[發明專利]粗糙度測量傳感器、具有其的設備以及其相應的使用

有效

• 申請號: 201710219948.X
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107270805B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: G·米斯
• 申請（專利權）人: 克林格倫貝格股份公司
• 主分類號: G01B5/28
• 分類號: G01B5/28
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 林振波

本發明涉及一種粗糙度測量傳感器(15)、具有其的設備以及其相應的使用，所述粗糙度測量傳感器包括滑動元件和傳感器頭(15.4)，其中，傳感器頭(15.4)設置在傳感器臂(13.1)的末端的區域中，傳感器臂具有平行于縱向軸線(LA)的縱向延伸部并且以杠桿狀方式安裝。滑動元件以滑動頭(15.3)的方式形成，并且當在垂直于縱向軸線(LA)的橫截平面(SE)中觀察時，滑動頭(15.3)鄰近于傳感器頭(15.4)側向地定位。當在垂直于縱向軸線(LA)的橫截平面(SE)中觀察時，傳感器頭(15.4)限定最下接觸點(15.1)，并且當在橫截平面(SE)中觀察時，滑動頭(15.3)具有帶有最下滑動點(15.2)的彎曲漸進部。

技術領域

本發明涉及粗糙度測量傳感器、具有其的設備以及其相應的使用。

背景技術

部件或材料的表面結構在許多技術領域中是重要的質量特征。

因此，存在用于檢測表面的粗糙度或粗糙深度的不同的粗糙度測量設備。傳感器頭通常在機械掃描中在表面上被引導。結果是在掃描路徑上記錄的高度信號，其也稱為表面輪廓。

滑動探頭1是已知的，如圖1A中示意性所示。滑動探頭1包括滑動頭2，取決于應用，該滑動頭具有大的或小的半徑，并且用作滑動元件。傳感器3的傳感器頭4與滑動頭2一起置于待測量的表面F上，并且利用傳感器頭4檢測相對于滑動頭2的路徑的表面輪廓。滑動頭2跟隨表面F上的宏觀不均勻性，即起伏和宏觀形狀。另一方面，傳感器頭4利用其小的尖端半徑檢測表面粗糙度，并且檢測例如由滑動頭2橋接的凹槽，因為滑動頭具有更大的有效半徑。因此，滑動頭2以機械高通濾波器的方式起作用。

圖1B以示意圖形式示出了圖1A的滑動探頭1的掃描結果。例如，對于滑動探頭1，面對表面F上的隆起的行為是典型的。滑動探頭1在表面F上被拉動，因此滑動頭2在傳感器頭4之前到達該隆起。因此，整個傳感器3被提升，然后傳感器頭4從周圍的傳感器殼體進一步向下突出。這被以如下方式記錄(參見圖1B中的區域B1)：就像傳感器頭4明顯地在表面F的凹陷中行進一樣。

從公開的專利申請WO2010079019A2已知改進的滑動探頭。所述滑動探頭以相應的功能圖在圖2A中示出。為了允許比較圖2A的改進的滑動探頭與圖1A的解決方案，在這種情況下使用相同的附圖標記。滑動元件2布置在傳感器銷的末端處。傳感器頭4布置在傳感器銷中，其中滑動元件2和傳感器頭4之間的距離A被固定地預定。

圖2B中示出了再一示例性的滑動探頭1。圖2B的滑動探頭1基于圖2A的基本原理。與圖2A中的相反，傳感器頭4和滑動元件2的順序被顛倒。在圖2B中所示的示例中，傳感器頭4位于滑動元件2之前。同樣，在這種情況下，滑動元件2和傳感器頭4之間的距離A被固定地預定。

滑動探頭會部分提供失真的結果。這種情況例如是，如果滑動頭2的運動與傳感器頭4的運動相長地交疊，則提供太高的輸出信號，或者如果運動完全或部分地相互抵消，則因此提供太低的信號。

例如當測量齒面的表面性質時，會發生其他問題。一方面，目前的滑動探頭不能進入小模數齒輪的齒間隙中太遠。另一方面，當到達齒面的齒頂時，滑動元件2自由運動。因此，無法測量靠近齒頂的齒面形貌。因為傳感器頭4在到達齒頂時空轉，因此根據圖2A的解決方案是不適合的。另一方面，在根據圖2B的解決方案中，滑動頭2在到達齒頂時將自由運動。

發明內容

本發明的目的是提供一種粗糙度測量傳感器，其還允許在小模數齒輪和其他三維結構上執行粗糙度測量，其中待測量表面的最大可能表面部分應以高精度測量。

此外，本發明涉及提供具有合適的粗糙度測量傳感器的(測量)設備，所述粗糙度測量傳感器允許例如在齒輪齒面上進行改進的粗糙度測量。本發明還涉及這種粗糙度測量傳感器的使用。

本發明的另一個目的是能夠在相同部件的精確預定位置處進行粗糙度測量。