DE10064847C1

DE10064847C1 - Method and device for measuring and possibly calibrating a perforation of a workpiece

Info

Publication number: DE10064847C1
Application number: DE2000164847
Authority: DE
Inventors: Bernd Lehmann; Peter Kraft
Original assignee: WETZEL AG SISSELN SISSELN
Current assignee: WETZEL SERVICE AG, CH
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2000-12-23
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2020-12-24

Abstract

Bei einem Verfahren zum Vermessen wenigstens einer Lochung (2) eines Werkstücks (3) hinsichtlich ihrer Querschnittsabmessungen wird ein Prüf- oder Kalibrierkörper (4, 13) in die Lochung (2) durch eine Relativbewegung zentriert zu der Lochung (2) eingeschoben und/oder aus dieser herausgeschoben. Die Querschnittsabmessungen des Prüf- oder Kalibrierkörpers (4, 13) sind etwas größer als diejenigen der Lochung (2), so daß der in der Lochung (2) befindliche Prüf- oder Kalibrierkörper (4, 13) elastisch an die Wandung der Lochung (2) angedrückt wird. Die beim Ein- und/oder Herausschieben des Prüf- oder Kalibrierkörpers (4, 13) aufgebrachte Verschiebekraft wird zumindest über einen Teilbereich des Relativverschiebeweges zwischen Prüf- und Kalibrierkörper (4, 13) und Werkstück gemessen. Der Verschiebekraftverlauf ist ein Maß für die Querschnittsabmessungen der Lochung (2) im Verlauf des Relativverschiebeweges.In a method for measuring at least one perforation (2) of a workpiece (3) with regard to its cross-sectional dimensions, a test or calibration body (4, 13) is inserted into the perforation (2) by a relative movement centered on the perforation (2) and / or pushed out of this. The cross-sectional dimensions of the test or calibration body (4, 13) are somewhat larger than those of the perforation (2), so that the test or calibration body (4, 13) located in the perforation (2) resiliently against the wall of the perforation (2 ) is pressed. The displacement force applied when the test or calibration body (4, 13) is pushed in and / or out is measured at least over a portion of the relative displacement path between the test and calibration body (4, 13) and the workpiece. The displacement force curve is a measure of the cross-sectional dimensions of the perforation (2) in the course of the relative displacement path.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen wenigstens einer Lochung eines Werkstücks hinsichtlich ihrer Querschnitts abmessungen, insbesondere zum Vermessen einer Mikrolochung, wobei ein elastisch nachgiebiger Prüfkörper durch eine Relativ bewegung zentriert in die Lochung eingeschoben und/oder aus dieser herausgeschoben wird, und wobei die Querschnittsabmes sungen des Prüfkörpers etwas größer sind als diejenigen der Lochung, so dass der in der Lochung befindliche Prüfkörper elastisch an die Wandung der Lochung angedrückt wird.The invention relates at least to a method for measuring a perforation of a workpiece in terms of its cross section dimensions, in particular for measuring a micro-perforation, an elastically flexible test specimen by a relative centered movement inserted and / or out of the perforation this is pushed out, and the cross-sectional dimensions solutions of the test specimen are slightly larger than those of the Perforation so that the test specimen in the perforation is pressed elastically against the wall of the perforation.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Kalibrieren der Querschnittsabmessungen wenigstens einer Lo chung eines Werkstücks, insbesondere einer Mikrolochung, wobei ein Kalibrierkörper in die Lochung eingeschoben und/oder aus dieser herausgeschoben wird, wobei die Querschnittsabmessungen des Kalibrierkörpers etwas größer sind als diejenigen der Lochung und wobei der Kalibrierkörper härter ist als die Wan dung der Lochung, so dass die Lochung beim Ein- und/oder Her ausschieben des Kalibrierkörpers aufgeweitet wird. Dabei wird unter einer Mikrolochung eine Lochung verstanden, deren größte Querschnittsabmessung kleiner als 2 Millimeter, insbesondere kleiner als 500 µm und vorzugsweise kleiner als 200 µm ist.The invention also relates to a method for Calibrate the cross-sectional dimensions of at least one Lo chung a workpiece, in particular a micro-perforation, wherein a calibration body inserted and / or removed from the perforation this is pushed out, the cross-sectional dimensions of the calibration body are slightly larger than those of the Perforation and the calibration body is harder than the Wan of the perforation, so that the perforation at one and / or fro pushing out the calibration body is expanded. Doing so A micro perforation means a perforation, the largest of which Cross-sectional dimension less than 2 millimeters, in particular is less than 500 microns and preferably less than 200 microns.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ver messen wenigstens einer Lochung eines Werkstücks hinsichtlich ihrer Querschnittsabmessungen, mit einem in die Lochung des Werkstücks zentrisch einschiebbaren und/oder aus dieser he rausschiebbaren, elastisch nachgiebigen Prüfkörper, dessen Querschnittsabmessungen etwas größer sind als diejenigen der Lochung, so dass der in der Lochung befindliche Prüfkörper an die Wandung der Lochung angedrückt ist.Furthermore, the invention relates to a device for ver measure at least one perforation of a workpiece with regard to their cross-sectional dimensions, with one in the perforation of the Workpiece can be inserted centrally and / or from this slide-out, resilient test specimen whose Cross-sectional dimensions are slightly larger than those of the Perforation so that the test specimen in the perforation the wall of the perforation is pressed.

Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Kalibrieren wenigstens einer Lochung eines Werkstücks, mit einem in die Lochung des Werkstücks zentrisch einschiebbaren und/oder aus dieser herausschiebbaren Kalibrierkörper, der härter ist als die Wandung der Lochung, wobei die Querschnitts abmessungen des Kalibrierkörpers etwas größer sind als diejeni gen der Lochung, so dass die Lochung durch das Einschieben des Kalibrierkörpers aufweitbar ist.The invention also relates to a device for Calibrate at least one hole in a workpiece with one that can be inserted centrally into the perforation of the workpiece and / or from this sliding calibration body, the is harder than the wall of the perforation, the cross-section dimensions of the calibration body are slightly larger than those towards the perforation, so that the perforation by inserting the Calibration body is expandable.

Aus DE 24 45 835 C2 kennt man bereits ein Meßverfahren der eingangs genannten Art, bei dem die zu vermessende Lochung eine zylindrische Bohrung ist, in die zum Messen ihres Innendurch messers ein als Meßlehre ausgebildeter Prüfkörper eingeschoben wird. Die Meßlehre weist zwei an ihrem Gehäuse diametral gege nüberliegende Meßfühler auf, die in radialer Richtung der Meßlehre aufeinander zu- und voneinander wegbewegbar sind. In Gebrauchsstellung werden die Meßfühler elastisch an die Innen wandung der Bohrung angedrückt. An den Meßfühlern sind Drähte befestigt, die im Inneren des Gehäuses der Meßlehre angeordnet sind und die radiale Bewegung der Meßfühler auf ein bewegliches Meßglied eines Wandlers übertragen, der in dem Gehäuse der Meßlehre angeordnet ist. In dem Wandler wird ein zur Auslenkung der Fühler entsprechendes elektrisches Signal erzeugt. Die Meßlehre hat den Nachteil, dass sie einen komplizierten Aufbau mit einer Vielzahl von relativ zueinander beweglichen Einzel teilen aufweist. Dadurch ergeben sich entsprechend große Abmes sungen der Meßlehre, weshalb diese für die Vermessung von Lochungen mit kleinen Querschnittsabmessungen, insbesondere von Mikrolochungen, praktisch nicht geeignet ist. Darüber hinaus hat die Meßlehre auch den Nachteil, dass sie nur an zwei dia metral einander gegenüberliegenden Stellen an der Wandung der Lochung anliegt, so dass das Meßsignal nur die Querschnittsab messung der Lochung in Richtung der Verbindungslinie dieser Stellen anzeigt. Soll die Lochung auch in anderen Richtungen vermessen werden, muss die Meßlehre in mehreren unterschiedli chen Richtungen in der Lochung positioniert werden. Das Vermes sen der Lochung ist deshalb auch noch vergleichsweise kompli ziert und zeitaufwendig.From DE 24 45 835 C2 one already knows a measuring method of type mentioned, in which the perforation to be measured a is cylindrical bore in which to measure its inside a test piece designed as a gauge is inserted becomes. The gauge has two diametrically opposite on its housing overlying sensors on the radial direction of the Gauge can be moved towards and away from each other. In In the position of use, the sensors are elastic to the inside wall of the hole pressed. There are wires on the sensors attached, which is arranged inside the housing of the gauge are and the radial movement of the probe on a movable Measuring element of a transducer transmitted in the housing of Gauge is arranged. In the converter one becomes a deflection the sensor generates a corresponding electrical signal. The Gauge has the disadvantage that it has a complicated structure with a large number of individual parts that are movable relative to one another share. This results in correspondingly large dimensions solutions of the gauge, which is why it is used for the measurement of Perforations with small cross-sectional dimensions, especially from Micro perforations, is practically not suitable. Furthermore The gauge also has the disadvantage that it only works on two dia metrically opposite points on the wall of the Perforation is present, so that the measurement signal only cross-section measurement of the perforation in the direction of the connecting line of this Digits. Should the perforation also in other directions to be measured, the measuring gauge must be made in several different ways directions in the perforation. The Vermes The perforation is therefore comparatively complicated graceful and time consuming.

Aus GB 1 124 309 kennt man auch bereits ein Kalibrierverfahren der eingangs genannten Art, bei dem zum Herstellen einer Düse zunächst in einem ersten Verfahrensschritt mittels eines Bear beitungswerkzeugs eine Durchtrittslochung in ein Werkstück eingebracht wird. Um den Durchmesser der Lochung auf ein vorge sehenes Endmaß zu bearbeiten, wird danach in einem zweiten Verfahrensschritt ein Kalibrierkörper in die Lochung eingescho ben, dessen Durchmesser etwas größer ist als derjenige der Lochung, wobei die Lochung auf das Endmaß aufgeweitet wird. Zwar kann durch die Kalibrierung vor allem bei Lochungen mit großen Längen zu Durchmesser-Verhältnis (Aspektverhältnis), insbesondere mit einem Aspektverhältnis von größer als 4 : 1, die Maßhaltigkeit der Lochung verbessert werden. Durch die Kalib rierung können jedoch Maßungenauigkeiten der Lochung nur in begrenztem Umfang beseitigt werden. Insbesondere, wenn die Lochung in dem ersten Verfahrensschritt, beispielsweise aufgrund von Verschleiß an einer Materialbearbeitungseinrichtung nicht mit ausreichender Maßgenauigkeit in das Werkstück einge bracht wird, können unzulässig große Toleranzen auftreten, welche die Funktion des Werkstücks beeinträchtigen können.A calibration method is already known from GB 1 124 309 of the type mentioned, in the manufacture of a nozzle first in a first process step using a bear processing tool a perforation in a workpiece is introduced. To the diameter of the perforation on a pre to see the finished gauge is then done in a second Method step a calibration body inserted into the perforation ben whose diameter is slightly larger than that of Perforation, whereby the perforation is expanded to the final dimension. You can use the calibration, especially with perforations long lengths to diameter ratio (aspect ratio), especially with an aspect ratio greater than 4: 1, the Dimensional accuracy of the perforation can be improved. Through the caliber However, inaccuracies in the perforation can only be measured in to a limited extent. Especially if the Punching in the first process step, for example due to of wear on a material processing device not inserted into the workpiece with sufficient dimensional accuracy unacceptably large tolerances can occur, which can impair the function of the workpiece.

Aus DE 36 22 497 C2 ist ferner ein Verfahren zum Prüfen eines an einer Werkstückhalterung horizontal gelagerten Rohres auf freien Durchgang bekannt. Mittels eines Antriebs wird ein Prüfkörper zentriert in die Innenhöhlung des Rohres eingeführt und in dieser vorgeschoben. Zwischen dem Prüfkörper und dem Antrieb ist ein Kraftmesseinrichtung zum Messen der entlang des Verschiebewegs auf den Prüfkörpers ausgeübten Vorschubkraft angeordnet. Beim Überschreiten einer vorgegebenen Vorschubkraft wird der Antrieb abgeschaltet. Das Verfahren ermöglicht zwar die Überprüfung des Rohres auf freien Durchgang. Eine Messung des Innenquerschnittsverlaufs des Rohres entlang des Verschie beweges erfolgt bei dem Verfahren jedoch nicht.DE 36 22 497 C2 also describes a method for testing a on a workpiece holder horizontally mounted pipe free passage known. By means of a drive a Test specimen centered in the inner cavity of the tube and advanced in this. Between the test specimen and the Drive is a force measuring device for measuring along the Displacement force exerted on the test specimen arranged. When a specified feed force is exceeded the drive is switched off. The process allows checking the pipe for free passage. A measurement the inner cross-sectional profile of the tube along the displacement however, there is no movement in the process.

Aus DE 39 30 630 C1 ist eine Vorrichtung zum Vermessen einer Lochung eines Werkstücks hinsichtlich ihrer Querschnittsabmes sungen bekannt. Die Vorrichtung weist einen zentriert in die Lochung einschiebbaren Prüfkörper auf, der mehrere, in einer Reihe hintereinander aufgereihte Kugeln hat, die im Durchmesser um einen vorgegebenen Betrag stufenweise ansteigen. Der Durch messer der Kugeln ist zum Teil größer als derjenige der Lo chung. Das Werkstück ist an einer Werkstückhalterung angeord net, so dass es mit seiner Lochung fluchtend zu dem Prüfkörper positionierbar ist. Der Prüfkörper ist an einer Schiebeführung verschiebbar gelagert und mittels eines Verschiebeantriebs in die Lochung einschiebbar. Zur Begrenzung der Kraft beim Ein schieben des Prüfkörpers ist eine Kraftmeßeinrichtung mit einem Schaltelement vorgesehen, welches den Verschiebeantrieb beim Überschreiten einer vorgegeben Kraft abschaltet. Das Verfahren ermöglicht jedoch keine Messung des Bohrlochdurchmesserverlaufs und somit der Bohrlochkontur über den Verschiebeweg.DE 39 30 630 C1 describes a device for measuring a Perforation of a workpiece in terms of its cross-sectional dimensions known. The device has a centered in the Perforation insertable test specimen, the multiple, in one Row in a row has balls that are in diameter gradually increase by a predetermined amount. The through The diameter of the balls is sometimes larger than that of the lo chung. The workpiece is arranged on a workpiece holder net so that it is aligned with its perforation to the test specimen is positionable. The test specimen is on a sliding guide slidably mounted and by means of a sliding drive in the perforations can be inserted. To limit the force when turning on push the test specimen is a force measuring device with a Switching element provided, which the displacement drive at Exceeding a predetermined force switches off. The procedure does not, however, allow the borehole diameter course to be measured and thus the borehole contour over the displacement.

Aus DE 42 08 138 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Streck- und Ziehkraftmessung an Steckkontakten beschrieben, wobei zentrisch ein einschiebbarer oder herausziehbarer Prüf körper in die Lochung des in einer Werkstückhalterung fluchtend zum Prüfkörper gehaltenen Steckkontaktes vermittels einer angetriebenen Verschiebeeinrichtung eingeschoben oder herausge zogen wird. Die dabei aufgewendete Verschiebekraft wird mit Hilfe einer Kraftmessvorrichtung gemessen. Der gemessenen Kurvenverlauf wird mit einer in einem Speicher abgelegten Sollkurve verglichen. Wird eine Kraft gemessen, die außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, wird ein Fehlersig nal ausgelöst.DE 42 08 138 A1 describes a method and an apparatus for Measuring the tensile strength and pulling force on plug contacts, with a test that can be inserted or pulled out centrally body aligned in the perforation of a workpiece holder to the test specimen held plug contact by means of a driven sliding device inserted or removed is pulled. The shifting force applied is included Measured using a force measuring device. The measured The course of the curve is stored in a memory Target curve compared. A force is measured that is outside within a specified tolerance range, an error is generated nal triggered.

Aus DE 40 25 353 A1 sind ferner ein Kalibrier-Verfahren und eine Kalibrier-Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Dabei wird ein Prüfkörper in eine Lochung eingeschoben, dessen Querschnittsabmessungen etwas größer sind als die der Lochung. Der Prüfkörper weist einen Vorschaltkonus auf, der härter ist als die Wandung der Lochung. Bei Einschieben des Vorschaltkonus in die Lochung öffnet und glättet dieser die Lochung auf das Sollmaß eines hinter dem Vorschaltkonus angeordneten, mit diesem verbundenen Sensorkörpers. Der Sensorkörper weist einen Doppelkristall auf, mit dem die von dem Sensorkörper auf die Wandung der Lochung ausgeübte Radialkraft zu Qualitätskontroll zwecken gemessen wird. Die Kalibrier-Vorrichtung weist jedoch einen relativ komplizierten Aufbau auf. Außerdem ist sie wegen der Baugröße des Sensorkörpers für die Qualitätskontrolle von Lochungen, deren Durchmesser kleiner als 500 µm ist, praktisch nicht geeignet. DE 40 25 353 A1 also describes a calibration method and a calibration device of the type mentioned is known. A test specimen is inserted into a perforation, the Cross-sectional dimensions are slightly larger than that of the perforation. The test specimen has an adapter cone that is harder than the wall of the perforation. When inserting the ballast cone in the perforation opens and smoothes the perforation on the Target dimension of one arranged behind the ballast cone with this connected sensor body. The sensor body has one Double crystal with which the from the sensor body to the Wall of the perforation applied radial force for quality control is measured for purposes. However, the calibration device points a relatively complicated structure. Besides, it's because the size of the sensor body for quality control of Perforations with a diameter of less than 500 µm are practical not suitable.

Aus DE 195 34 790 A1 sind außerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer Lochung beschrieben, bei denen ein Kalibrierdorn mit Hilfe eines Kragenschafts beim Herausziehen die Innen-Querschnittsabmessung eines Kragens bestimmt, der beim Eintreiben des Kalibrierdorns in eine Lo chung eines Werkstücks gebildet worden ist. Eine Qualitätsüber prüfung der Abmessungen der zu kalibrierenden Lochungen erfolgt bei diesem Verfahren jedoch nicht.DE 195 34 790 A1 also discloses a method and a method Device for calibrating a perforation described, at a calibration mandrel with the help of a cantilever Pull out the inside cross-sectional dimension of a collar determined that when driving the calibration mandrel into a Lo a workpiece has been formed. A quality transfer the dimensions of the perforations to be calibrated are checked not with this method.

Aus DE 42 25 398 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer Bohrung mit einem kreisrunden Kalibrierdorn erwähnt. Auch hier ist eine Qualitätsüberprüfung der Abmessun gen der zu kalibrierenden Lochungen nicht vorgesehen.DE 42 25 398 A1 describes a method and an apparatus for Calibrate a hole with a circular calibration mandrel mentioned. Here too is a quality check of the dimensions not intended for the perforations to be calibrated.

Aus DE 43 29 540 C1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren der Innenhöhlung eines gebogenen Rohrstücks ent nehmbar, wobei ein zentrisch einziehbarer Kalibrierkörper, der härter ist als die Wandung des Rohrstücks und dessen Quer schnittsabmessungen etwas größer sind als diejenigen der Innen höhlung, so dass diese aufgeweitet wird. Die Abweichung der Biegung des Rohrstücks von der exakten Kreisquerschnittsform wird vor Beginn des Kalibrierens gemessen und danach wird der Durchmesser des Kalibrierkörpers bestimmt. Das Verfahren ist jedoch noch relativ aufwendig.DE 43 29 540 C1 describes a method and an apparatus for Calibrate the inner cavity of a bent pipe section takeable, with a centrally retractable calibration body, the is harder than the wall of the pipe section and its cross cut dimensions are slightly larger than those of the inside cavity so that it is widened. The deviation of the Bending the pipe section from the exact circular cross-sectional shape is measured before the start of calibration and after that the Determines the diameter of the calibration body. The procedure is however still relatively expensive.

Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Meßverfahren und eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, wel che(s) insbesondere bei einer Mikrolochung auf einfache Weise ein Vermessen der Querschnittsabmessung(en) der Lochung ermög licht. Außerdem besteht die Aufgabe, ein Kalibrier-Verfahren und eine Kalibriervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche(s) eine Qualitätskontrolle und/oder eine Qualitätsverbesserung der kalibrierten Lochungen ermöglicht.There is therefore the task of a measuring method and a To create measuring device of the type mentioned, wel che (s) especially in the case of micro-perforations in a simple manner a measurement of the cross-sectional dimension (s) of the perforation enables light. There is also the task of a calibration procedure and a calibration device of the type mentioned at the beginning create which one Quality control and / or a quality improvement of the calibrated perforations.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Meßverfahren der eingangs genannten Art darin, daß die beim Ein- und/oder Herausschieben des Prüfkörpers aufgebrachte Verschiebekraft zumindest über einen Teilbereich des Relativverschiebeweges zwischen dem Prüfkörper und dem Werkstück gemessen wird, und daß der Verschiebekraftverlauf ein Maß für die Querschnittsabmessungen der Lochung im Verlauf des Relativverschiebeweges bildet.The solution to this problem consists in a measurement method at the outset mentioned type in that when inserting and / or pushing the Test specimen applied displacement force at least over a Part of the relative displacement path between the test specimen and the workpiece is measured, and that the displacement force curve a measure of the cross-sectional dimensions of the perforation in the course of Relative displacement forms.

In vorteilhafter Weise ist es dadurch möglich, auf einfache Weise indirekt die Querschnittsabmessungen einer Präzisionslochung zu überprüfen, indem beim Verschieben des Prüfkörpers in der Lochung die Verschiebekraft und somit die mechanische Widerstandskraft gemessen wird, den die gegen die Rückstellkraft des Werkstoffs des Prüfkörpers an diesem anliegende Wandung der Lochung des Werkstücks der Schub- oder Verschiebebewegung entgegensetzt. Unter einer Verschiebekraft wird eine Schub- oder Zugkraft verstanden. Aus dem gemessenen Verschiebekraftverlauf kann dann auf die Querschnitts abmessung der Lochung entlang des Relativ-Verschiebeweges zwischen Prüfkörper und Werkstück rückgeschlossen werden. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, eine Aussage über die Qualität der Lochung und deren Maßhaltigkeit zu treffen. Das Verfahren eigent sich insbesondere zum Vermessen von Bohrungen mit kleinem Durchmesser, beispielsweise von Mikrolochungen mit einem Durchmesser zwischen 100 und 200 µm. Dabei ist es sogar möglich, Lochungen mit großem Aspektverhältnis, die mit anderen Meßverfahren nicht oder nur mit großem Aufwand vermessen werden können, mit hoher Präzision zu vermessen.This advantageously makes it possible in a simple manner indirectly the cross-sectional dimensions of a precision perforation check by moving the test specimen in the perforation the displacement force and thus the mechanical resistance is measured against the restoring force of the material of the Test specimen on this wall of the perforation of the workpiece opposes the pushing or shifting movement. Under one Displacement is understood to be a pushing or pulling force. From the The measured displacement force curve can then be based on the cross-section dimension of the perforation along the relative displacement path between Test specimen and workpiece are closed. That’s it easily possible to make a statement about the quality of the To punch holes and their dimensional accuracy. The procedure itself are particularly suitable for measuring small holes Diameter, for example of micro-holes with a diameter between 100 and 200 µm. It is even possible to use perforations large aspect ratio that is not with other measuring methods or can only be measured with great effort, with high precision to measure.

Bezüglich des Kalibrierverfahrens besteht die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe darin, daß die beim Ein- und/oder Herausschieben des Kalibrierkörpers aufgebrachte Verschiebekraft zumindest über einen Teilbereich des Relativverschiebeweges zwischen dem Kalibrierkörper und dem Werkstück gemessen wird, und daß der Verschiebekraftverlauf ein Maß für die Querschnittsabmessungen bildet, welche die Lochung vor ihrem Kalibrieren im Verlauf des Relativverschiebeweges aufweist.With regard to the calibration method, there is the solution to the above mentioned task in that when pushing in and / or out of the calibration body applied at least over a portion of the relative displacement between the Calibration body and the workpiece is measured, and that the The displacement force curve is a measure of the cross-sectional dimensions which forms the perforation before it is calibrated in the course of the Has relative displacement.

In vorteilhafter Weise ist es also durch die Messung des Verschiebe kraftverlaufs des Kalibrierkörpers auf einfache Weise möglich, während des Kalibrierens der Lochung und somit unter Vermeidung eines zusätzlichen Verfahrensschrittes die Querschnittsabmessungen zu kontrollieren, welche die Lochung vor dem Durchführen des Kalibrierungsschrittes aufwies. Aus den Querschnittsabmessungen kann dann beispielsweise eine Aussage über die Qualität der Lochung vor dem Kalibrieren und somit auch über den Fertigungsprozeß getroffen werden, der beim Einbringen der Lochung in das Werkstück zur Anwendung kam. Aus dem gemessen Verschiebekraftverlauf läßt sich sogar eine Aussage über die Querschnittsabmessungen der Lochung nach dem Kalibrierungsschritt und somit über die Maßhaltigkeit der Lochung in Bezug zu einer Vorgabe treffen. So kann beispielsweise, wenn die Verschiebekraft an wenigstens einer Stelle des Relativver schiebeweges zwischen Kalibrierkörper und Werkstück einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, darauf geschlossen werden, daß die Lochung nach dem Kalibrieren an dieser Stelle einen zu großen Durchmesser aufweist. Das Verfahren ermöglich eine einfache Herstellung einer Präzisionslochung oder -lochung.It is therefore advantageous by measuring the displacement force curve of the calibration body possible in a simple manner, while calibrating the perforation and thus avoiding it an additional process step the cross-sectional dimensions to control the perforation before performing the Had calibration step. From the cross-sectional dimensions can then, for example, make a statement about the quality of the perforation before calibration and thus also about the manufacturing process be taken when punching the workpiece was used. From the measured displacement force curve there is even a statement about the cross-sectional dimensions of the perforation after the calibration step and thus the dimensional accuracy of the Make holes in relation to a specification. For example, if the displacement force at at least one point in the relative ver sliding distance between calibration body and workpiece falls below the specified limit, can be concluded that the holes are too large at this point after calibration Has diameter. The procedure enables an easy one Manufacture of precision perforation or perforation.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Veränderung der Verschiebekraft über den Verschiebeweg ermittelt, wobei bei einer Verschiebekraftzunahme eine Querschnittsabnahme und bei einer Verschiebekraftabnahme eine Querschnittserweiterung der Lochung detektiert wird. Dadurch können Querschnittsver änderungen im Verlauf der Lochung, wie sie beispielsweise bei einer Fehlpositionierung der Fokuslage eines zum Einbringen der Lochung in das Werkstück vorgesehenen Laser- oder Elektronenstrahls auftreten können, auf einfache Weise erfasst und die Fokuslage dann gegebenenfalls entsprechend korrigiert werden. In an advantageous embodiment of the invention, the Change in the displacement force determined via the displacement path, with a decrease in cross-section when the displacement force increases and a cross-sectional expansion in the event of a decrease in the displacement force the perforation is detected. This allows cross-sectional ver Changes in the course of the perforation, such as in a Incorrect positioning of the focus position for introducing the perforation laser or electron beam provided in the workpiece occur can be captured in a simple manner and then the focus position if necessary, be corrected accordingly.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Verschiebekraftverlauf mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich verglichen wird und wenn bei einer Abweichung des Verschiebekraftverlaufs von dem Sollwert oder dem Sollwertbereich das Werkstück ausgesondert wird. Dadurch ist es insbesondere bei einer Serienfertigung von Werkstücken auf einfache Weise möglich, eine nahezu einhundertprozentige Qualität der gefertigten, nicht ausgesonderten Werkstücke bezüglich ihrer Lochabmessungen zu erreichen.It is particularly advantageous if the displacement force curve with a Setpoint or a setpoint range is compared and if at a deviation of the displacement force curve from the target value or the workpiece is discarded from the setpoint range. This is it especially in the case of series production of workpieces simple way possible, almost 100% quality of the manufactured, not discarded workpieces with regard to their To achieve hole dimensions.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lochung mittels einer Materialbearbeitungsein richtung in das Werkstück eingebracht wird, daß der gemessene Verschiebekraftverlauf mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich verglichen wird und daß bei einer Abweichung des Verschiebekraftver laufs von dem Sollwert oder dem Sollwertbereich ein Verschleiß an der Materialbearbeitungseinrichtung detektiert und gegebenenfalls ein Verschleißteil der Materialbearbeitungseinrichtung erneuert wird, insbesondere ein Bearbeitungswerkzeug. So kann beispielsweise bei einer Materialbearbeitungseinrichtung, die als Laserbohrvor richtung beispielsweise mit einem Nd:YAG-Laser als Strahlquelle ausgebildet ist, bei einer Abweichung des Verschiebekraftverlaufs von dem Sollwert oder dem Sollwertbereich auf einen Verschleiß der Blitzlampen des Lasers geschlossen werden. Diese können dann gegebenenfalls erneuert werden. Bei einer Materialbearbeitungsein richtung, die zum Einbringen der Lochung in das Werkstück ein mechanisches Werkzeug, insbesondere ein Bohrwerkzeug aufweist, kann bei einer Abweichung des Verschiebekraftverlaufs von dem Sollwert oder dem Sollwertbereich ein Verschleiß an dem Werkzeug detektiert werden.In an advantageous embodiment of the invention provided that the perforation by means of a material processing direction is introduced into the workpiece that the measured Displacement force curve with a setpoint or a setpoint range is compared and that in the event of a deviation in the displacement force ver wear starts from the setpoint or setpoint range the material processing device is detected and if necessary a wear part of the material processing device renewed is, especially a machining tool. For example in a material processing facility that is called laser drilling direction, for example with an Nd: YAG laser as the beam source is formed in the event of a deviation in the displacement force curve from the setpoint or the setpoint range to wear of the Flash lamps of the laser are closed. These can then if necessary, be renewed. When processing material direction that is used to make the perforation in the workpiece mechanical tool, in particular has a drilling tool in the event of a deviation of the displacement force curve from the target value or the setpoint range, wear on the tool is detected become.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß der Prüf- oder Kalibrierkörper an seinem in die Bohrung einführbaren freien Endbereich und/oder das Werkstück an einem diesem Endbereich zugewanden Randbereich der Lochung wenigstens eine Einführschräge aufweist, daß der Endbereich des Prüf- oder Kalibrierkörpers quer zum dem Relativverschiebeweg von Prüfkörper und Werkstück gegenüber dem Werkstück auslenkbar ist, daß die Auslenkung des Endbereichs beim Einschieben in die Lochung und/oder Herausschieben aus der Lochung gemessen wird, und daß beim Auftreten einer Auslenkung das Werkstück zum Zentrieren des Prüf- oder Kalibrierkörpers in Bezug zu der Lochung des Werkstücks entgegen der Auslenkung relativ zu dem Prüf- oder Kalibrierkörper verschoben wird und daß der Prüf- oder Kalibrierkörper gegebenenfalls aus der Lochung entfernt und danach erneut in die Lochung eingeschoben wird. Dadurch ist es möglich, den Prüf- oder Kalibrierkörper auf einfache Weise an der zu vermessenden und gegebenenfalls zu kalibrierenden Lochung zu zentrieren, wobei der Prüf- oder Kalibrierkörper zunächst grob an der Lochung vorpositioniert und dann in diese eingeschoben wird. Wenn der Prüf- oder Kalibrierkörper nicht genau in gerader Verlängerung der Lochung angeordnet ist und somit nicht mit dieser fluchtet, wird das dem Werkstück zugewandte freie Ende des Prüf- oder Kalibrierkörpers beim Einschieben in die Lochung und/oder Herausschieben aus der Lochung bei einer Berührung an der Einführschräge quer zur Schieberichtung ausgelenkt. Diese Auslenkung wird gemessen und aus dem Messwert wird die Lage des Prüf- oder Kalibrierkörpers relativ zu der Lochung ermittelt. Wenn eine Lageabweichung von der Zentrierlage festgestellt wird, wird der Prüf- oder Kalibrierkörper im Sinne einer Reduzierung dieser Zentrierlageabweichung relativ zu dem Werkstück verschoben. Die Messung der Zentrierlage kann dann gegebenenfalls wiederholt werden, bis der Prüf- oder Kalibrierkörper mit einer vorgegebenen Genauigkeit an der Lochung zentriert ist. In vorteilhafter Weise erfüllt der Prüf- oder Kalibrierkörper also eine Doppelfunktion und dient außer zum Vermessen und gegebenenfalls Kalibrieren der Lochung auch als Taster zum Bestimmen seiner Zentrierlage relativ zu der Lochung des Werkstücks.In a preferred embodiment of the method, that the test or calibration body at its in the hole insertable free end area and / or the workpiece at one of these End area facing edge area of the perforation at least one Lead-in chamfer has that the end of the test or Calibration body transverse to the relative displacement of the test body and workpiece can be deflected relative to the workpiece, that the Deflection of the end area when inserted into the perforation and / or Pushing out of the perforation is measured, and that when it occurs a deflection the workpiece to center the test or Calibration body in relation to the perforation of the workpiece the deflection is shifted relative to the test or calibration body and that the test or calibration body, if necessary, from the Perforation removed and then inserted into the perforation again. This makes it possible to easily test or calibrate Way on the measured and possibly calibrated Center perforation, starting with the test or calibration body roughly pre-positioned at the perforation and then inserted into it becomes. If the test or calibration body is not exactly straight Extension of the perforation is arranged and therefore not with this is aligned, the free end of the test or calibration body when inserted into the perforation and / or Push out of the perforation when touching the Entry bevel deflected transversely to the direction of sliding. This deflection is measured and the position of the test or Calibration body determined relative to the perforation. When a Deviation from the centering position is determined, the Test or calibration body in the sense of reducing this Centering position deviation shifted relative to the workpiece. The Measurement of the centering position can then be repeated if necessary, until the test or calibration body with a specified accuracy is centered on the perforation. Advantageously, the Test or calibration body therefore has a double function and also serves to measure and, if necessary, calibrate the perforation as Push button to determine its centering position relative to the perforation of the workpiece.

Vorteilhaft ist, wenn die seitliche Auslenkung des freien Endbereichs des Prüf- oder Kalibrierkörpers berührungslos gemessen wird, insbesondere optisch. Die Zentrierlage zwischen Prüf- oder Kalibrierkörper und Lochung kann deshalb mit großer Präzision bestimmt werden.It is advantageous if the lateral deflection of the free end region the test or calibration body is measured without contact, especially optically. The centering position between test or Calibration body and perforation can therefore with great precision be determined.

Vorteilhaft ist, wenn der Prüf- oder der Kalibrierkörper mit konstanter Geschwindigkeit entlang des Relativverschiebeweges relativ zu dem Werkstück bewegt wird, und daß die Verschiebekraft indirekt gemessen wird, indem Meßwerte für die zum Ein- und/oder Herausschieben des Prüf- oder Kalibrierkörpers aufgebrachte Leistung erfaßt und aus diesen Meßwerten die Verschiebekraft bestimmt wird. Das Verfahren ist dann noch einfacher durchführbar.It is advantageous if the test or calibration body is included constant speed along the relative displacement is moved relative to the workpiece, and that the displacement force is measured indirectly by measuring values for the input and / or Pushing out the test or calibration body applied power detected and the displacement force is determined from these measured values. The method is then even easier to carry out.

Bezüglich der Meßvorrichtung der eingangs genannten Art wird die vorstehend genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Halten des Werkstücks eine Werkstückhalterung vorgesehen ist, an der das Werkstück mit der Lochung zu dem Prüfkörper fluchtend positionierbar ist, daß zwischen der Werkstückhalterung und dem Prüfkörper eine Schiebeführung angeordnet ist, an welcher der Prüfkörper verschiebbar gelagert und mittels eines Verschiebeantriebs in Schieberichtung der Schiebeführung in die Lochung des Werkstücks einschiebbar und/oder aus dieser herausschiebbar ist, daß eine Kraftmeßeinrichtung vorgesehen ist, die zum Messen der beim Ein- und/oder Herausschieben des Prüfkörpers auf diesen ausgeübten Verschiebekraft ausgebildet ist, und daß die Verschiebekraft ein Maß für die Querschnitts abmessungen der Lochung im Verlauf des Relativverschiebeweges bildet.Regarding the measuring device of the type mentioned, the The above object is achieved in that for holding the Workpiece a workpiece holder is provided on which Workpiece can be positioned flush with the test specimen is that between the workpiece holder and the test specimen Sliding guide is arranged on which the test specimen is displaceable stored and by means of a sliding drive in the sliding direction the sliding guide can be inserted into the perforation of the workpiece and / or can be pushed out of this that a force measuring device is provided for measuring when pushing in and / or pushing out of the test specimen on this exerted displacement force and that the displacement force is a measure of the cross-section Forms dimensions of the perforation in the course of the relative displacement.

Dabei kann der Verschiebeantrieb ein manueller oder motorischer Antrieb sein. Mittels der Meßvorrichtung können die Querschnitts abmessungen der Lochung auf einfache Weise überprüft werden, indem der an der Schiebeführung in gerader Verlängerung der Lochung auf diese zu- und von dieser wegverschiebbar gelagerte Prüfkörper in die Lochung eingeschoben und mittels der Kraftmeßeinrichtung zumindest entlang eines Teilbereichs des Relativ-Verschiebeweges zwischen Prüfkörper und Werkstück die Verschiebekraft beim Einschieben und/oder Herausschieben und somit die Widerstandskraft gemessen wird, den die gegen die Rückstellkraft des Prüfkörpers an diesem anliegende Wandung der Lochung der Schub- oder Ver schiebebewegung entgegensetzt. Aus dem gemessenen Verschiebekraftver lauf kann dann eine Aussage über die Querschnittsabmessungen der Lochungen entlang des Relativverschiebeweges zwischen Prüfkörper und Werkstück getroffen werden.The sliding drive can be manual or motorized Drive. The cross-section can be measured by means of the measuring device dimensions of the perforation can be checked in a simple manner by on the sliding guide in a straight extension of the perforation this to and from this test specimens slidably mounted the holes inserted and by means of the force measuring device at least along a portion of the relative displacement path the displacement force between the test specimen and workpiece Push in and / or push out and thus the resistance is measured against the restoring force of the test specimen on this adjacent wall of the perforation of the push or ver sliding movement opposed. From the measured displacement force ver can then make a statement about the cross-sectional dimensions of the Perforations along the relative displacement path between the test specimen and workpiece are hit.

Bezüglich der Kalibriervorrichtung der eingangs genannten Art wird die vorstehend genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Halten des Werkstücks eine Werkstückhalterung vorgesehen ist, an der das Werkstück mit der Lochung zu dem Kalibrierkörper fluchtend positionierbar ist, daß zwischen der Werkstückhalterung und dem Kalibrierkörper eine Schiebeführung angeordnet ist, an welcher der Kalibrierkörper verschiebbar gelagert und mittels eines Verschiebean triebs in Schieberichtung der Schiebeführung in die Lochung des Werkstücks einschiebbar und/oder aus dieser herausschiebbar ist, daß eine Kraftmeßeinrichtung vorgesehen ist, die zum Messen der beim Ein- und/oder Herausschieben des Prüfkörpers auf diesen ausgeübten Verschiebekraft ausgebildet ist, und daß die Verschiebe kraft ein Maß für die Querschnittsabmessungen der Lochung bildet, die diese vor ihrem Kalibrieren im Verlauf des Relativver schiebeweges zwischen Kalibrierkörper und Werkstück aufwies.With regard to the calibration device of the type mentioned at the beginning achieved the above object in that for holding the Workpiece a workpiece holder is provided on which Workpiece aligned with the perforation to the calibration body is positionable that between the workpiece holder and the Calibration body a sliding guide is arranged on which the Calibration body slidably supported and by means of a shift drives in the sliding direction of the sliding guide in the perforation of the Workpiece can be inserted and / or pushed out of it, that a force measuring device is provided for measuring the when pushing the test specimen in and / or out exerted displacement force is formed, and that the displacement a force for the cross-sectional dimensions of the perforation, which these before calibrating in the course of the relative ver had sliding distance between the calibration body and the workpiece.

Die Kalibriervorrichtung ermöglicht es, während des Kalibrierens der Lochung die Querschnittsabmessungen zu kontrollieren, welche die Lochung vor dem Durchführen des Kalibrierungsschritt aufwies. In vorteilhafter Weise kann dadurch die Maßhaltigkeit der Lochung in Bezug zu einer Vorgabe überprüft werden, ohne daß dadurch ein zeitaufwendiger zusätzlicher Meßwerterfassungsschritt erforderlich ist. Die Vorrichtung ermöglicht insbesondere in der Serienfertigung eine schnelle Bearbeitung und Überprüfung von Lochungen. Der Verschiebeantrieb kann ein manueller oder motorischer Antrieb sein.The calibration device makes it possible during calibration control the cross-sectional dimensions of the perforation, which had the perforation before performing the calibration step. The dimensional accuracy of the perforation can thereby advantageously be checked in relation to a specification without this time-consuming additional measured value acquisition step required is. The device enables in particular in series production fast processing and checking of perforations. The Sliding drive can be a manual or motor drive.

Vorteilhaft ist, wenn die Vorrichtung einen Weggeber zum Messen des Relativverschiebeweges zwischen dem Prüfkörper oder Kalibrierkör per und dem Werkstück aufweist. Es kann dann ein Kraft-Wegprofil gemessen werden. Aus dem Flächenprofil des Kraft-Wegverlaufs kann dann eine noch genauere Aussage über die Querschnittsabmessungen der Lochung an den unterschiedlichen Stellen des Relativver schiebeweges zwischen Kalibrierkörper und Werkstück abgeleitet werden.It is advantageous if the device has a displacement sensor for measuring the relative displacement path between the test specimen or calibration specimen per and the workpiece. It can then be a force-displacement profile be measured. From the surface profile of the force-displacement profile can then an even more precise statement about the cross-sectional dimensions the perforation at the different points of the relative ver sliding distance between the calibration body and the workpiece become.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Meßsignalausgang der Kraftmeßeinrichtung zum Vergleichen des Kraftmeßsignales mit einem Sollwertsignal mit einem Vergleichseingang einer Vergleichseinrichtung verbunden, wobei der Ausgang dieser Vergleichseinrichtung mit einer Fehleranzeigeeinrichtung und/oder einer Einrichtung zum Aussondern des Werkstücks verbunden ist. Dabei kann die Vergleichseinrichtung gegebenenfalls ein Teil eines Mikroprozessors sein. Durch das Aussondern von Werkstücken, bei denen die Abmessungen der Lochungen nicht mit einem Vorgabewert oder Toleranzband übereinstimmen, ermöglicht die Vorrichtung eine hohe Fertigungsqualität.In a preferred embodiment of the invention is a Measuring signal output of the force measuring device for comparing the Force measurement signals with a setpoint signal with a comparison input a comparison device, the output of which Comparison device with an error display device and / or a device for separating the workpiece is connected. there If necessary, the comparison device can be part of a Microprocessor. By discarding workpieces at which the dimensions of the perforations are not with a default value or tolerance band match, the device enables one high manufacturing quality.

Vorteilhaft ist, wenn die Vergleichseinrichtung mit einem Steuereingang einer Einrichtung zum Wechseln eines Verschleiß teiles, insbesondere eines Bearbeitungswerkzeuges, einer für das Einbringen der Lochung in das Werkstück vorgesehenen Material bearbeitungseinrichtung verbunden ist. Das Verschleißteil kann dann beim Auftreten einer außerhalb eines Vorgabebereichs liegenden Maßtoleranz der Lochung automatisch erneuert werden, wodurch einerseits die Maßhaltigkeit der mit der Vorrichtung hergestellten Lochungen und andererseits aber auch die Produktivität der Vorrichtung verbessert wird, da weniger Werkstücke ausgesondert werden müssen.It is advantageous if the comparison device with a Control input of a device for changing wear part, in particular a processing tool, one for the Introduce the perforation into the material provided processing device is connected. The wearing part can then when an outside of a default range occurs Dimensional tolerance of the perforation are automatically renewed, which on the one hand, the dimensional accuracy of those produced with the device Perforations and on the other hand also the productivity of Device is improved because fewer workpieces are rejected Need to become.

Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Prüf- oder Kalibrierkörper mittels einer schwimmenden Lagerung quer zur Schieberichtung der Schiebeführung verschiebbar gelagert, wobei als Einführhilfe für den Prüf- oder Kalibrierkörper wenigstens eine Einführschräge vorgesehen ist, die vorzugsweise an dem dem Werkstück zugewandten freien Endbereich des Prüf- oder Kalibrierkörpers angeordnet ist. Der Prüf- oder Kalibrierkörper zentriert sich dann beim Einschieben in die Lochung automatisch an der Lochung.In one embodiment of the device, the test or Calibration body by means of a floating bearing across Sliding direction of the sliding guide slidably mounted, wherein at least one as an insertion aid for the test or calibration body Insertion bevel is provided, preferably on the workpiece facing free end area of the test or calibration body is arranged. The test or calibration body is then centered automatically inserted into the perforation when inserted into the perforation.

Vorteilhaft ist, wenn die Werkstückhalterung zum Positionieren des Prüf- oder Kalibrierkörpers an der Lochung des Werkstücks mittels einer motorisch angetriebenen Positioniereinrichtung quer zur Schiebeeinrichtung der Schiebeführung relativ zu der Schiebeführung positionierbar ist. Die Positioniereinrichtung kann dann beispiels weise mit einer Maschinensteuerung verbunden sein, um den Prüf- oder Kalibrierkörper automatisch an der zu vermessenden und gegebenenfalls zu bearbeitenden Lochung zu positionieren. Die Maschinensteuerung kann gegebenenfalls einen Lageregelkreis mit einem Sensor zum Detektieren einer Abweichung der Lage der Lochung von einer Soll-Lage aufweisen.It is advantageous if the workpiece holder for positioning the Test or calibration body on the perforation of the workpiece by means of a motor-driven positioning device across Sliding device of the sliding guide relative to the sliding guide is positionable. The positioning device can then, for example be connected to a machine control system in order to or calibration body automatically on the to be measured and If necessary, position the perforation to be machined. The Machine control can optionally use a position control loop a sensor for detecting a deviation in the position of the perforation from a target position.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, daß der Prüf- oder Kalibrierkörper an seinem in die Lochung einführbaren freien Endbereich und/oder das Werkstück an einem diesem Endbereich zugewanden Randbereich der Lochung wenigstens eine Einführschräge aufweist, daß der Endbereich des Prüf- oder Kalibrierkörpers quer zum dem Relativverschiebeweg von Prüf- oder Kalibrierkörpers und Werkstück gegenüber dem Werkstück auslenkbar ist, und daß eine Wegmeßeinrichtung zur Messung der Querauslenkung des Endbereichs beim Einschieben in die Lochung vorgesehen ist, welche Wegmeßeinrichtung über einen Lageregler zum Zentrieren des Endbereichs des Prüf- oder Kalibrierkörpers in Bezug zu der Lochung mit der Positioniereinrichtung der Werkstückhalterung verbunden ist. Der Prüf- oder Kalibrierkörper weist dann eine Doppelfunktion auf und dient außer zum Vermessen und gegebenenfalls Kalibrieren der Lochung auch als elastisch auslenkbarer Taster zum bestimmen der Zentrierlage des Prüf- oder Kalibrierkörpers in bezug zu der Lochung des Werkstücks. Um beim Ein- und/oder Herausschieben des außermittig an der Lochung angeordneten Prüf- oder Kalibrierkörpers ein seitliches Auslenken des freien Endbereichs des Prüf- oder Kalibrierkörpers quer zur Schieberichtung zu ermöglichen, kann der Prüf- oder Kalibrierkörper zwischen seinem freien Endbereich und seinem Befestigungsende eine Soll-Biegestelle aufweisen, die beispielsweise durch eine Querschnittsreduzierung gebildet sein kann. Der Prüf- oder Kalibrierkörper kann aber auch mittels einer Schwenklagerung verschwenkbar mit der Schiebeführung verbunden und/oder mittels einer schwimmenden Lagerung quer zum Verschiebeweg der Schiebeführung bewegbar sein.In an advantageous embodiment of the device provided that the test or calibration body on its in the Perforation insertable free end area and / or the workpiece at least one edge region of the perforation facing this end region has an insertion bevel that the end of the test or Calibration body transverse to the relative displacement of test or Calibration body and workpiece can be deflected relative to the workpiece and that a path measuring device for measuring the transverse deflection the end area is provided when inserted into the perforation, which position measuring device via a position controller for centering the End area of the test or calibration body in relation to the perforation connected to the positioning device of the workpiece holder is. The test or calibration body then has a double function and is used for measuring and, if necessary, calibration the perforation can also be determined as an elastically deflectable button the centering position of the test or calibration body in relation to the Perforation of the workpiece. To when inserting and / or pushing the Test or calibration body arranged off-center on the perforation a lateral deflection of the free end area of the test or To enable calibration body transverse to the sliding direction, the Test or calibration body between its free end area and have a predetermined bending point at its fastening end, the be formed, for example, by reducing the cross section can. The test or calibration body can, however, also by means of a Swivel bearing pivotally connected to the sliding guide and / or by means of a floating bearing transverse to the displacement path the sliding guide be movable.

Der Verschiebeantrieb kann ein motorischer Antrieb sein, der zum Ein- und/oder Herausschieben des Prüf- oder Kalibrierkörpers mit mit konstanter Geschwindigkeit mit einem Geschwindigkeitsregler verbunden ist, wobei die Kraftmeßeinrichtung zum indirekten Erfassen der Verschiebekraft eine Leistungsmeßeinrichtung aufweist. Die Verschiebekraft kann dann auf einfache Weise gemessen werden.The displacement drive can be a motor drive that leads to Pushing in and / or pushing out the test or calibration body with at constant speed with a speed controller is connected, the force measuring device for indirect detection the displacement force has a power measuring device. The Displacement force can then be measured in a simple manner.

Der motorische Antrieb kann ein Tauchspulenantrieb sein. Der Antrieb ist dann besonders kostengünstig herstellbar.The motor drive can be a moving coil drive. The drive is then particularly inexpensive to manufacture.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Weggeber als optischer Weggeber ausgebildet, insbesondere als Encoder. Die Widerstandskraft beim Einschieben des Prüf- oder Kalibrierkörpers in die Lochung und/oder beim Herausschieben des Prüf- oder Kalibrierkörpers aus der Lochung kann dann berührungslos und somit rückwirkungsfrei gemessen werden.In an advantageous embodiment of the invention Travel sensor designed as an optical travel sensor, in particular as Encoder. The resistance when inserting the test or Calibration body in the perforation and / or when pushing out the Test or calibration body from the perforation can then be made contactless and thus can be measured without retroactive effects.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Below are exemplary embodiments of the invention based on the Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Vermessen und gegebenenfalls Kalibrieren einer Bohrung eines Werkstücks und einer Laser-Bohreinrichtung zum Einbringen der Lochung in das Werkstück, Fig. 1 is a schematic representation of a device for measuring and optionally calibrating a bore of a workpiece and a laser-drilling device for introducing the perforations in the workpiece,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf einen in die Bohrung des Werkstücks einführbaren Meß- oder Kalibrierkörper, Fig. 2 is a side view of an insertable into the bore of the workpiece measurement or calibration,

Fig. 3 bis 5 eine graphische Darstellung der beim Einschieben eines Prüf- oder Kalibrierkörpers in eine Werkstück-Lochung auf den Körper ausgeübten Verschiebekraft F als Funktion des Relativverschiebeweges s, wobei unterhalb dieser graphischen Darstellung ein Teillängsschnitt durch das Werkstück entlang der Mittelachse der Lochung abgebildet ist, FIGS. 3 to 5 is a graphical representation of the force exerted on the body upon insertion of a test or calibration body in a workpiece hole displacement force F as a function of the relative displacement travel s, which displayed below this graph, a partial longitudinal section through the workpiece along the center axis of the perforation is .

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 3, wobei diese jedoch Meßkurven für die Verschiebekraftverläufe von Lochungen unterschiedlichens Durchmessers aufweist, wobei der größere dieser Durchmesser in der Querschnittsdarstellung punktiert markiert ist, und FIG. 6 shows a representation similar to FIG. 3, but with measurement curves for the displacement force profiles of perforations of different diameters, the larger of these diameters being marked in dotted lines in the cross-sectional representation, and

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 6, wobei jedoch der Querschnitt nur im Halbschnitt dargestellt und oberhalb der die Meßsignalverläufe enthaltenen Grafik angeordnet ist, und wobei die Grafik Meßsignalverläufe für Prüf- und/oder Kalibrierkörper mit drei unterschiedlichen Querschnitten aufweist. FIG. 7 shows a representation similar to FIG. 6, but with the cross section shown only in half section and arranged above the graphic containing the measurement signal curves, and the graphic having measurement signal curves for test and / or calibration bodies with three different cross sections.

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Vermessen einer Lochung 2 eines Werkstücks 3 hinsichtlich ihrer Querschnitts abmessungen weist einen Prüfkörper 4 auf, der von einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Werkzeughalterung gehalten wird, mit welcher der Prüfkörper 4 lösbar verbindar ist. In Fig. 1 ist erkennbar, daß das Werkstück 3 an der Werkstückhalterung 5 mit der Längsmittelachse seiner etwa kreiszylindrischen Lochung 2 etwa in gerader Verlängerung zur Längsmittelachse des Prüfkörpers positionierbar ist. Die Werkstückhalterung 5 kann Spannelemente, eine Aufnahme oder dergleichen Befestigungsstellen für das Werkstück 3 aufweisen, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind. A device designated as 1 for measuring a perforation 2 of a workpiece 3 with respect to its cross-sectional dimensions has a test specimen 4 which is held by a tool holder (not shown in the drawing) with which the test specimen 4 can be detachably connected. In Fig. 1 it can be seen that the workpiece 3 can be positioned on the workpiece holder 5 with the longitudinal central axis of its approximately circular cylindrical perforation 2 approximately in a straight extension to the longitudinal central axis of the test specimen. The workpiece holder 5 can have clamping elements, a receptacle or similar fastening points for the workpiece 3 , which are not shown in the drawing.

Zwischen der Werkstückhalterung 5 und dem Prüfkörper 4 ist eine als Linearführung ausgebildete, nur schematisch dargestellte Schiebeführung 6 angeordnet, an deren Schlittenteil der Prüf körper 4 in Längserstreckungsrichtung der Lochung 2 entlang eines Relativverschiebeweges relativ zu dem Werkstück 3 ver schiebbar gelagert ist. Die Schiebeführung 6 weist zwei relativ zueinander verschiebbaren Teile auf, von denen das eine mit der Werkstückhalterung 5 und das andere Teil ist mit der Werkzeug halterung des Prüfkörpers 4 verbunden ist.Between the workpiece holder 5 and the test body 4 is designed as a linear guide, only schematically shown sliding guide 6 is arranged, on the sled part of the test body 4 in the longitudinal direction of the perforation 2 along a relative displacement path relative to the workpiece 3 is slidably mounted. The sliding guide 6 has two relatively displaceable parts, one of which is connected to the workpiece holder 5 and the other part to the tool holder of the test specimen 4 .

Mittels eines als Linearantrieb ausgebildeten Verschiebean triebs 7 ist der Prüfkörper 4 in Verschieberichtung der Schie beführung 6 antreibbar und mit seinem freien Endbereich 8 in die Lochung 2 des Werkstücks 3 einschiebbar. Der Verschiebean trieb 7 weist eine mit dem Prüfkörper 4 in Antriebsverbindung stehende Tauchspule auf, die in dem Magnetfeld eines Permanent magneten angeordnet ist und beim Einspeisen eines elektrischen Stromes - je nach Richtung des Stromes - entweder eine Schub- oder eine Zugkraft auf den Prüfkörper 4 ausübt.By means of a displacement drive designed as a linear drive 7 , the test specimen 4 can be driven in the direction of displacement of the slide 6 and can be inserted with its free end region 8 into the perforation 2 of the workpiece 3 . The Verschiebean drive 7 has a moving coil with the test body 4 , which is arranged in the magnetic field of a permanent magnet and when feeding an electric current - depending on the direction of the current - exerts either a thrust or a tensile force on the test body 4 ,

Der Verschiebeantrieb 7 ist mit einer Steuer- und Regeleinrich tung 9 verbunden, die eine in der Zeichnung nicht näher darge stellten Geschwindigkeitsregelkreis aufweist. Der Geschwindig keitsregelkreis hat einen Regler, dem ein Soll-Istwert- Vergleicher vorgeschaltet ist. Der Istwerteingang des Verglei chers ist über ein Differenzierglied mit einem Weggeber 15 zum Messen des Relativverschiebeweges s des Prüfkörpers 4 verbun den. An dem Sollwerteingang des Vergleichers liegt während des Einschiebens des Prüfkörpers 4 in die Lochung 2 ein konstanter Geschwindigkeits-Sollwert an.The displacement drive 7 is connected to a control and Regeleinrich device 9 , which has a speed control loop not shown in the drawing Darge presented. The speed control loop has a controller which is preceded by a setpoint / actual value comparator. The actual value input of the comparator is connected via a differentiator to a displacement sensor 15 for measuring the relative displacement path s of the test specimen 4 . A constant speed setpoint is present at the setpoint input of the comparator during the insertion of the test specimen 4 into the perforation 2 .

Die Querschnittsabmessungen zumindest eines in die Lochung 2 einschiebbaren Teilbereichs des Prüfkörpers 4 sind etwas größer als die Querschnittsabmessungen wenigstens einer im Verlauf des Relativverschiebeweges von Prüfkörper 4 und Lochung 2 angeord neten, zu vermessenden Stelle der Lochung 2. Der Prüfkörper 4 ist zumindest quer zu dem Relativverschiebeweg elastisch nach giebig und weist eine geringere Härte auf, als die Wandung der Lochung 2. Dadurch wird der in die Lochung 2 eingeschobene Endbereich 8 des Prüfkörpers 4 zumindest bereichsweise gegen die Rückstellkraft seines Werkstücks elastisch an die Wandung seiner Lochung 2 angedrückt.The cross-sectional dimensions of at least one insertable in the hole 2 of the test body portion 4 are slightly least one Neten larger than the cross-sectional dimensions in the course of the relative displacement path of test specimens 4 and perforation angeord 2, to be measured instead of the perforation. 2 The test specimen 4 is elastic, at least transversely to the relative displacement path, and has a lower hardness than the wall of the perforation 2 . Characterized the inserted into the punching end region 2 of the test piece 4 is 8 at least partially pressed against the restoring force of its workpiece elastically to the wall of its hole. 2

Zum Messen der beim Einschieben des Prüfkörpers 4 an diesem von dem Verschiebeantrieb 7 aufgebrachten Verschiebekraft, ist eine Kraftmeßeinrichtung vorgesehen. Diese weist zum indirekten Messen der Verschiebekraft eine Einrichtung zum Erfassen der elektrischen Stromaufnahme des Verschiebeantriebs 7 auf. Diese Einrichtung mit einer Umsetzeinrichtung verbunden, in der antriebsspezifische Kenngrößen abgelegt sind, mittels denen einem Stromaufnahmemeßwert jeweils ein Verschiebekraftwert zugeordnet werden kann. Die Kenngrößen können beispielsweise in einem Datenspeicher abgelegte Kennlinien oder Wertepaare sein, die jeweils einen Strommeßwert und eine diesem zugeordneten Verschiebekraftwert aufweisen.A force measuring device is provided for measuring the displacement force applied by the displacement drive 7 when the test specimen 4 is inserted. For indirect measurement of the displacement force, this has a device for detecting the electrical current consumption of the displacement drive 7 . This device is connected to a conversion device in which drive-specific parameters are stored, by means of which a displacement force value can be assigned to a current consumption measured value. The parameters can be, for example, characteristic curves or value pairs stored in a data memory, each of which has a current measured value and a displacement force value assigned to it.

In Fig. 3 bis 7 ist erkennbar, daß aus dem Verschiebekraftver lauf 10 auf den Verlauf der Querschnittsabmessungen der Lochung 2 entlang des Relativverschiebeweges zurückgeschlossen werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist der Prüf körper 3 entlang des Relativverschiebeweges eine etwa konstante Querschnittsabmessung auf. Deutlich ist erkennbar, daß der Verschiebekraftverlauf entlang des Relativverschiebeweges zunächst in einen ersten Teilbereich 11a des Verschiebekraft verlaufs zunimmt, in einem zweiten Teilbereich 11b im wesentli chen konstant ist und in einem dritten Teilbereich 11c in Einschubrichtung abnimmt. Dabei kann aus dem konstanten Verlauf des zweiten Teilbereichs 11b auf konstante Querschnitts abmessungen der Lochung 2 entlang des Relativverschiebeweges s geschlossen werden.In Fig. 3 to 7 it can be seen that from the Verschiebekraftver 10 run on the course of the cross-sectional dimensions of the perforation 2 along the relative displacement can be inferred. In the embodiment according to FIG. 3, the test body 3 has an approximately constant cross-sectional dimension along the relative displacement path. It is clearly evident that the shift force profile along the relative displacement path curve initially increases in a first portion 11 a of the displacement force, b in a second partial area 11 in wesentli chen constant, and c is in a third portion 11 decreases in the insertion direction. It can be concluded from the constant course of the second portion 11 b of constant cross-sectional dimensions of the perforation 2 along the relative displacement path s.

In Fig. 6 sind die Verschiebekraftverläufe 10, 10a entlang des Relativverschiebeweges für zwei Lochungen 2 mit unterschiedli chen Querschnittsflächen dargestellt. Die Wandungen der Lochung 2 mit den kleineren Querschnittsabmessungen sind in dem Längsschnitt im unteren Teil von Fig. 6 durch punktierte und diejenigen der Lochung 2 mit den größeren Querschnittsabmessungen durch strichlinierte Linien dargestellt. In dem Diagramm im oberen Teil von Fig. 6 ist erkennbar, daß der Verschiebekraftverlauf 10 der Lochung 2 mit den größeren Querschnittsabmessungen an den einzelnen Stellen des Relativverschiebeweges jeweils einen kleineren Wert aufweist als der Verschiebekraftverlauf 10a der Lochung 2 mit der kleineren Querschnittsfläche an der entsprechenden Stelle. Somit kann aus der Größe der gemessenen Verschiebekraft auf den Querschnitt der Lochung 2 rückgeschlossen werden. Eine Zunahme der Verschiebekraft bedeutet eine Abnahme der Querschnittsabmessungen und somit der Querschnittsfläche.In Fig. 6, the displacement force profiles 10 , 10 a are shown along the relative displacement path for two perforations 2 with differing cross-sectional areas. The walls of the perforation 2 with the smaller cross-sectional dimensions are shown in the longitudinal section in the lower part of FIG. 6 by dotted lines and those of the perforation 2 with the larger cross-sectional dimensions by dashed lines. In the diagram in the upper part of FIG. 6 it can be seen that the displacement force curve 10 of the perforation 2 with the larger cross-sectional dimensions at the individual points of the relative displacement path has a smaller value than the displacement force curve 10 a of the perforation 2 with the smaller cross-sectional area on the corresponding one Job. The cross-section of the perforation 2 can thus be inferred from the magnitude of the measured displacement force. An increase in the displacement force means a decrease in the cross-sectional dimensions and thus the cross-sectional area.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 weist die Lochung 2, ausgehend von ihrem einen zu ihrem anderen Ende, entlang des Relativverschiebewegs einen ersten Abschnitt 12a mit entlang des Verschiebewegs etwa konstanten Abmessungen, eine Querschnittser weiterung 12b, einen zweiten Abschnitt 12c mit etwa konstanten, im Vergleich zu den Abmessungen des ersten Abschnitts 12a größeren Abmessungen, eine Querschnittsverjüngung 12d und einen dritten Abschnitt 12e mit etwa den Abmessungen des ersten Abschnitts 12a entsprechenden konstanten Abmessungen auf. In dem ersten Abschnitt 12a steigt die Verschiebekraft entlang des Relativverschiebeweges zunächst an, und erreicht dann etwa konstante Werte. An der Querschnittserweiterung 12b nimmt die Verschiebekraft in Verschiebe richtung des Prüfkörpers 4 ab und erreicht dann in dem zweiten Abschnitt 12c etwa konstante Werte, die kleiner sind als diejenigen des ersten Abschnitts 12a. An der Querschnittserweiterung 12b nimmt die Verschiebekraft in Verschieberichtung des Prüfkörpers 4 zu. In dem dritten Abschnitt 12b ist die Verschiebekraft in Verschiebe richtung zunächst etwa konstant und fällt dann zum Ende der Lochung 2 hin ab.In the embodiment according to FIG. 4, the perforation 2 , starting from its one end to the other, has a first section 12 a along the relative displacement path with dimensions that are approximately constant along the displacement path, a cross-sectional extension 12 b, a second section 12 c with approximately constant, compared to the dimensions of the first section 12 a larger dimensions, a cross-sectional taper 12 d and a third section 12 e with approximately the dimensions of the first section 12 a corresponding constant dimensions. In the first section 12 a, the displacement force initially increases along the relative displacement path, and then reaches approximately constant values. At the cross-sectional widening 12 b, the displacement force decreases in the direction of displacement of the test specimen 4 and then reaches approximately constant values in the second section 12 c, which are smaller than those of the first section 12 a. At the cross-sectional widening 12 b, the displacement force increases in the displacement direction of the test specimen 4 . In the third section 12 b, the displacement force in the displacement direction is initially approximately constant and then drops towards the end of the perforation 2 .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist die Lochung 2, ausgehend von ihrem einen zu ihrem anderen Ende, entlang des Verschiebewegs einen Abschnitt 12a mit etwa konstanten Abmessungen und eine sich daran anschließende, etwa trichterförmig ausgebildete Querschnittserweiterung 12d auf. Die Querschnittsabmessungen des Abschnitts 12a der Lochung 2 sind etwas kleiner als die des Prüfkörpers 4. Die Querschnittsabmessungen der Querschnittser weiterung 12b sind in einem von dem ersten Abschnitt beabstandeten Bereich, der sich bis zum Ende der Lochung 2 erstreckt, etwas größer als die Querschnittsabmessungen des Prüfkörpers 4. In dem Kraft-Weg- Diagramm in Fig. 5 ist deutlich erkennbar, daß die Verschiebekraft, ausgehend von dem ersten Abschnitt 12a zu der Querschnittserweiterung 12b in dem zu dem ersten Abschnitt 12a benachbarten Teilbereich des trichterförmigen Bereichs stark abnimmt und in den Bereich der Querschnittserweiterung 12b, indem deren Querschnittsabmessungen größer sind als die des Prüfkörpers 4, etwa Null beträgt.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, the perforation 2 , starting from its one end at its other end, has a section 12 a along the displacement path with approximately constant dimensions and an adjoining, approximately funnel-shaped cross-sectional widening 12 d. The cross-sectional dimensions of section 12 a of perforation 2 are somewhat smaller than those of test specimen 4 . The cross-sectional dimensions of the cross-sectional extension 12 b are somewhat larger than the cross-sectional dimensions of the test specimen 4 in an area spaced from the first section and extending to the end of the perforation 2 . The force-displacement diagram in FIG. 5 clearly shows that the displacement force, starting from the first section 12 a to the cross-sectional widening 12 b, decreases sharply in the partial area of the funnel-shaped area adjacent to the first section 12 a and into the area the cross-sectional expansion 12 b, in that its cross-sectional dimensions are larger than that of the test specimen 4 , is approximately zero.

Erwähnt werden soll noch, daß die Verschiebekraft auch beim Herausschieben oder Herausziehen des Prüfkörpers 4 aus der Lochung 2 gemessen werden kann. Gegebenenfalls ist es sogar möglich, die Verschiebekraft sowohl beim Hinein- als auch beim Herausschieben des Prüfkörpers 4 zu messen und die entsprechenden Verschiebekraft verläufe dann jeweils auszuwerten und/oder miteinander zu vergleichen. Die Querschnittsabmessungen der Lochung 2 können dann noch genauer geprüft werden.It should also be mentioned that the displacement force can also be measured when the test specimen 4 is pushed out or pulled out of the perforation 2 . If necessary, it is even possible to measure the displacement force both when the test specimen 4 is pushed in and out and then to evaluate and / or compare the corresponding displacement force curves in each case. The cross-sectional dimensions of the perforation 2 can then be checked even more precisely.

Anstelle eines elastisch nachgiebigen Prüfkörpers 4 kann auch ein Kalibrierkörper 13 in die Lochung 2 eingeschoben werden, der eine größere Härte aufweist, als die Wandung der Lochung 2. Dabei sind die Querschnittsabmessungen zumindest eines in Gebrauchsstellung in der Lochung 2 angeordneten Teilbereich des Kalibrierkörpers 13 etwas größer gewählt, als die Querschnittsabmessungen wenigstens einer im Verlauf des Relativverschiebeweges von Kalibrierkörper 13 und Lochung 2 angeordneten, zu kalibrierenden Stelle der Lochung 2. Dadurch wird die Lochung beim Einschieben des Kalibrierkörpers 13 zumindest bereichsweise auf die Querschnittsabmessungen des Kalibrierkörpers 13 aufgeweitet, wobei Wandungsmaterial des Werkstücks 3 aus der Lochung 2 verdrängt wird. Die Ausführungsbei spiele nach Fig. 1 bis 6 gelten für eine Vorrichtung, die anstelle des Prüfkörpers 4 einen Kalibrierkörper 13 aufweist, entsprechend.Instead of an elastically flexible test body 4 , a calibration body 13 can also be inserted into the perforation 2 , which has a greater hardness than the wall of the perforation 2 . The cross-sectional dimensions are at least one selected in the operating position in the hole 2 arranged portion of the calibration element 13 is somewhat larger, arranged as the cross-sectional dimensions of at least one in the course of the relative displacement path of calibration 13 and holes 2, to be calibrated position of the perforation. 2 As a result, when the calibration body 13 is pushed in, the perforation is widened, at least in regions, to the cross-sectional dimensions of the calibration body 13 , wall material of the workpiece 3 being displaced out of the perforation 2 . The Ausführungsbei games according to FIG. 1 to 6 are for a device which has a calibration element 13 in place of the test piece 4, accordingly.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 erfolgt die Kalibrierung der Lochung 2 in mehreren Kalibrierschritten. Dabei werden nacheinander Kalibrierkörper 13 mit unterschiedlichen Querschnitts abmessungen in die Lochung eingeschoben, wobei die Querschnitts abmessungen des Kalibrierkörpers 13 bei den auf den ersten Kalibrierungsschritt folgenden Kalibrierungsschritten jeweils etwas größer gewählt werden, als diejenigen des Kalibrierkörpers 13 des vorherigen Kalibrierschritts. In dem Längsschnitt im oberen Teil von Fig. 7 sind die durch die Außenbegrenzungsränder der einzelnen Kalibrierkörper 13 definierten Kalibrierebenen 13a, 13b, 13c jeweils durch durchgezogene Linien markiert. Indem in Fig. 7 unten abgebildeten Kraft-Weg-Diagramm sind die bei den einzelnen Kalibrierschritten jeweils gemessenen Verschiebekraftverläufe 10a, 10b, 10c wiedergegeben. Während des Kalibrierens wird der Kalibrierkörper 13 jeweils mit etwa konstanter Geschwindigkeit entlang des Relativverschiebeweges bewegt. Deutlich ist erkennbar, daß in den ersten beiden Kalibrierschritten nur in den Bereichen der Lochung 2 eine nennenswerte Verschiebekraft gemessen wird, in denen die Querschnittsabmessungen der Lochung 2 kleiner sind als diejenigen des jeweils verwendeten Kalibrierkörpers 13. In diesen Bereichen wird die Lochung 2 aufgeweitet. In den übrigen Bereichen beträgt die Verschiebekraft etwa Null.In the embodiment of FIG. 7, the calibration of the holes 2 is carried out in a plurality of calibration steps. Calibration bodies 13 with different cross-sectional dimensions are successively inserted into the perforation, the cross-sectional dimensions of the calibration body 13 in the calibration steps following the first calibration step each being selected somewhat larger than those of the calibration body 13 of the previous calibration step. In the longitudinal section in the upper part of FIG. 7, the calibration planes 13 a, 13 b, 13 c defined by the outer boundary edges of the individual calibration bodies 13 are each marked by solid lines. The force-displacement diagram shown below in FIG. 7 shows the displacement force profiles 10 a, 10 b, 10 c measured in the individual calibration steps. During calibration, the calibration body 13 is moved along the relative displacement path at approximately constant speed. It can be clearly seen that in the first two calibration steps, a significant displacement force is measured only in the areas of the perforation 2 , in which the cross-sectional dimensions of the perforation 2 are smaller than those of the calibration body 13 used in each case. The perforation 2 is widened in these areas. In the other areas, the displacement force is approximately zero.

In Fig. 7 ist außerdem erkennbar, daß die Verschiebekraft bei jedem Kalibrierschritt zunimmt. Die Querschnittsabmessungen des für den letzten Kalibrierschritt verwendeten Kalibrierkörpers 13 sind so auf die Abmessungen der Lochung 2 abgestimmt, daß bei diesem Kalibrierschritt entlang des gesamten zu kalibrierenden Bereichs der Lochung 2 eine von Null abweichende Kalibrierkraft gemessen wird. In Fig. 7 it can also be seen that the displacement force increases with each calibration step. The cross-sectional dimensions of the calibration body 13 used for the last calibration step are matched to the dimensions of the perforation 2 in such a way that a calibration force deviating from zero is measured along the entire area of the perforation 2 to be calibrated.

Aus dem bei den einzelnen Kalibrierungsschritten jeweils gemes senen Verschiebekraftverläufen wird auf die Querschnittsabmes sungen, welche die Lochung 2 vor dem betreffenden Kalibrier schritt im Verlauf des Relativ-Verschiebeweges aufwies, rückge schlossen. Dabei besteht die Möglichkeit, insbesondere anhand des Niveaus des Schubkraftverlaufs eine Aussage bezüglich der Reproduzierbarkeit der Produktionsbedingungen des Werkstücks 3 zu schaffen. Wird zum Beispiel eine größere Anzahl von Lochun gen 2 mit derselben Materialbearbeitungseinrichtung 14 in das Werkstück 3 eingebracht, kann aus dem Verschiebekraftverlauf eine Aussage bezüglich eines an der Materialbearbeitungsein richtung 14 auftretenden Verschleißes abgeleitet werden. So kann beispielsweise bei einem Nd:YAG-Laser auf den Verschleiß der Blitzlampen des Lasers geschlossen werden. In entsprechen der Weise kann bei einer Materialbearbeitungseinrichtung 14, die zum Einbringen der Lochung 2 in das Werkstück 3 ein mecha nisches Bohrwerkzeug aufweist, aus dem Verschiebekraftverlauf auf den Verschleiß des Bohrwerkzeuges geschlossen werden.From the displacement force curves measured in each of the individual calibration steps, solutions are drawn to the cross-sectional dimensions that the perforation 2 had before the calibration step in question in the course of the relative displacement path. It is possible to make a statement regarding the reproducibility of the production conditions of the workpiece 3 , in particular on the basis of the level of the thrust force curve. If, for example, a larger number of perforations 2 are introduced into the workpiece 3 with the same material processing device 14 , a statement regarding a wear occurring on the material processing device 14 can be derived from the displacement force curve. In the case of an Nd: YAG laser, for example, it can be concluded that the flash lamps of the laser are worn. Correspondingly, in a material processing device 14 , which has a mechanical drilling tool for introducing the perforation 2 into the workpiece 3 , the wear force of the drilling tool can be deduced from the displacement force curve.

Der Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 weist an seinem dem Werk stück 4 zugewandten stirnseitigen Ende eine Einführschräge 16 auf, an der sich der Querschnitt des Prüf- oder Kalibrierkör pers 4, 13 in Richtung auf die Lochung 2 zu verjüngt. In Fig. 2 ist erkennbar, daß der Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 im Bereich der Querschnittserweiterung 10 etwa kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Benachbart zu der Einzel schräge 16 weist der Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 einen Freischneidebereich 17 auf, indem der Querschnitt des Prüf- oder Kalibrierkörpers 4, 13 ausgehend von der Einführschräge 16 zu einem diesem gegenüberliegenden Befestigungsabschnitt 18 verjüngt. In Fig. 2 ist ferner erkennbar, daß der Befestigungs abschnitt 18 des Prüf- oder Kalibrierkörpers 4, 13 größere Querschnittsabmessungen aufweist als der Freischneidebereich 17 und daß zwischen diesen Bereichen eine Erweiterungsstelle 19 vorgesehen ist.The test or calibration body 4 , 13 has at its end 4 facing the work piece an insertion bevel 16 , at which the cross section of the test or calibration body 4 , 13 tapers in the direction of the perforation 2 . In Fig. 2 it can be seen that the test or calibration body 4 , 13 in the area of the cross-sectional widening 10 is approximately conical or frustoconical. Adjacent to the individual bevel 16 , the test or calibration body 4 , 13 has a free-cutting area 17 in that the cross section of the test or calibration body 4 , 13 tapers, starting from the insertion bevel 16, to a fastening section 18 opposite this. In Fig. 2 it can also be seen that the fastening section 18 of the test or calibration body 4 , 13 has larger cross-sectional dimensions than the free cutting area 17 and that an extension point 19 is provided between these areas.

Der Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 ist mit seinem die Einführschräge 16 aufweisenden freien Endbereich quer zu dem Relativver schiebeweg gegenüber der Lochung 2 auslenkbar. Die Lage des freien Endbereichs wird mittels einer Lagemeßeinrichtung in einer quer zu dem Relativverschiebeweg verlaufenden Richtung optisch erfasst. Wie in Fig. 1 erkennbar ist, weist die Lagemeßeinrichtung dazu zwei Kameras 20 auf, die mit ihrer optischen Achse bezüglich der Längsmittelachse des Prüf- oder Kalibrierkörpers 4, 13 um einen Winkel von vorzugsweise etwa 90° versetzt sind. Die Kameras 20 sind mit einer Auswerteeinrichtung 21 verbunden, die beispielsweise als Mikrocomputer ausgebildet sein kann. In der Auswerteeinrichtung 21 wird aus dem von den Kameras 20 aufgezeichneten Bildern mit Methoden der Bildverarbeitung die Lage des freien Endbereichs des Prüf- oder Kalibrierkörpers 4, 13 ermittelt.The test or calibration body 4 , 13 is displaceable with its insertion end 16 having the free end area transverse to the Relativver sliding path relative to the perforation 2 . The position of the free end region is optically recorded by means of a position measuring device in a direction running transversely to the relative displacement path. For this purpose, as can be seen in FIG. 1, the position measuring device has two cameras 20 , which are offset with their optical axis with respect to the longitudinal center axis of the test or calibration body 4 , 13 by an angle of preferably approximately 90 °. The cameras 20 are connected to an evaluation device 21 , which can be designed, for example, as a microcomputer. The position of the free end region of the test or calibration body 4 , 13 is determined in the evaluation device 21 from the images recorded by the cameras 20 using methods of image processing.

Zum Zentrieren des Prüf- oder Kalibrierkörpers 13 an der Lochung 2, wird das Werkstück 3 mittels einer mit einer zentralen Maschinensteuerung 22 verbundenen Positioniereinrichtung 23 mit der Lochung an der Einführschräge 16 vorpositioniert. Danach wird der Prüf- und Kalibrierkörper 4, 13 mittels des Verschiebeantriebs 7 in Verschieberichtung der Schiebeführung 6 auf das Werkstück 3 zubewegt. Die Maschinensteuerung 22 gibt dazu über Steuerleitungen ein Startsignal an die Kameras 20 aus, welches über die Auswerteein richtung 21 an die Steuer- und Regeleinrichtung 9 des Verschiebean triebs 7 weitergeleitet wird und den Zentriervorgang in Gang setzt.To center the test or calibration body 13 on the perforation 2 , the workpiece 3 is pre-positioned with the perforation on the insertion bevel 16 by means of a positioning device 23 connected to a central machine control 22 . The test and calibration body 4 , 13 is then moved toward the workpiece 3 by means of the displacement drive 7 in the displacement direction of the sliding guide 6 . The machine control 22 outputs a start signal to the cameras 20 via control lines, which is forwarded via the evaluation device 21 to the control and regulating device 9 of the displacement drive 7 and starts the centering process.

Während des Einschiebens des Prüf- oder Kalibrierkörpers 4, 13 in die Lochung 2 wird die seitliche Auslenkung des Endbereichs des Prüf- oder Kalibrierkörpers 4, 13 gemessen und beim Auftreten einer durch eine Berührung der Einführschräge 16 mit den Umgrenzungsrand der Lochung 2 verursachten seitlichen Auslenkung wird das Werkstück 3 im Gegensinne der Auslenkung mittels der Positioniereinrichtung 23 in seiner Lage relativ zu dem Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 positioniert und zentriert. Anschließend wird der Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 aus der Lochung 2 entfernt. Zum Vermessen und gegebenenfalls Kalibrieren der Lochung 2 wird der Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 dann erneut in die Lochung 2 eingeschoben.During the insertion of the test or calibration body 4 , 13 into the perforation 2 , the lateral deflection of the end region of the test or calibration body 4 , 13 is measured and when a lateral deflection caused by the insertion bevel 16 touching the boundary edge of the perforation 2 occurs the workpiece 3 is positioned and centered in the position relative to the test or calibration body 4 , 13 in the opposite direction of the deflection by means of the positioning device 23 . The test or calibration body 4 , 13 is then removed from the perforation 2 . To measure and, if necessary, calibrate the perforation 2 , the test or calibration body 4 , 13 is then inserted again into the perforation 2 .

Erwähnt werden soll noch, daß an der Werkstückhalterung 5 ein Lagesensor 24 positionierbar ist, mit dem wenigstens eine an dem Werkstück 3 vorgesehene Referenzstelle in Zentrierlage von Lochung 2 und Prüf- und Kalibrierkörper 4, 13 detektierbar ist. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, nacheinander mehrere, beispiels weise in Serienfertigung hergestellte Werkstücke 3, bei denen die Referenzstelle jeweils im gleichen Abstand zur Längsmittelachse der Lochung 2 angeordnet ist, in Zentrierstellung zu bringen. Dabei braucht nur bei einem der Werkstücke 3 die Zentrierlage mittels der Kameras 20 vermessen zu werden, während die übrigen Werkstücke 3 mittels des Lagesensors 24 positioniert werden können.It should also be mentioned that a position sensor 24 can be positioned on the workpiece holder 5 , with which at least one reference point provided on the workpiece 3 can be detected in the centering position of the perforation 2 and the test and calibration body 4 , 13 . This makes it possible in a simple manner to bring several workpieces 3 , for example mass-produced, in which the reference point is arranged at the same distance from the longitudinal center axis of the perforation 2 , in the centering position. The centering position need only be measured by means of the cameras 20 in one of the workpieces 3 , while the remaining workpieces 3 can be positioned by means of the position sensor 24 .

Zusammenfassend wird also bei dem Verfahren zum Vermessen wenigstens einer Lochung 2 eines Werkstücks 3 hinsichtlich ihrer Querschnitts abmessungen ein Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 in die Lochung 2 durch eine Relativbewegung zentriert zu der Lochung 2 eingeschoben und/oder aus dieser herausgeschoben. Die Querschnittsabmessungen des Prüf- oder Kalibrierkörpers 4, 13 sind etwas größer sind als diejenigen der Lochung 2, so daß der in der in der Lochung 2 befindliche Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 elastisch an die Wandung der Lochung 2 angedrückt wird. Die beim Ein- und/oder Herausschieben des Prüf- oder Kalibrierkörpers 4, 13 aufgebrachte Verschiebekraft wird zumindest über einen Teilbereich des Relativverschiebeweges zwischen Prüf- oder Kalibrierkörper 4, 13 und Werkstück gemessen. Der Verschiebekraftverlauf ist ein Maß für die Querschnitts abmessungen der Lochung 2 im Verlauf des Relativverschiebeweges.In summary, in the method for measuring at least one perforation 2 of a workpiece 3 with respect to its cross-sectional dimensions, a test or calibration body 4 , 13 is inserted into the perforation 2 by means of a relative movement centered on and / or pushed out of the perforation 2 . The cross-sectional dimensions of the test or calibration element 4, 13 are slightly larger than those of the hole 2, so that the resiliently pressed against the wall of the hole 13 in the 2 located in the perforation 2 test or calibration 4. The displacement force applied when the test or calibration body 4 , 13 is pushed in and / or out is measured at least over a partial region of the relative displacement path between the test or calibration body 4 , 13 and the workpiece. The displacement force curve is a measure of the cross-sectional dimensions of the perforation 2 in the course of the relative displacement.

Claims

1. A method for measuring at least one perforation ( 2 ) of a workpiece ( 3 ) with regard to its cross-sectional dimensions, in particular for measuring a micro-perforation, an elastically flexible test specimen ( 4 ) being inserted and / or centered into the perforation ( 2 ) by a relative movement this is pushed out, and wherein the cross-sectional dimensions of the test specimen (4) are slightly larger than those of the hole (2), so that is elastically pressed against the wall of the hole (2) in the hole (2) located specimen (4), characterized in that the displacement force applied when the test specimen ( 4 ) is pushed in and / or out is measured at least over a portion of the relative displacement path between the test specimen ( 4 ) and the workpiece ( 3 ), and that the displacement force curve ( 10 , 10 a, 10 b, 10 c) form a measure of the cross-sectional dimensions of the perforation ( 2 ) in the course of the relative displacement t.

2. Method for calibrating the cross-sectional dimensions of at least one perforation ( 2 ) of a workpiece ( 3 ), in particular a micro-perforation, a calibration body ( 13 ) being inserted and / or pushed out of the center of the perforation ( 2 ) by a relative movement, where at the cross-sectional dimensions of the calibration body ( 13 ) are somewhat larger than those of the perforation ( 2 ) and the calibration body ( 13 ) is harder than the wall of the perforation ( 2 ), so that the perforation ( 2 ) when pushing in and / or out Calibration body ( 13 ) is expanded, characterized in that the displacement force applied when the calibration body ( 13 ) is pushed in and / or out is measured at least over a partial region of the relative displacement path between the calibration body ( 13 ) and the workpiece ( 3 ), and that the displacement force course ( 10 , 10 a, 10 b, 10 c) forms a measure of the cross-sectional dimensions, which the perforation ( 2 ) before calibrating it in the course of the relative displacement.

3. The method according to claim 1 and / or 2, characterized in that the change in the displacement force along the relative displacement path is determined and that when the displacement force increases, a cross-sectional decrease and when the displacement force decrease, a cross-sectional expansion of the perforation ( 2 ) is detected.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the displacement force curve ( 10 , 10 a, 10 b, 10 c) is compared with a target value or a target value range and that in the event of a deviation of the displacement force curve ( 10 , 10 a, 10 b, 10 c) from the target value or the target value range, the workpiece ( 3 ) is separated out.

5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the perforation ( 2 ) is introduced into the workpiece ( 3 ) by means of a material processing device ( 14 ), that the measured displacement force curve ( 10 , 10 a, 10 b , 10 c) is compared with a target value or a target value range and that if the displacement force curve ( 10 , 10 a, 10 b, 10 c) deviates from the target value or the target value range, wear on the material processing device ( 14 ) is detected and, if necessary, a Wearing part of the material processing device ( 14 ) is renewed, in particular a machining tool.

6. The method according to one or more of claims 1 to 5, that the test or calibration body ( 4 , 13 ) on its insertable into the perforation ( 2 ) free end region ( 8 ) and / or the workpiece ( 3 ) at one of these end regions ( 8 ) facing edge area of the perforation ( 2 ) has at least one insertion bevel ( 16 ) that the end area ( 8 ) of the test or calibration body ( 4 , 13 ) transversely to the relative displacement of the test or calibration body ( 4 , 13 ) and Workpiece ( 3 ) can be deflected relative to the workpiece ( 3 ) such that the deflection of the end region ( 8 ) is measured when it is pushed into the perforation ( 2 ) and / or pushed out of the perforation ( 2 ), that when a deflection occurs the workpiece ( 3 ) for centering the test or calibration body ( 4 , 13 ) in relation to the perforation ( 2 ) relative to the test or calibration body ( 4 , 13 ) and that the test or calibration body ( 4 , 13 ) is optionally moved from the perforation ( 2 ) removed and then pushed back into the hole ( 2 ).

7. The method according to claim 6, characterized in that the lateral deflection of the free end region ( 8 ) of the test or calibration body ( 4 , 13 ) is measured without contact, in particular optically.

8. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the test or calibration body by ( 4 , 13 ) is moved at a constant speed along the relative displacement path relative to the workpiece ( 3 ), and that the displacement force is measured indirectly is determined by measuring values for the power applied for pushing in and / or pushing out the test or calibration body ( 4 , 13 ) and determining the displacement force from these measured values.

9. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the displacement force by means of an electric drive is applied, and that the Displacement force is measured indirectly by measuring values for the electrical current consumption of the drive is recorded and switched off the measured force the displacement force is determined.

10. The device ( 1 ) for measuring at least one perforation ( 2 ) of a workpiece ( 3 ) with respect to its cross-sectional dimensions, with an elastically flexible test specimen which can be inserted centrally into the perforation ( 2 ) of the workpiece ( 3 ) and / or pushed out of it (4) whose cross-sectional dimensions are slightly larger than those of the hole (2), so that the befindli surface in the hole (2) test pieces (4) to the wall of the hole (2) is pressed, characterized in that for holding of the workpiece ( 3 ) a workpiece holder ( 5 ) is provided, on which the workpiece ( 3 ) with the perforation ( 2 ) can be positioned in alignment with the test body ( 4 ), that between the workpiece holder ( 5 ) and the test body ( 4 ) a sliding guide ( 6 ) is arranged, on which the test specimen ( 4 ) is slidably mounted and by means of a displacement drive ( 7 ) in the sliding direction of the sliding guide ( 6 ) into the perforation ( 2 ) of the W. Erkstücks ( 3 ) can be inserted and / or pushed out of this, that a Kraftmeßein direction is provided, which is designed to measure the pushing force exerted when pushing in and / or pushing out the test specimen ( 4 ), and that the pushing force is a measure of the cross-sectional dimensions of the perforation ( 2 ) in the course of the relative displacement path bil det.

11. The device ( 1 ) for calibrating at least one perforation ( 2 ) of a workpiece ( 3 ), with a centrally insertable into the perforation ( 2 ) of the workpiece ( 3 ) and / or from the calibration body ( 13 ) that can be pushed out, which is harder than the wall of the hole (2), wherein the Querschnittsab measurements of the calibration element (13) are slightly larger than those of the hole (2), so that the hole (2) by the input and / or pushing out of the calibration element (13) expansible characterized in that a workpiece holder ( 5 ) is provided for holding the workpiece ( 3 ), on which the workpiece ( 3 ) with the perforation ( 2 ) can be positioned in alignment with the calibration body ( 13 ), that between the workpiece holder ( 5 ) and the calibration body by ( 13 ) a sliding guide ( 6 ) is arranged on which the calibration body ( 13 ) is slidably mounted and by means of a displacement drive ( 7 ) in the sliding direction of the sliding guide ( 6 ) in the perforation ( 2 ) of the workpiece ( 3 ) can be inserted and / or pushed out of this that a force measuring device is provided which is designed to measure the displacement force exerted on this when the test specimen ( 13 ) is pushed in and / or out is, and that the displacement force is a measure of the cross-sectional dimensions of the perforation ( 2 ), which it had before it was calibrated in the course of the relative displacement path between the calibration body ( 13 ) and the workpiece ( 3 ).

12. The device ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that a displacement sensor ( 15 ) for measuring the relative displacement of the test or calibration body ( 4 , 13 ) is provided in relation to the workpiece ( 3 ).

13. The device ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the displacement sensor ( 15 ) is formed as an optical displacement sensor ( 15 ), in particular as an encoder.

14. The device ( 1 ) according to one or more of claims 10 to 13, characterized in that a measurement signal output of the force measuring device for comparing the force measuring signal with a setpoint signal is connected to a comparison input of a comparison device, and that the output of this comparison device with an error display device and / or a device for the removal of the workpiece ( 3 ) is connected.

15. The device ( 1 ) according to claim 14, characterized in that the comparison device with a control input egg ner device for changing a wearing part, in particular a processing tool, one for bringing the perforation ( 2 ) into the workpiece ( 3 ) provided material processing device ( 14 ) is connected.

16. The device ( 1 ) according to one or more of claims 10 to 15, characterized in that the test or calibration body ( 4 , 13 ) is mounted by means of a floating bearing transverse to the sliding direction of the sliding guide ( 6 ), and that As an insertion aid for the test or calibration body ( 4 , 13 ) at least one insertion slope ( 16 ) is provided, which is preferably arranged on the workpiece ( 3 ) facing free end region ( 8 ) of the test or calibration body ( 4 , 13 ) is.

17. The device ( 1 ) according to one or more of claims 10 to 16, characterized in that the workpiece holder tion ( 5 ) for positioning the test or calibration body ( 4 , 13 ) on the perforation ( 2 ) of the workpiece ( 3 ) by means egg ner motor-driven positioning device ( 23 ) can be positioned transversely to the sliding direction of the sliding guide ( 6 ) relative to the sliding guide ( 6 ).

18. The device ( 1 ) according to claim 17, characterized in that the test or calibration body ( 4 , 13 ) on its insertable into the perforation ( 2 ) free end region ( 8 ) and / or the workpiece ( 3 ) at one end region ( 8 ) facing edge area of the perforation ( 2 ) has at least one insertion bevel ( 16 ) that the end area of the test or calibration body ( 4 , 13 ) transversely to the relative displacement path of the test or calibration body ( 4 , 13 ) and workpiece ( 3 ) is deflectable relative to the workpiece ( 3 ), and that a path measuring device for measuring the transverse deflection of the end region ( 8 ) is provided when inserted into the hole ( 2 ), which path measuring device has a position controller for centering the end region ( 8 ) of the test - Or calibration body ( 4 , 13 ) in relation to the hole ( 2 ) with the positioning device ( 23 ) of the workpiece holder ( 5 ) is connected.

19. The device ( 1 ) according to one or more of claims 10 to 18, characterized in that the displacement drive ( 7 ) is a motor drive, which for pushing in and / or pushing out the test or calibration body ( 4 , 13 ) with constant Speed is connected to a speed controller, and that the force measuring device for indirectly detecting the displacement force has a power measuring device.

20. The device ( 1 ) according to claim 19, characterized in that the motor drive is an electric drive, and that the force measuring device for indirectly measuring the displacement force has a device for detecting the electrical current consumption of the drive.

21. The device ( 1 ) according to claim 19 or 20, characterized in that the motor drive has a moving coil.