally and externally, for accurately measuring in particular outer diameters, core diameters and flank diameters using a known 2-dimensional scanning measuring machine.
CN201510186137.5A CN105157653B (en) 2014-12-08 2015-04-20 Device and method for accurately measuring large and medium tooth diameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1041084A NL1041084B9 (en) 2014-12-08 2014-12-08 A method and apparatus for quickly and accurately centering and clamping both cylindrical and conical objects such as gauges, smooth or threaded, internally and externally, for accurately measuring in particular outer diameters, core diameters and flank diameters using a known 2-dimensional scanning measuring machine.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL1041084B1 NL1041084B1 (en) 2016-10-11
NL1041084B9 true NL1041084B9 (en) 2017-06-19

Family

ID=52774446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1041084A NL1041084B9 (en) 2014-12-08 2014-12-08 A method and apparatus for quickly and accurately centering and clamping both cylindrical and conical objects such as gauges, smooth or threaded, internally and externally, for accurately measuring in particular outer diameters, core diameters and flank diameters using a known 2-dimensional scanning measuring machine.

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN105157653B (en)
NL (1) NL1041084B9 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1042154B1 (en) * 2016-11-21 2018-05-28 Reginald Galestien a method and direct reference-plane-standards for the fast and accurate determining of the axial position of the gauge plane on the center line of conical objects such as conical gauges, plain or with screw thread, internal and external, with the aim in this gauge plane the accurate measurement of the diameters of plain conical gauges and the major diameter, minor diameter and pitch diameter of screw thread gauges using a known 2 dimensional scanning measuring machine.
CN111366121B (en) * 2020-03-05 2021-10-08 一汽解放汽车有限公司 A method for restoring the accuracy of an old welding fixture

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1904130A (en) * 1932-02-26 1933-04-18 Electrical Testing Lab Thread testing and recording device
US2321903A (en) * 1941-07-28 1943-06-15 Niles Bement Pond Co Screw thread lead testing machine
US2974418A (en) * 1958-06-12 1961-03-14 United Greenfield Corp Helix tester
US5097602A (en) * 1990-07-09 1992-03-24 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for automated inspection of a surface contour on a workpiece
DE19522276C1 (en) * 1995-06-20 1996-10-10 Zeiss Carl Jena Gmbh Measuring tapering outer threads on single coordinate measuring devices
DE60128574T2 (en) * 2001-12-12 2008-01-17 Tesa Sa Method for calibrating a measuring device
CN201206963Y (en) * 2008-05-27 2009-03-11 宁波名古屋工业有限公司 Screw detector
CN101713633B (en) * 2009-11-13 2011-12-28 北京隆盛泰科石油管科技有限公司 Measuring method of thread gauge flank angle-measuring instrument
CN101797701B (en) * 2010-01-18 2012-12-05 北京航空航天大学 On-line non-contact laser stereo scanning detection device for internal screw threads of tubing coupling
CN202648592U (en) * 2012-06-08 2013-01-02 中国石油天然气集团公司 Gauge calibration device

Also Published As

Publication number Publication date
CN105157653A (en) 2015-12-16
NL1041084B1 (en) 2016-10-11
CN105157653B (en) 2018-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0866945B1 (en) Surface form measurement
CN111065947B (en) Device for determining the orientation of an optical device of a coherence tomography camera, coherence tomography camera and laser processing system
JP5896844B2 (en) Machine tool with workpiece diameter measurement function
JP7259111B2 (en) Method for measuring at least one dimension of an object
Rickert Residual stress measurement by ESPI hole-drilling
JP2001004358A (en) Ball step gage
JP2021181983A (en) Chromatic range sensor system
JP2007071852A (en) Apparatus and method for measuring deep hole
NL1041084B9 (en) A method and apparatus for quickly and accurately centering and clamping both cylindrical and conical objects such as gauges, smooth or threaded, internally and externally, for accurately measuring in particular outer diameters, core diameters and flank diameters using a known 2-dimensional scanning measuring machine.
CN108693123A (en) A kind of quick calibration method of laser interferometer measurement guide rail precision of rectilinear motion
NL1042154B1 (en) a method and direct reference-plane-standards for the fast and accurate determining of the axial position of the gauge plane on the center line of conical objects such as conical gauges, plain or with screw thread, internal and external, with the aim in this gauge plane the accurate measurement of the diameters of plain conical gauges and the major diameter, minor diameter and pitch diameter of screw thread gauges using a known 2 dimensional scanning measuring machine.
RU2706826C1 (en) Thread measurement device
CN104344803A (en) Flatness detecting device with variable detecting position
EP0215656B1 (en) Optical measurement apparatus
CN106989682B (en) Measuring head device and measuring method of light curtain type shaft parts measuring instrument
CN109737876B (en) A laser and optical composite probe measurement method and device
CN113310439A (en) Method and system for detecting surface roughness of spherical shell part based on white light confocal sensor
CN112964169A (en) High-precision measuring device and method for straightness of cylindrical bus
CN214173239U (en) High-precision measuring device for straightness of cylindrical bus
CN212300373U (en) Light path verticality detection element
JP6980304B2 (en) Non-contact inner surface shape measuring device
JP2012242136A (en) Shape measurement method, process method using the same, and shape measurement device
JPS62147306A (en) Apparatus for measuring shape of round shaft shaped member
JP2723549B2 (en) Screw lead measuring device
GB2307988A (en) Surface form measurement

Legal Events

Date Code Title Description
TK Erratum

Effective date: 20170619

MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20200101