(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザにとっての使い易さが達成されるように、簡単で低コストの手段により計測器を改良する。【解決手段】  半径方向及び／又は軸線方向に偏移可能なプローブ３を有し、変換システムによってプローブの偏移を表示装置６に連結された操作装置と連動するスライダの直線移動へと変換する工作機械の工作物を計測するための計測器において、表示装置は数値表示９と図形表示１０とを備え、表示装置に連結されている操作装置は電子計算機と、電子計算機の前に配置され、互いに相対移動可能な２つの素子を有していて、電気的出力値を生成可能な距離計とを含んでいる。一方の素子はスライダ上に配置され、素子と対向して固定的に配置された他方の素子の出力端子は表示装置の数値表示および図形表示用の制御信号を発生する電子計算機の入力端子に接続される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向及び／又は軸線方向に偏移可能なプローブ（３）を有し、変換システム（１１）によって前記プローブの偏移を表示装置（６）に連結された操作装置（１３）と連動するスライダ（１２）の直線移動へと変換可能である、特に工作機械の工作物を計測するための計測器であって、
前記表示装置（６）は数値表示（９）と図形表示（１０）とを備えるとともに、前記表示装置（６）に連結されている前記操作装置（１３）は電子計算機（１５）と、該電子計算機の前に配置され、互いに相対移動可能な２つの素子（１８、１９）を有していて、電気的出力値を生成可能な距離計（１４）とを含んでおり、
前記一方の素子（１８）は前記スライダ（１２）上に配置され、前記素子（１８）と対向して固定的に配置された前記他方の素子（１９）の出力端子は前記表示装置（６）の前記数値表示（９）および前記図形表示（１０）用の制御信号を発生する前記電子計算機（１５）の入力端子に接続され、前記スライダ（１２）が進んだ進行距離の前記図形表示（１０）上での解像度は、前記プローブ（３）が零ポイントに近づくほど上昇することを特徴とする計測器。
【請求項２】
前記距離計（１４）はステップに応じた出力信号を発生するとともに、前記電子計算機（１５）の入力端子には前記距離計（１４）のステップをカウントするカウンタ（２０）が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の計測器。
【請求項３】
前記カウンタ（２０）の出力側にはマイクロプロセッサとして構成され、数値表示（９）および前記図形表示（１０）に関連する制御信号用の２つの出力端子（１６、１７）を含むコンピュータ（２２）が配置されたことを特徴とする請求項２に記載の計測器。
【請求項４】
前記プローブ（３）が零ポイントに近づくほど前記スライダ（１２）が進んだ進行距離の前記図形表示（１０）上での解像度が上昇するように、前記コンピュータ（２２）が構成されたことを特徴とする請求項３に記載の計測器。
【請求項５】
前記図形表示（１０）はそれぞれが前記スライダ（１２）の進行距離に関連する互いに並置された、平行な複数の発光バー（３１）からなっており、それぞれが該発光バー（３１）に関連する前記スライダ（１２）の進行距離の長さは前記プローブ（３）が零ポイントに近づくほど短縮することを特徴とする請求項１に記載の計測器。
【請求項６】
前記距離計（１４）の前記固定素子（１９）が、前記電子計算機（１５）の機構が組み込まれ、前記表示装置（６）に隣接する電源（２６）用の接続線を備えるプリント基板を含むことを特徴とする請求項１に記載の計測器。
【請求項７】
前記表示装置（６）の１つに隣接し、前記固定素子（１９）のプリント基板によって下から覆われていて、好適には前記プリント基板上に配置されたミニスイッチを作動可能である押しボタン（３０）によって前記電流供給を起動もしくは停止可能であることを特徴とする請求項６に記載の計測器。
【請求項８】
前記距離計（１４）はコンデンサ配列として構成されたとともに、前記互いに移動可能な素子（１８、１９）は相互間隔を保ちつつ、互いに平行に移動可能なコンデンサ板として構成されたことを特徴とする請求項１に記載の計測器。
【請求項９】
前記表示装置（６）は、前記数値表示（９）と前記図形表示（１０）とに関連する、好適には互いに上下に配置された２つの行を有するディスプレイ（８）を備えることを特徴とする請求項１に記載の計測器。
【請求項１０】
前記プローブ（３）を支持するハウジング（１）はハウジング側面の領域に、前記表示装置（６）ならびに前記電源（２６）および押しボタン（３０）を内部に備える窓形の開口部（５）を備えるとともに、前記距離計（１４）の前記固定素子（１９）を形成する板は前記ハウジング（１）の前記開口部（５）の縁部の領域に設けられた段（２４）内に挿入され、前記開口部（５）内に嵌合する固定フレーム（２５）によって固定され、該固定フレームは前記ディスプレイ（８）を上から覆う透明板（７）を担持し、前記電源（２６）に関連する、カバー（２８）によって閉鎖可能である室（２７）ならびに前記押しボタン（３０）に関連する切り欠き部を含むことを特徴とする請求項１に記載の計測器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半径方向及び／又は軸線方向に偏移可能なプローブを有し、変換システムによって前記プローブの偏移を表示装置に連結された操作装置と連動するスライダの直線移動へと変換可能である、特に工作機械の工作物を計測するための計測器に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような種類の計器は従来技術文献から公知である。この公知の装置では、表示装置は可動指針と連動する文字盤を備えるアナログ表示装置として構成されている。操作装置は指針を作動する機構として構成されている。その際の欠点は、指針の位置の正確な読取りが極めて難しいことが経験上判明しており、通常は読み取る人は表示装置に極めて接近する必要があることである。さらに、アナログ表示装置の読取りは、読み取る人の個々の視角などに応じてエラーを生ずることがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】独国特許第３７０１７３０号明細書
【０００３】
実際には純然たる数値表示を有する計測器も既によく使用されている。これは確かに正確な読取りを可能にする。しかしその欠点は、始動プロセス中に表示される数値は人の眼には知覚できない速度で変化するので、読取りは静止状態でしか可能ではないことである。
【０００４】
それ故、公知の装置はユーザにとって充分使い易いものではないことが明確である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって上記に基づいて、本発明の目的はユーザにとっての使い易さが達成されるように、簡単で低コストの手段により冒頭に記載した種類の計測器を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記の目的は、表示装置が数値表示と図形表示とを備えるとともに、表示装置に連結されている操作装置が電子計算機と、該電子計算機の前に配置され、互いに相対移動可能な２つの素子を有していて、電気的出力値を生成可能な距離計とを含んでおり、一方の素子はスライダ上に配置され、素子と対向して固定的に配置された他方の素子の出力端子は表示装置の数値表示および図形表示用の制御信号を発生する電子計算機の入力端子に接続され、プローブが零ポイントに近づくほどスライダが進んだ進行距離の図形表示上での解像度が上昇することによって達成される。
【０００７】
このような措置によって、公知の装置の欠点は利点を保持しつつ完全に避けられる。
【０００８】
図形表示は実際に、始動プロセスの進展中も始動運動を中断することなく確実に読取り可能な準アナログ表示を提示する。プローブが零ポイントに近づくほど、スライダが進んだ進行距離の図形表示上での解像度が上昇することによって、有利なことに零ポイントに近づくとともに解像度が漸次上昇する非直線的な経路の表示がなされる。したがって、本発明による措置によって、測定経路全体にわたって迅速かつ明確な計測プロセスの追跡が可能であり、零ポイントに近づくほど、進行距離の解像度が上昇することによって、所望の最終位置からのプローブまでの距離を見積る精度は、この位置に接近するほど継続的に上昇し、ひいては零ポイントの正確かつ瞬時の発見が可能になる。この場合は有利なことに、読取りのために始動プロセスを中断する必要がない。数値表示が同時に備えられていることで、静止状態での正確なカウント値が供給され、これはエラーなく読み取れるだけではなく、工作機械の制御にも転用できる。したがって、本発明による措置によって計測プロセスの迅速かつ確実な実施が可能になり、それによって工作機械の設定時間が短縮され、それに対応して機械の加工時間が長くなり、したがって優れた経済性が得られる。
【０００９】
上記の措置の有利な実施形態および好適な発展形態は従属請求項に記載されている。すなわち、距離計をステップに応じた出力信号を発生するように構成することができることが好適である。その際に、プローブの正確な位置を規定するため、進んだステップをカウントするだけでよい。それによってデジタルデータの生成が容易になる。
【００１０】
したがって、電子計算機の入力端子に距離計の可動素子のステップをカウントするカウンタを配置することが好適である。このようにして、プローブの位置に対応するデジタルデータが生ずる。
【００１１】
有利なことにカウンタの出力側には、数値表示および図形表示に関連する制御信号用の２つの出力端子を含む、好適にはマイクロプロセッサとして構成されるコンピュータが配置される。マイクロプロセッサによって、個別の必要性に簡単に、ソフトウエアによって有利に対応することができる。その際にプローブが零ポイントに近づくとともに、スライダが進んだ進行距離の図形表示上での解像度が所望通りに上昇することは、プローブが零ポイントに近づくほど、スライダが進んだ進行距離の図形表示上での解像度が上昇するようにコンピュータが構成されることによって簡単に達成できる。
【００１２】
有利なことに図形表示はそれぞれがスライダの進行距離に関連する互いに並置された、平行な複数の発光バーからなっている。このようにして、デジタル式に特に明確な図形表示が達成され、そのこともユーザの使い易さおよび正確さに有利に作用する。その際に好適なことに、それぞれが発光バーに関連するスライダの進行距離の長さはプローブが零ポイントに近づくほど短縮することが可能であり、それによって上記のような零ポイント領域での高い解像度が簡単に実現される。
【００１３】
上記の措置の特に有利な実施形態では、距離計の固定素子は、電子計算機の機構が組み込まれ、表示装置に隣接する電源用の接続線を備えるプリント基板を含むことができる。この措置によって、電子計算機を簡単に事前組立てした極めてコンパクトな構造になる。
【００１４】
前記の構造は、距離計が互いに移動可能な２つのコンデンサ板を有するコンデンサ配列として構成されることによって支えられる。それによってステップに応じた出力信号を簡単に生成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上記の措置のその他の有利な実施形態および好適な発展形態は残りの従属請求項に記載されており、図面を参照した実施例の下記の説明から明らかになる。
【００１６】
図１および２に示された計測器は工作機械の工作物ホルダ内に締め付けられた工作物の画成エッジを計測するための、ハウジング１から突起し、円錐形の先端２を備えるプローブ３を有している。ハウジング１は計測器を工作機械の工作物ホルダに締め付けるためのピボット４を備えている。プローブ３は半径方向及び／又は軸線方向に偏移可能である。図示した例では、プローブ３は半径方向および軸線方向に偏移可能であり、それによって工作物の三次元計測が可能である。
【００１７】
ハウジング１は観察者側に窓状の開口部５を設けており、その中に外側から読取り可能な表示装置６がある。開口部５は例えばガラス製の透明なカバー板７によって外部から閉鎖されている。
【００１８】
表示装置６は、この例の場合は上下に配置された、互いに隣接する２つの表示行が取り付けられたディスプレイ８を含むデジタル装置として構成されている。この場合、上の行は数値表示９として構成されている。下の行は準アナログ式図形表示１０として構成されている。数値表示９はプローブ３の瞬間位置に対応する正確なカウント値を表示する。図形表示１０はカウント値にとって実用的なアナログ表示を行う。
【００１９】
プローブ３の偏移は、図２に示されている公知の変換システム１１によって、ハウジング１内を移動可能に、この場合は軸線方向に移動可能に設けられたスライダ１２の直線移動へと変換される。スライダは一方の表示装置６に連結された、図３に詳細に示されている操作装置１３と連動する。操作装置１３は図３に示されているように、スライダ１２の移動に応じた電気出力値を発生する距離計１４を含んでいる。距離計１４の出力側には電子計算機１５が接続され、その入力端子は距離計１４の出力端子と接続され、したがって距離計の出力信号を受ける。
【００２０】
電子計算機１５によって、距離計１４からの信号を利用して、表示装置６の数値表示９と図形表示１０の制御に利用されるデジタル制御信号が生成される。したがって電子計算機１５は、それぞれがデジタルスイッチ信号の範疇に関連し、表示装置６のそれぞれ関連する表示９もしくは１０と接続された２つの出力端子１６、１７を有している。数値表示９と図形表示１０はデジタル式に動作するので、電子計算機１５は双方の表示９および１０用の制御信号を生成可能である。
【００２１】
距離計１４は図３から更に分かるように、互いに相対移動可能な２つの素子１８、１９を含んでいる。図２が示すように、素子１８はスライダ１２に取り付けられ、したがって移動可能である。他方の素子１９はハウジング１に支承され、したがってスライダ側の素子１８と対照的に固定的である。距離計１４の互いに移動可能な双方の素子１８、１９は、間隔を保ったまま互いに平行に移動可能な、互いに平行なコンデンサ板として構成されている。したがって距離計１４はその平面で互いに平行移動可能なコンデンサ板を有するコンデンサ配列として構成されている。このコンデンサ配列によって、スライダ１２が進んだ進行距離に応じた電気信号が発生され、進行距離は距離計の出力信号内で識別できる小さいステップに区分される。
【００２２】
電子計算機１５は図３から分かるように、その入力端子に接続されたカウンタ２０を含んでおり、電子計算機１５の入力を構成するカウンタ２０の入力は距離計１４の固定素子１９から発される距離計１４の出力に接続され、したがって信号の流れの矢印２１によって示されるように、距離計１４から発生された信号を受ける。カウンタ２０は、それによって距離計１４から発生されたステップに応じた出力信号がカウントされるように構成されている。各ステップ信号には特定の進行距離が関連しているので、ステップ数によって進行した総距離が判明する。
【００２３】
電子計算機１５は更に、信号の流れの矢印２３によって示されるように、カウンタ２０の出力側に接続され、カウンタ２０の出力値が入力されるコンピュータ２２を含んでいる。コンピュータ２２は、入力されたステップ数によって表示装置６の数値表示９および図形表示１０用の所望の制御信号を発生できるように備えられている。図示した例では、コンピュータ２２は電子計算機１５の出力端子１６、１７に対応する２つの出力端子を備えている。コンピュータ２２は好適にはメモリを備える、プログラム可能なマイクロプロセッサとして構成されており、それによって高度な多様性が得られる。
【００２４】
スライダ１２に連結された距離計１４の素子１８は接着などによってスライダ１２に固定することができる。固定素子１９は図２に示されているように、ハウジングの外側から間隔を隔てた段２４を設けているハウジング側の開口部５の領域に配置されている。板状の素子１９は段２４内に置かれ、開口部５内に嵌合する、前述のように透明板７を担持する固定フレーム２５によって固定されている。
【００２５】
可動素子１８の側にコンデンサ板として形成された素子１９は裏側が好適にはプリント基板として形成され、それには図２に示されているように、電子計算機１５の機構が組み込まれ、電源２６として機能するバッテリなどの接続線を備えている。電源２６を形成するバッテリは連結された固定フレーム２５の室２７内に挿入され、取り付け可能なカバー２８によって室内に固定可能である。電源は図１から明らかであるように、表示装置６の下に位置している。
【００２６】
前述のプリント基板に組み込まれた電子計算機１５の機構は、弾力的な押しキャップ２０によって上から覆われ、これを貫いて表示装置６のディスプレイ８を形成する電子部品と接触するので、配線などは不要である。板状の素子１９と間隔を隔てて平行に配置されているディスプレイ８は固定フレーム２５内に格納されており、固定フレームは、ディスプレイ８に関連し、ディスプレイ８によって背面が仕切られ、かつ透明な保護ディスクによって上から覆われている窓状の切り欠き部を設けている。
【００２７】
距離計１４の板状素子１９に形成されているプリント基板は図２から明らかであるように、電源２６に関連する固定フレーム２５の室２７の下をも貫いて延在し、したがって室の床を貫いて、距離計１４、電子計算機１５、および表示装置６用の動作電流を供給する電源２６と直接接触することができる。これらの機構への電流供給はハウジングの開口部５の領域に配置された押しボタン３０によってスイッチオン、スイッチオフすることができ、それによってプリント基板上に配置されたミニスイッチが作動可能である。プリント基板は押しボタン３０をも下から覆っているので、プリント基板上に組み込まれたミニスイッチを直接操作することができる。
【００２８】
表示装置６のディスプレイ８は数値表示９および図形表示１０に関連する発光ダイオードを含んでいる。図形表示１０は図４から最も明解に分かるように、互いに並置された平行な複数の発光バー３１を含んでいる。これらは互いに直に接触していてもよく、または図示した例のように互いに僅かに間隔を隔てていてもよく、共に可変長の表示条片を形成する。各発光バー３１はスライダ１２の進行距離と関連している。簡単な場合は、発光バー３１に関連する進行距離は同一でもよい。しかし、コンピュータ２２が、機械スピンドルの軸が計測されるエッジ上に正確に位置している場合に到達する零ポイントにプローブ３が接近するほどバーにそれぞれ関連する進行距離が短くなるように設定されること、すなわちコンピュータ２２を構成するマイクロプロセッサがそのようにプログラムされることが好適である。このようにして、スライダ１２が進んだ進行距離の解像度は零ポイントに接近するとともに上昇する。それによって、達成可能な精度が高まり、計測プロセスの実施中の観察が容易になるので、計測プロセスを比較的迅速に終了することができる。
【００２９】
発光バー３１の高さが周辺から中心に向かって低くなることによって、零ポイントからの間隔が短くなったことが示唆される。隣接する発光バーよりも高さが際立っている中心の発光バー３１aは零ポイント、もしくは零ポイント領域に対応している。この領域は許容差内にあるように小さくすることができる。正確な値は数値表示９によって表示され、プローブ３の静止状態で読み取ることができる。発光バー３１によって形成されたバー配列の終端には、プローブ３が図形表示１０上に結像された領域外にある限り発光する、図示した例では矢印３２で示されている記号を付すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による計測器の図である。
【図２】図１に示した装置の縦断面図である。
【図３】表示装置に連結された、本発明による計測器の操作装置のブロック回路図である。
【図４】図１の装置の表示装置のディスプレイの拡大図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ハウジング
２  プローブ先端
３  プローブ
４  ピボット
５  開口部
６  表示装置
７  カバー板
８  ディスプレイ
９  数値表示
１０  図形表示
１１  変換システム
１２  スライダ
１３  操作装置
１４  距離計
１５  電子計算機
１６  出力端子
１７  出力端子
１８  可動素子
１９  固定素子
２０  カウンタ
２１  信号の流れ矢印
２２  コンピュータ
２３  信号の流れ矢印
２４  段
２５  固定フレーム
２６  電源
２７  室
２８  カバー
３０  押しボタン
３１  発光バー
３１ａ  中心の発光バー
３２  矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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