DE102010018493B4 - Coordinate measuring device for determining spatial coordinates on a measurement object and probe for such a coordinate measuring machine - Google Patents

Coordinate measuring device for determining spatial coordinates on a measurement object and probe for such a coordinate measuring machine Download PDF

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Koordinatenmessgerät (10) zum Bestimmen von Raumkoordinaten an einem Messobjekt (30), mit einem eine Tastkopfsensorik (53) aufweisenden Tastkopf (26), der ein Rumpfteil (38) und ein relativ zum Rumpfteil (38) bewegliches Kupplungsteil (40) besitzt, an dem ein Tastwerkzeug (27) angeordnet ist, sowie einem Gestellaufbau (14), der dazu ausgebildet ist, den Tastkopf (26) relativ zu dem Messobjekt (30) zu verfahren, wobei das Tastwerkzeug (27) mindestens einen Taststift (28) zum Antasten des Messobjekts (30) und einen Drehteller (74) aufweist, über den der Taststift (28) in einer von mehreren möglichen Drehwinkelpositionen an das Kupplungsteil (40) angekoppelt ist, ferner mit einem am Kupplungsteil (40) verschieblich angeordneten Zapfen (57), an dem das Tastwerkzeug (27) befestigt ist, und einem am Rumpfteil (38) angeordneten Anschlag (62), mit dem der Zapfen (57) für eine Bewegung relativ zu dem Kupplungsteil (40) fixierbar ist, wobei am Rumpfteil (38) mindestens ein Abrollvorsprung (68) ausgebildet ist, an dem der Drehteller (74) durch eine Bewegung...Coordinate measuring device (10) for determining spatial coordinates on a measurement object (30), with a probe head (26) which has a probe head sensor system (53) and a body part (38) and a coupling part (40) movable relative to the body part (38) which has a feeler tool (27) and a frame structure (14) designed to move the probe head (26) relative to the measurement object (30), the feeler tool (27) having at least one feeler pin (28) for probing of the measurement object (30) and a rotary plate (74), via which the stylus (28) is coupled to the coupling part (40) in one of several possible rotational angle positions, furthermore with a pin (57) displaceably arranged on the coupling part (40), to which the feeler tool (27) is attached, and a stop (62) arranged on the body part (38) with which the pin (57) can be fixed for movement relative to the coupling part (40), with at least on the body part (38) a rolling projection (68) a is formed on which the turntable (74) by a movement ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät zum Bestimmen von Raumkoordinaten an einem Messobjekt, mit einem eine Tastkopfsensorik aufweisenden Tastkopf, der ein Rumpfteil und ein relativ zum Rumpfteil bewegliches Kupplungsteil besitzt, an dem ein Tastwerkzeug angeordnet ist, sowie einem Gestellaufbau, der dazu ausgebildet ist, den Tastkopf relativ zu dem Messobjekt zu verfahren, wobei das Tastwerkzeug mindestens einen Taststift zum Antasten des Messobjekts und einen Drehteller aufweist, über den der Taststift in einer von mehreren möglichen Drehwinkelpositionen an das Kupplungsteil angekoppelt ist.The present invention relates to a coordinate measuring machine for determining spatial coordinates on a measuring object, having a probe head having a probe body and a relative to the body part movable coupling part on which a stylus is arranged, and a frame structure, which is adapted to the Probe to move relative to the measurement object, wherein the stylus has at least one stylus for probing the measurement object and a turntable, via which the stylus is coupled in one of a plurality of possible rotational angular positions of the coupling part.

Ferner betrifft die Erfindung einen Tastkopf für ein solches Koordinatenmessgerät.Furthermore, the invention relates to a probe for such a coordinate measuring machine.

Ein Koordinatenmessgerät mit einem in unterschiedlichen Drehwinkelpositionen ankoppelbaren Tastwerkzeug und ein entsprechender Tastkopf sind beispielsweise aus der US 6,430,828 B1 bekannt.A coordinate measuring machine with a contact tool which can be coupled in different rotational angle positions and a corresponding probe are known, for example, from US Pat US Pat. No. 6,430,828 B1 known.

Das bekannte Koordinatenmessgerät besitzt einen Tastkopf, an dem ein Tastwerkzeug mit einem Taststift angeordnet ist. Der Tastkopf ist am unteren freien Ende einer vertikal angeordneten Pinole befestigt. Die Pinole ist in Vertikalrichtung verfahrbar, so dass der Tastkopf senkrecht zu einem Messtisch verfahren werden kann, der zur Aufnahme eines Messobjektes dient. Die Pinole ist ihrerseits an dem Querträger eines Portals angeordnet, und sie kann an dem Querträger in einer ersten Horizontalrichtung verfahren werden. Das Portal kann zusammen mit der Pinole in einer zweiten Horizontalrichtung verfahren werden, so dass der Tastkopf insgesamt in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen verfahren werden kann. Die maximalen Verfahrwege des Tastkopfes entlang der drei Bewegungsachsen bestimmt das Messvolumen, innerhalb dessen Raumkoordinaten an einem Messobjekt mit Hilfe des Tastwerkzeugs bestimmt werden können.The known coordinate measuring machine has a probe on which a stylus is arranged with a stylus. The probe is attached to the lower free end of a vertically arranged quill. The quill can be moved in the vertical direction, so that the probe can be moved perpendicular to a measuring table, which serves to receive a measured object. The sleeve is in turn arranged on the cross member of a portal, and it can be moved on the cross member in a first horizontal direction. The portal can be moved together with the quill in a second horizontal direction, so that the probe can be moved in total in three mutually perpendicular directions in space. The maximum travels of the probe along the three axes of motion determines the measuring volume within which spatial coordinates can be determined on a measured object with the aid of the stylus.

Zur Durchführung einer Messung wird das Messobjekt auf dem Messtisch angeordnet. Anschließend werden ausgewählte Messpunkte an dem Messobjekt mit der freien Spitze des Taststiftes angetastet. Aus der Stellung des Tastkopfes innerhalb des Messvolumens und aus den Auslenkungen des Taststiftes relativ zum Tastkopf kann man dann Raumkoordinaten für den angetasteten Messpunkt bestimmen. Durch Bestimmen von mehreren Raumkoordinaten an verschiedenen Messpunkten lassen sich geometrische Abmessungen und sogar die Objektkontor des Messobjektes bestimmen. Ein typisches Anwendungsgebiet für solche Koordinatenmessgeräte ist die Vermessung von Werkstücken zur Qualitätskontrolle.To carry out a measurement, the test object is placed on the measuring table. Subsequently, selected measuring points are touched on the measuring object with the free tip of the stylus. From the position of the probe within the measuring volume and from the deflections of the stylus relative to the probe can then determine space coordinates for the touched measuring point. By determining several spatial coordinates at different measuring points, it is possible to determine geometric dimensions and even the object contours of the measured object. A typical field of application for such coordinate measuring machines is the measurement of workpieces for quality control.

Häufig liegen die Messpunkte an einem Messobjekt an einer für den Taststift schwer zugänglichen Stelle, z. B. wenn die Tiefe einer seitlich am Messobjekt angeordneten Bohrung bestimmt werden soll. Um an derartig ”versteckte” Messpunkte zu gelangen, ist es bekannt, verschiedene Tastwerkzeuge mit unterschiedlichen Taststiften und/oder Taststiftkombinationen einzusetzen. Beispielsweise gibt es Tastwerkzeuge, bei denen ein Taststift quer zur räumlichen z-Achse des Koordinatenmessgerätes angeordnet ist, wobei die z-Achse hier die vertikale Bewegungsachse senkrecht zum Messtisch bezeichnet. Zur Durchführung vielfältiger und komplexer Messaufgaben sind daher häufige Wechsel der Taststifte und/oder Taststiftkombinationen erforderlich. Dies ist von Nachteil, weil ein Taststiftwechsel Zeit kostet und sich daher die Zeit für die Durchführung der Messung verlängert. Dies ist insbesondere auf einen langen Verfahrweg des Tastkopfes zurückzuführen, da der Tastkopf typischerweise an einem außerhalb des Messvolumens angeordneten Magazin ausgewechselt wird. Dadurch muss der Tastkopf aus dem Messvolumen herausgefahren werden und anschließend zu seiner Position im Messvolumen zurückkehren, um den Wechsel durchzuführen. Somit ist die für den Wechsel benötigte Zeit insbesondere von der Größe des Koordinatenmessgerätes abhängig. Darüber hinaus ist die Flexibilität auf die zur Verfügung stehenden Tastwerkzeuge beschränkt, was bei komplexen Messungen zu einer Vielzahl an Tastwerkzeugen führt. Soll beispielsweise die Tiefe einer Bohrung bestimmt werden, die um 45° gegenüber der Oberfläche des Messobjektes geneigt ist, wird ein geeigneter Taststift oder eine geeignete Taststiftkombination benötigt. Weiter wird durch die Verwendung derartiger Taststifte und/oder Taststiftkombinationen das Messvolumen eingegrenzt, da der Tastkopf nur so weit verfahren werden kann, bis er mit einem der Querträger in Berührung kommt. Bei besonders langen Taststiften führt dies zu einer entsprechend großen Einschränkung.Often, the measuring points are located on a test object at a hard to reach for the stylus, z. B. if the depth of a laterally arranged on the measurement object bore should be determined. In order to arrive at such "hidden" measuring points, it is known to use different styli with different styli and / or stylus combinations. For example, there are touch tools in which a stylus is arranged transversely to the spatial z-axis of the coordinate measuring machine, wherein the z-axis here denotes the vertical axis of movement perpendicular to the measuring table. Frequent changes of the stylus and / or stylus combinations are therefore required to carry out a variety of complex and complex measuring tasks. This is disadvantageous because a stylus change costs time and therefore increases the time required to perform the measurement. This is due in particular to a long travel of the probe, since the probe is typically replaced on a magazine arranged outside the measuring volume. As a result, the probe must be moved out of the measuring volume and then return to its position in the measuring volume to perform the change. Thus, the time required for the change is particularly dependent on the size of the coordinate measuring machine. In addition, the flexibility is limited to the available tactile tools, resulting in complex measurements to a variety of tactile tools. If, for example, the depth of a bore is to be determined, which is inclined by 45 ° with respect to the surface of the measurement object, a suitable stylus or a suitable stylus combination is required. Further, the measurement volume is limited by the use of such Taststifte and / or Taststiftkombinationen, since the probe can only be moved so far until it comes into contact with one of the cross member. For very long styli this leads to a correspondingly large restriction.

Die eingangs genannte US 6,430,828 B1 schlägt ein Koordinatenmessgerät mit einem Magazin vor, welches eine Vorrichtung zum Drehen des Tastwerkzeuges aufweist. Die Drehung erfolgt um die räumliche z-Achse, indem das Tastwer kzeug mitsamt dem Taststift und/oder der Taststiftkombination in dieser Vorrichtung abgelegt wird, also vom Tastkopf getrennt wird, durch die Vorrichtung gedreht und anschließend vom Tastkopf wieder aufgenommen wird.The aforementioned US Pat. No. 6,430,828 B1 proposes a coordinate measuring machine with a magazine, which has a device for rotating the feeler tool. The rotation takes place about the spatial z-axis by the Tastwer kzeug is stored together with the stylus and / or stylus combination in this device, that is separated from the probe, rotated by the device and then resumed by the probe.

Mit dieser Vorrichtung wird erreicht, dass ein Tastwerkzeug in unterschiedlichen gedrehten Positionen eingesetzt werden kann. Auf diese Weise wird die Zahl der benötigten Tastwerkzeuge mit Taststiften und/oder Taststiftkombinationen verringert, da jedes Tastwerkzeug in unterschiedlichen Ausrichtungen um die z-Achse eingesetzt werden kann. Die Messzeit ist bei diesem Koordinatenmessgerät jedoch weiterhin lang, da eine Änderung des Tastwerkzeugs weiterhin das Verlassen des Messvolumens erfordert.With this device it is achieved that a stylus can be used in different rotated positions. In this way, the number of required styli with styli and / or stylus combinations is reduced because each stylus can be used in different orientations about the z axis. The Measuring time is still long in this coordinate measuring machine, however, since a change of the stylus tool further requires leaving the measuring volume.

Aus DE 101 14 126 A1 ist ein Tastkopf bekannt, der es ermöglicht, ein an dem Tastkopf angeordnetes Tastwerkzeug direkt am Tastkopf zu verdrehen. Zu diesem Zweck ist am Tastkopf eine Absenkvorrichtung vorgesehen, welche das Tastwerkzeug zunächst absenkt, um dieses verdrehen zu können. Das Verdrehen erfolgt nach dem Absenken durch einen speziell dafür vorgesehenen Elektromotor in Verbindung mit einem Zahnradgetriebe. Im Anschluss an das Verdrehen wird das Tastwerkzeug von der Absenkvorrichtung wieder angehoben.Out DE 101 14 126 A1 a probe is known, which makes it possible to turn a probe arranged on the probe directly on the probe. For this purpose, a lowering device is provided on the probe, which first lowers the sensing tool to rotate it. The twisting takes place after lowering by a specially designed electric motor in conjunction with a gear transmission. Following the rotation of the sensing tool is raised by the lowering again.

Vorteil ist hier der Zeitgewinn, da das Tastwerkzeug zum Verdrehen nicht zu einem Magazin verfahren werden muss. Nachteilig ist, dass der Tastkopf mit einem eigens dafür bestimmten Motor und Getriebe ausgestattet werden muss. Dadurch erhöht sich die Masse des Tastkopfes, was sich nachteilig auf die Beschleunigung auswirkt. Darüber hinaus verändert der Motor die Temperatur des Tastkopfes, was im Hinblick auf die Messgenauigkeit von Nachteil ist. Des weiteren steigt die Komplexität des Tastkopfes, was einen entsprechenden Mehraufwand bei Konstruktion, Produktion und Wartung zur Folge hat.Advantage here is the time gain, since the stylus must not be moved to a magazine for twisting. The disadvantage is that the probe must be equipped with a dedicated engine and gearbox. This increases the mass of the probe, which adversely affects the acceleration. In addition, the motor changes the temperature of the probe, which is disadvantageous in terms of measurement accuracy. Furthermore, the complexity of the probe increases, resulting in a corresponding overhead in design, production and maintenance result.

EP 0 523 906 A1 beschreibt einen anderen Tastkopf mit einem drehbaren Tastwerkzeug. Das Tastwerkzeug wird hier magnetisch an dem Tastkopf gehalten. Ein Haltemagnet zum Greifen des Tastwerkzeugs ist mit einer Welle verbunden, die mittels eines speziell dafür vorgesehenen Motors verdrehbar ist. Zum Verdrehen des Tastkopfes wird der Haltemagnet mitsamt der Welle zu dem Tastwerkzeug vorgeschoben, so dass das Tastwerkzeug aus seiner Arbeitsposition ausgerückt wird. Mit Hilfe des Motors wird das Tastwerkzeug dann verdreht. Anschließend wird die Welle in ihre Ursprungsposition zurückgezogen, wobei sich der Haltemagnet von dem Tastwerkzeug löst. Der Tastkopf besitzt die bereits erwähnten Nachteile, die sich aus der Integration eines speziellen Drehantriebs in den Tastkopf ergeben. EP 0 523 906 A1 describes another probe with a rotatable stylus. The stylus is held magnetically to the probe. A holding magnet for gripping the stylus is connected to a shaft which is rotatable by means of a dedicated motor. To rotate the probe, the holding magnet is advanced together with the shaft to the stylus, so that the stylus is disengaged from its working position. With the help of the motor, the stylus is then rotated. Subsequently, the shaft is retracted to its original position, whereby the holding magnet detaches from the stylus. The probe has the disadvantages already mentioned, resulting from the integration of a special rotary drive in the probe.

DE 10 2007 022 326 A1 offenbart ein Koordinatenmessgerät mit einem passiven Dreh-Schwenk-Mechanismus, über den der Taststift räumlich verstellbar an dem Tastkopf angekoppelt ist. Der passive Dreh-Schwenk-Mechanismus weist ein Getriebe mit einer Antriebsseite und einer Antriebsseite auf, wobei die Abtriebsseite mit dem Taststift gekoppelt ist, um den Taststift relativ zu dem Tastkopf zu verstellen. Die Antriebsseite besitzt einen Zugang, um ein externes Antriebsmoment zur Verstellung des Taststiftes einzuleiten. In den bevorzugten Ausführungsbeispielen besitzt das Koordinatenmessgerät einen Linearanschlag mit einer Längsausdehnung. Der Zugang zum Einleiten des Antriebsmoments beinhaltet ein Antriebsrad, das mit dem Linearanschlag in Eingriff gebracht werden kann, um durch eine Bewegung des Tastkopfes relativ zum Linearanschlag das Antriebsmoment zu erzeugen. DE 10 2007 022 326 A1 discloses a coordinate measuring machine with a passive rotary-pivot mechanism, via which the stylus is spatially adjustable coupled to the probe. The passive rotary swivel mechanism includes a transmission having a drive side and a drive side, the output side coupled to the stylus to displace the stylus relative to the stylus. The drive side has an access to initiate an external drive torque for adjusting the stylus. In the preferred embodiments, the coordinate measuring machine has a linear stop with a longitudinal extent. The input for initiating the drive torque includes a drive wheel that can be engaged with the linear stop to generate the drive torque by movement of the probe relative to the linear stop.

US 6,170,358 B1 offenbart einen Indexmechanismus, der eine diskrete Verstellung der Drehwinkelposition eines erstens Körpers relativ zu einem zweiten Körper ermöglicht. Der Mechanismus beinhaltet einen Zwischenkörper, der relativ zum ersten und zum zweiten Körper drehbar ist. Jeweils in Eingriff zu bringende Elemente in dem ersten Körper und dem Zwischenkörper bzw. einem Zwischenkörper und dem zweiten Körper ermöglichen die gewünschte Indexierung. US 6,170,358 B1 discloses an indexing mechanism that allows discrete adjustment of the rotational angular position of a first body relative to a second body. The mechanism includes an intermediate body that is rotatable relative to the first and second bodies. In each case engageable elements in the first body and the intermediate body or an intermediate body and the second body allow the desired indexing.

In einer älteren deutschen (nicht vorveröffentlichten) Patentanmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2009 008 722.2 ist ein Tastkopf mit einem Kupplungsteil beschrieben, an dem ein Tastwerkzeug mit einem Drehteller und einem Taststift angekoppelt ist. Der Drehteller kann in eine vom Kupplungsteil beabstandete Drehposition gebracht werden. In dieser Drehposition kann der Drehteller über einen Reibschluss an einem Abrollvorsprung verdreht werden. Vorteilhafterweise wird der Drehteller mit Hilfe Messkraftgeneratoren, die zum erzeugen einer definierten Antastkraft in dem Tastkopf angeordnet sind, an dem Abrollvorsprung entlang bewegt und auf diese Weise in eine gewünschte Winkelstellung gebracht. Anschließend muss der Drehteller wieder in eine feste Rastposition am Tastkopf zurückgezogen werden.In an older German (not previously published) patent application of the Applicant with the official file number DE 10 2009 008 722.2 a probe is described with a coupling part to which a stylus is coupled to a turntable and a stylus. The turntable can be brought into a rotational position spaced from the coupling part. In this rotational position of the turntable can be rotated by a frictional engagement on a rolling projection. Advantageously, the turntable is moved by means of measuring force generators, which are arranged to generate a defined contact force in the probe, along the rolling projection and in this way brought into a desired angular position. Subsequently, the turntable must be retracted again into a fixed detent position on the probe.

Der Tastkopf aus DE 10 2009 008 722 A1 ermöglicht eine Verdrehung des Tastwerkzeugs an jeder beliebigen Stelle im Messvolumen, jedoch ohne zusätzlichen Motor, wie er etwa in DE 101 14 126 A1 vorgeschlagen ist. Daher stellt der Tastkopf aus DE 10 2009 008 722 A1 ein vielversprechendes neues Konzept dar. Es hat sich allerdings gezeigt, dass das Zurückziehen des Drehtellers in seine Rastposition Schwierigkeiten bereitet. In DE 10 2009 008 722 A1 ist vorgeschlagen, den Drehteller durch eine ruckartige Bewegung des Tastkopfes in seine Rastposition zu bringen. Diese Variante kann allerdings zu einem hohen Lagerverschleiß führen, weil der Drehteller dann stumpf auf die Lagerelemente aufschlägt, die den Drehteller in der Rastposition fixieren.The probe off DE 10 2009 008 722 A1 allows a rotation of the stylus at any point in the measurement volume, but without an additional motor, as in about DE 101 14 126 A1 is proposed. Therefore, the probe turns off DE 10 2009 008 722 A1 a promising new concept dar. However, it has been shown that the retraction of the turntable in its rest position prepares difficulties. In DE 10 2009 008 722 A1 It is proposed to bring the turntable by a jerky movement of the probe in its rest position. However, this variant can lead to a high bearing wear, because the turntable then stumps on the bearing elements, which fix the turntable in the locked position.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Koordinatenmessgerät der eingangs genannten Art anzugeben, das die Anzahl benötigter Taststiftwechsel reduziert und die Anzahl notwendiger Tastwerkzeuge mit entsprechenden Taststiften und/oder Taststiftkombinationen verringert, wobei gleichzeitig die Masse und die Komplexität des Tastkopfes gering gehalten werden sollen. Ferner soll das zur Verfügung stehende Messvolumen auf möglichst effiziente Weise genutzt werden, und ein erhöhter Lagerverschleiß an Koppelstellen des Tastkopfes soll vermieden werden.Against this background, it is an object of the present invention to provide a coordinate measuring machine of the type mentioned above, which reduces the number of required Taststiftwechsel and reduces the number of necessary Tastwerkzeuge with corresponding styli and / or Taststiftkombinationen, while keeping the mass and complexity of the probe low become should. Furthermore, the available measuring volume should be used in the most efficient way, and increased bearing wear on coupling points of the probe should be avoided.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden ein Koordinatenmessgerät und ein Tastkopf der eingangs genannten Art vorgeschlagen, mit einem am Kupplungsteil verschieblich angeordneten Zapfen, an dem das Tastwerkzeug befestigt ist, und einem am Rumpfteil angeordneten Anschlag, mit dem der Zapfen für eine Bewegung relativ zu dem Kupplungsteil fixierbar ist, wobei am Rumpfteil mindestens ein Abrollvorsprung ausgebildet ist, an dem der Drehteller durch eine Bewegung des Kupplungsteils abrollbar ist.According to one aspect of the invention, a coordinate measuring machine and a probe head of the type mentioned are proposed, with a displaceably arranged on the coupling part pin on which the Tastwerkzeug is attached, and arranged on the body part stop, with which the pin for movement relative to the coupling part can be fixed, wherein at least one Abrollvorsprung is formed on the body part, on which the turntable is unrolled by a movement of the coupling part.

Das neue Koordinatenmessgerät ermöglicht alle Vorteile eines Tastkopfes mit einem verdrehbaren Tastwerkzeug. Im Gegensatz zu den bislang bekannten Vorschlägen benötigt das neue Koordinatenmessgerät keinen zusätzlichen Motor zum Verdrehen des Tastwerkzeuges. Ein solcher Motor ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung prinzipiell möglich. Vorteilhaft nutzt das neue Koordinatenmessgerät jedoch die in DE 10 2009 008 722 A1 beschriebene Idee. Demnach besitzt der Tastkopf einen Abrollvorsprung, an dem das Tastwerkzeug zum Verdrehen abgerollt werden kann. Unter ”Abrollen” wird hier verstanden, dass zwischen dem Tastwerkzeug und dem Abrollvorsprung eine Traktionsverbindung besteht, welche insbesondere durch einen Reibschluss, aber auch durch einen Formschluss hergestellt werden kann. Der Drehteller wirkt zum Verdrehen des Tastwerkzeuges mit dem Abrollvorsprung zusammen, indem der Drehteller zum Abrollvorsprung verlagert wird, bis die Traktionsverbindung durch Haftreibung entsteht. Eine geeignete (definierte) Bewegung des Kupplungsteils und des angekoppelten Drehtellers relativ zu dem Abrollvorsprung ermöglicht es dann, den Drehteller – bei hinreichender Haftreibung im Wesentlichen schlupffrei – an dem Abrollvorsprung entlang laufen zu lassen und auf diese Weise zu verdrehen. Die Verdrehung erfolgt vorzugsweise um die räumliche z-Achse, also um eine vertikale Achse des Koordinatenmessgerätes. Verdrehungen um weitere oder andere Achsen sind jedoch ebenfalls denkbar. Die geeignete Bewegung des Kupplungsteils zum Verdrehen des Tastwerkzeuges ergibt sich aus der geometrischen Form des Abrollvorsprungs. Besitzt der Abrollvorsprung beispielsweise eine plane Abrollebene, ist die geeignete Bewegung eine geradlinige Bewegung des Drehtellers parallel an der Abrollebene entlang. Bevorzugt sind jedoch gekrümmte Abrollebenen und insbesondere einer ringförmige Abrollebene vorgesehen, welche dazu führen, dass das Kupplungsteil eine entsprechend gekrümmte Bewegungsbahn beschreiten muss. Dabei wird unter ”Abrollebene” hier der Bereich des Abrollvorsprungs verstanden, der zur Bildung der Traktionsverbindung verwendet werden kann.The new coordinate measuring machine offers all the advantages of a probe with a rotatable probe. In contrast to the proposals known so far, the new coordinate measuring machine requires no additional motor for rotating the feeler tool. However, such a motor is possible in principle in the context of the present invention. Advantageously, however, the new coordinate measuring machine uses the in DE 10 2009 008 722 A1 described idea. Accordingly, the probe has a Abrollvorsprung on which the stylus can be unrolled to rotate. "Unrolling" is understood here to mean that a traction connection exists between the feeler tool and the roll-off projection, which can be produced in particular by a frictional connection, but also by a positive fit. The turntable acts to rotate the stylus with the rolling projection by the turntable is shifted to the rolling projection until the traction compound is caused by static friction. A suitable (defined) movement of the coupling part and the coupled turntable relative to the Abrollvorsprung then makes it possible to run the turntable - with sufficient static friction substantially slip-free along the Abrollvorsprung along and rotate in this way. The rotation is preferably carried out around the spatial z-axis, ie about a vertical axis of the coordinate measuring machine. Twists about other or other axes are also conceivable. The appropriate movement of the coupling part for rotating the feeler tool results from the geometric shape of the rolling projection. For example, if the rolling projection has a plane rolling plane, the suitable movement is a rectilinear movement of the turntable parallel to the rolling plane. Preferably, however, curved Abrollebenen and in particular an annular rolling plane are provided, which cause the coupling part must follow a correspondingly curved trajectory. Here, "rolling plane" is understood here as the area of the rolling projection, which can be used to form the traction connection.

Unabhängig von der Verwendung eines Abrollvorsprungs besitzt der Tastkopf des neuen Koordinatenmessgerätes einen bislang nicht vorgesehenen Anschlag, an dem der Zapfen zum Befestigen des Drehtellers direkt oder indirekt (also über ein oder mehrere Zwischenglieder) gegen ein Verschieben des Kupplungsteils blockiert werden kann. Da der Zapfen am Kupplungsteil angeordnet ist, bewegt er sich im Regelfall zusammen mit dem Kupplungsteil. Der Anschlag ist nun so ausgebildet, dass er nur den Zapfen und den daran ggf. befestigten Drehteller fixiert, nicht jedoch das Kupplungsteil. Damit ermöglicht der Anschlag, das Kupplungsteil relativ zu dem Zapfen und dem daran befestigten Drehteller zu verschieben. Anders ausgedrückt ist der Anschlag in der Lage, den Zapfen und den ggf. am Zapfen befestigten Drehteller gegen ein axiales Verschieben des Kupplungsteils festzuhalten. Dies kann vorteilhaft dazu genutzt werden, um den Drehteller vom Kupplungsteil zu lösen und/oder, was bevorzugt ist, wieder an das Kupplungsteil anzunähern. Die dazu bislang vorgeschlagene ruckartige Bewegung des Kupplungsteils in Axialrichtung, die zu hohem Lagerverschleiß führt, kann aufgrund des neuen Anschlags entfallen. In gleicher Weise kann der neue Anschlag auch in anderen Fällen, in denen ein Kupplungsteil wahlweise gegen einen Drehteller verschoben werden soll, verwendet werden.Regardless of the use of a rolling projection of the probe of the new coordinate measuring machine has a previously not provided stop on which the pin for attaching the turntable directly or indirectly (ie one or more intermediate links) can be blocked against displacement of the coupling part. Since the pin is arranged on the coupling part, it moves as a rule together with the coupling part. The stopper is now designed so that it fixes only the pin and the turntable possibly attached thereto, but not the coupling part. Thus, the stop allows to move the coupling part relative to the pin and the turntable attached thereto. In other words, the stopper is able to hold the pin and possibly mounted on the pin turntable against axial displacement of the coupling part. This can be advantageously used to release the turntable from the coupling part and / or, which is preferred, to approach the coupling part again. The previously proposed jerky movement of the coupling part in the axial direction, which leads to high bearing wear, can be omitted due to the new stop. In the same way, the new stop can also be used in other cases in which a coupling part is to be selectively displaced against a turntable.

Es ist bevorzugt, wenn der Drehteller lösbar an dem Zapfen befestigt ist, wie dies später an einem Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Es ist außerdem bevorzugt, wenn der Zapfen entlang einer Achse verschieblich an dem Kupplungsteil angeordnet ist, die parallel zu der Drehachse des Drehtellers liegt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Zapfen mit Hilfe des neuen Anschlags entlang der Drehachse des Drehtellers gegen das Kupplungsteil verschoben werden kann.It is preferred if the turntable is releasably secured to the pin, as shown later on an embodiment. It is also preferred if the pin is slidably disposed along an axis on the coupling part which is parallel to the axis of rotation of the turntable. It is particularly preferred if the pin can be moved by means of the new stop along the axis of rotation of the turntable against the coupling part.

Diese Ausgestaltungen ermöglichen eine sehr kompakte Bauform des neuen Tastkopfes. Insbesondere kann der Anschlag in diesen Ausgestaltungen in ein Tastkopfgehäuse integriert sein, das das Kupplungsteil und die Tastkopfsensorik umgibt. Es ist prinzipiell jedoch auch möglich, den Anschlag außerhalb eines solchen Tastkopfgehäuses anzuordnen.These embodiments allow a very compact design of the new probe. In particular, the stop can be integrated in these embodiments in a Tastkopfgehäuse surrounding the coupling part and the Tastkopfsensorik. However, it is also possible in principle to arrange the stop outside of such a probe housing.

Vorzugsweise besitzen das Kupplungsteil und/oder das Tastwerkzeug eine Rastung, die eine sichere und reproduzierbare Positionierung des Tastwerkzeuges am Kupplungsteil ermöglicht. Beispielsweise sind als Rastung Rastkugeln denkbar, welche am Tastkopf paarweise angeordnet sind und mit am Tastwerkzeug angeordneten Rastwalzen zusammenwirken, indem die Rastwalzen zum Einrasten des Tastwerkzeuges spielfrei zwischen den Rastkugeln angeordnet werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine gleichmäßig verteilte Anordnung von mindestens drei Rastkugelpaaren in Verbindung mit drei entsprechend angeordneten Rastwalzen, die eine Dreipunktlagerung bilden. Eine Vielzahl an Rastpositionen kann dadurch erreicht werden, dass eine entsprechende Vielzahl an Rastwalzen am Tastwerkzeug vorgesehen ist.Preferably, the coupling part and / or the stylus have a detent which allows a secure and reproducible positioning of the stylus on the coupling part. For example, latching balls are conceivable as latching, which are arranged in pairs on the probe and interact with arranged on the scanning tool locking rollers by the locking rollers for locking the Tastwerkzeuges are arranged without play between the locking balls. Particularly advantageous here is a uniformly distributed arrangement of at least three detent ball pairs in conjunction with three correspondingly arranged detent rollers, which form a three-point bearing. A plurality of locking positions can be achieved by providing a corresponding plurality of locking rollers on the tool.

Die oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.The above object is therefore completely solved.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Tastkopfsensorik mindestens einen Messkraftgenerator auf, der dazu ausgebildet ist, die Bewegung des Kupplungsteils zu bewirken. In den besonders bevorzugten Ausgestaltungen beinhaltet die Tastkopfsensorik drei Messkraftgeneratoren, etwa in Form von Tauchspulen und/oder Piezoaktoren, die dazu ausgebildet sind, eine definierte Antastkraft (Messkraft) in drei orthogonalen Achsrichtungen zu erzeugen. Diese Messkraftgeneratoren werden vorteilhaft verwendet, um das Kupplungsteil relativ zu dem Rumpfteil zu bewegen und auf diese Weise eine geeignete Bewegung zu erzeugen, um den Drehteller an dem Abrollvorsprung abzurollen.In a preferred embodiment, the Tastkopfsensorik at least one measuring force generator, which is adapted to cause the movement of the coupling part. In the particularly preferred embodiments, the Tastkopfsensorik includes three measuring power generators, such as in the form of plunger coils and / or piezo actuators, which are adapted to generate a defined contact force (measuring force) in three orthogonal axis directions. These measuring force generators are advantageously used to move the coupling part relative to the body part and in this way to generate a suitable movement in order to unroll the turntable on the rolling projection.

Die Verwendung von Messkraftgeneratoren in Tastköpfen ist für sich genommen bekannt. Die Anmelderin verwendet solche Messkraftgeneratoren seit vielen Jahren in hochwertigen Tastköpfen, um die Antastkraft des Tastwerkzeugs am Werkstück variabel einstellen und regeln zu können. In dieser Ausgestaltung wird ein im Tastkopf angeordneter Messkraftgenerator vorteilhaft dazu verwendet („missbraucht”), um das Kupplungsteil zu bewegen. Vorteilhaft ist, dass kein zusätzlicher Motor benötigt wird, sondern vorhandene Mittel zum Bewegen des Kupplungsteils und somit zum Verdrehen des Tastwerkzeuges verwendet werden, welche ein sehr genaues Verfahren des Kupplungsteils und damit des Taststiftes zum Messobjekt ermöglichen.The use of force generators in probes is known per se. Applicant has used such measuring force generators for many years in high-quality probes in order to be able to variably set and regulate the probing force of the probing tool on the workpiece. In this embodiment, a measuring force generator arranged in the probe is advantageously used ("abused") to move the coupling part. It is advantageous that no additional motor is needed, but existing means for moving the coupling part and thus used for rotating the Tastwerkzeuges, which allow a very accurate method of the coupling part and thus of the stylus to the measurement object.

In einer besonders bevorzugten Variante dieser Ausgestaltung beinhaltet der mindestens eine Messkraftgenerator einen Aktor, der in der Lage ist, das Kupplungsteil in etwa parallel zu der Drehachse des Drehtellers zu bewegen.In a particularly preferred variant of this embodiment, the at least one measuring force generator includes an actuator which is able to move the coupling part approximately parallel to the axis of rotation of the turntable.

In dieser Variante wird die axiale Verlagerung des Kupplungsteils relativ zu dem Drehteller mit Hilfe eines Messkraftgenerators bewirkt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein erster und ein zweiter Messkraftgenerator eine Bewegung des Kupplungsteils in zwei orthogonalen Richtungen ermöglichen, die quer zu der Drehachse des Drehtellers liegen (typischerweise als x- und y-Richtung bezeichnet). Diese beiden Messkraftgeneratoren lassen sich vorteilhaft verwenden, um die geeignete Bewegung des Kupplungsteils relativ zu dem Abrollvorsprung zu erzeugen. Ein dritter Messkraftgenerator ermöglicht hier eine Bewegung des Kupplungsteils parallel zu der Drehachse (z-Richtung). Der dritte Messkraftgenerator wird zusammen mit dem neuen Anschlag vorteilhaft verwendet, um das Kupplungsteil an den Drehteller anzunähern, nachdem eine Drehbewegung des Drehtellers mit den anderen beiden Messkraftgeneratoren und dem Abrollvorsprung erzeugt wurde. Wenn das Kupplungsteil mit Hilfe des dritten Messkraftgenerators und des neuen Anschlags nahe genug an den Drehteller angenähert wurde, kann ein Elektromagnet vorteilhaft aktiviert werden, der den Drehteller in seine endgültige Rastposition bringt. Der Anschlag und der dritte Messkraftgenerator dienen in diesem Fall dazu, den Luftspalt zwischen dem Elektromagneten und dem Drehteller mit einer definierten Bewegung so weit zu verringern, dass der Drehteller ohne größere Lagerschäden an dem Kupplungsteil fixiert werden kann.In this variant, the axial displacement of the coupling part is effected relative to the turntable by means of a measuring force generator. It is particularly advantageous if a first and a second measuring force generator allow a movement of the coupling part in two orthogonal directions, which are transverse to the rotational axis of the turntable (typically referred to as x and y direction). These two measuring force generators can be used advantageously to produce the appropriate movement of the coupling part relative to the rolling projection. A third measuring force generator allows a movement of the coupling part parallel to the axis of rotation (z-direction). The third measuring force generator is advantageously used together with the new stop to approximate the coupling part to the turntable, after a rotary movement of the turntable with the other two measuring force generators and the rolling projection was generated. When the coupling part has been brought close enough to the turntable with the aid of the third measuring force generator and the new stop, an electromagnet can be advantageously activated which brings the turntable into its final stop position. The stop and the third measuring force generator serve in this case to reduce the air gap between the electromagnet and the turntable with a defined movement so far that the turntable can be fixed without major bearing damage to the coupling part.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Abrollvorsprung ein zum Drehteller weitgehend konzentrisch angeordneter Zylinder.In a further preferred embodiment, the rolling projection is a cylinder arranged largely concentrically to the turntable.

In dieser Ausgestaltung ist der Abrollvorsprung ein rohrartiges Element, das sich in radialer Richtung um den Drehteller herum erstreckt und diesen zumindest weitgehend umgibt. Es ist möglich, dass der Zylinder den Drehteller nicht vollständig umgibt, sondern beispielsweise über einen Umschlingungswinkel von 270°. Dabei ist von Vorteil, wenn der Innenmantel des Zylinders, also die Abrollebene, einen Radius aufweist, der größer ist als der Radius des Drehtellers. Dadurch wird erreicht, dass der Drehteller nur dann mit der Abrollebene zusammenwirkt, wenn dies gewünscht ist. Darüber hinaus ergibt sich, dass der Drehteller ungehindert verdreht werden kann. Insbesondere bei einer kreisförmigen Ausgestaltung des Drehtellers ist die Möglichkeit gegeben, diesen durch eine kreisförmige Bewegung des Kupplungsteils um den Mittelpunkt eines Kreisrohrs herum kontinuierlich zu verdrehen. Somit bilden Drehteller und Abrollvorsprung ein Reibgetriebe, durch welches der Drehteller entsprechend seiner Übersetzung verdreht wird. Ein Absetzen und eine anschließende Neuausrichtung des Drehtellers an der Abrollebene, wie dies bei einer nicht kontinuierlichen Abrollebene notwendig wäre, wird dadurch vermieden.In this embodiment, the rolling projection is a tube-like element which extends in the radial direction around the turntable and at least largely surrounds it. It is possible that the cylinder does not completely surround the turntable, but for example over a wrap angle of 270 °. It is advantageous if the inner shell of the cylinder, ie the rolling plane, has a radius which is greater than the radius of the turntable. This ensures that the turntable only cooperates with the rolling plane, if desired. In addition, it follows that the turntable can be rotated freely. In particular, in the case of a circular design of the turntable, it is possible to rotate it continuously by a circular movement of the coupling part around the center of a circular tube. Thus, turntable and Abrollvorsprung form a friction gear, by which the turntable is rotated according to its translation. A settling and subsequent reorientation of the turntable at the unwinding plane, as would be necessary in a non-continuous rolling plane, is thereby avoided.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Koordinatenmessgerät mindestens ein Traktionselement auf, insbesondere einen gummiartigen Ring, das zwischen dem Drehteller und dem Abrollvorsprung angeordnet ist.In a further embodiment, the coordinate measuring machine has at least one traction element, in particular a rubber-like ring, which is arranged between the turntable and the roll-off projection.

In dieser Ausgestaltung verbessert das Traktionselement die Traktionsverbindung zwischen dem Drehteller und dem Abrollvorsprung beim Verdrehen des Drehtellers und es dient gleichzeitig als Anschlag bei einem Anlegen des Drehtellers am Abrollvorsprung. Dabei sind insbesondere Materialien vorteilhaft, die eine hohe Reibung erzeugen, wie etwa Gummi (Naturkautschuk oder synthetisch) oder gummiartige Materialen. In einer Ausgestaltung kann das Traktionselement ein O-Ring aus einem gummiartigen Material sein. In einer anderen Ausgestaltung ist das Traktionselement ein ringförmig geschlossener Flachriemen. Diese Ausgestaltungen bieten den Vorteil, dass das Traktionselement den Drehteller in Umfangsrichtung konzentrisch umgibt und insbesondere direkt auf dem Drehtellerrand angeordnet sein kann, wodurch der Drehteller rundherum gegen Stöße geschützt ist und die kontinuierliche Bewegung stetig unterstützt wird. Ein Flachriemen hat sich wegen der im Vergleich zum O-Ring größeren Kontaktfläche als vorteilhaft erwiesen.In this embodiment, the traction element improves the traction connection between the turntable and the Abrollvorsprung Turning the turntable and it also serves as a stop when applying the turntable on Abrollvorsprung. In particular, materials which generate high friction, such as rubber (natural rubber or synthetic) or rubber-like materials, are particularly advantageous. In one embodiment, the traction element may be an O-ring made of a rubber-like material. In another embodiment, the traction element is a ring-shaped closed flat belt. These embodiments offer the advantage that the traction element surrounds the turntable concentrically in the circumferential direction and in particular can be arranged directly on the turntable edge, whereby the turntable is protected all around against shocks and the continuous movement is steadily supported. A flat belt has proved to be advantageous because of the larger compared to the O-ring contact surface.

In einer weiteren Ausgestaltung bildet der Tastkopf mit dem Tastwerkzeug eine Ausrichtungserfassungsvorrichtung zum Erfassen der Ausrichtung des Drehtellers in Drehrichtung.In a further embodiment, the probe with the probe tool forms an alignment detection device for detecting the orientation of the turntable in the direction of rotation.

In dieser Ausbildung ermöglicht die Ausrichtungserfassungsvorrichtung, dass bei einem Verdrehen des Drehtellers oder bei einem Wechsel des Tastwerkzeuges festgestellt werden kann, welche Ausrichtung er aufweist. Dadurch können Kollisionen mit Elementen außerhalb des Messvolumens leichter verhindert werden. Weiterhin wird durch die Ausrichtungserfassungsvorrichtung eine Kontrolle über ein reproduzierbares Einrasten des Tastwerkzeuges in der Rastung des Tastkopfes ermöglicht, indem die korrekte Position verifiziert wird.In this embodiment, the orientation detection device allows that upon rotation of the turntable or when changing the feeler tool can be determined which alignment it has. This makes it easier to prevent collisions with elements outside the measurement volume. Furthermore, the alignment detection device allows control over a reproducible engagement of the stylus in the detent of the probe by verifying the correct position.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Ausrichtungserfassungsvorrichtung mehrere Ausrichtungsbestimmungselemente, insbesondere elektrische Identifikationsschaltkreise, besitzt, die jeweils einer bestimmten Ausrichtung des Tastwerkzeuges zugeordnet sind, und mindestens einen Sensor besitzt, der mit den Ausrichtungsbestimmungselementen zusammenwirkt.In a further embodiment, it is provided that the orientation detection device has a plurality of alignment determination elements, in particular electrical identification circuits, which are each associated with a specific orientation of the touch tool, and has at least one sensor which cooperates with the alignment determination elements.

In dieser Ausgestaltung weist die Ausrichtungserfassungsvorrichtung jeder Ausrichtung des Tastwerkzeuges ein eigenes Ausrichtungsbestimmungselement zu, wodurch jede Ausrichtung eindeutig erkannt werden kann. Die Ausrichtungsbestimmungselemente sind vorzugsweise am Tastwerkzeug angeordnet, wodurch die Möglichkeit besteht, jedes Tastwerkzeug individuell mit Ausrichtungsbestimmungselementen auszustatten. Auf diese Weise können verschiedene Tastwerkzeuge eine unterschiedliche Anzahl an Ausrichtungsbestimmungselementen aufweisen, die den Anforderungen des jeweiligen Tastwerkzeuges genügen. Bei einer geringen Anzahl an unterschiedlichen benötigten Ausrichtungen können somit Ausrichtungsbestimmungselemente eingespart werden. Somit lassen sich zusätzlich Masse am Tastwerkzeug sowie Bauteile für die Ausrichtungsbestimmungselemente einsparen.In this embodiment, the orientation detecting device assigns each orientation of the stylus to a separate orientation determining element, whereby each orientation can be uniquely recognized. The alignment determination elements are preferably arranged on the stylus, whereby it is possible to equip each stylus individually with alignment designation elements. In this way, different probing tools may have a different number of orientation determining elements that meet the requirements of the respective Tastwerkzeuges. Thus, with a small number of different orientations needed, orientation determining elements can be saved. Thus, in addition mass on the stylus and components for the alignment determination elements can be saved.

Der Sensor ist vorzugsweise am Tastkopf, insbesondere am Kupplungsteil, angeordnet, so dass während eines Messbetriebes des Koordinatenmessgerätes stets die Ausrichtung und die korrekte Einrastung des Tastwerkzeuges überprüft werden können.The sensor is preferably arranged on the probe head, in particular on the coupling part, so that during a measuring operation of the coordinate measuring machine the orientation and the correct locking of the probe tool can always be checked.

Der Einsatz von Identifikationsschaltkreisen als Ausrichtungsbestimmungselemente führt dazu, dass in den Identifikationsschaltkreisen zusätzliche Informationen wie beispielsweise Typ des Tastwerkzeuges oder geometrische Daten des Tastwerkzeuges hinterlegt werden können. Die Identifikationsschaltkreise sind vorzugsweise als integrierte Schaltkreise ausgebildet.The use of identification circuits as alignment destination elements means that additional information such as, for example, the type of touch tool or geometric data of the touch tool can be stored in the identification circuits. The identification circuits are preferably designed as integrated circuits.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Ausrichtungsbestimmungselemente in der Drehrichtung des Drehtellers winkelversetzt zueinander angeordnet.In a further embodiment, the orientation determining elements are arranged angularly offset from each other in the direction of rotation of the turntable.

In dieser Ausgestaltung liegen die Ausrichtungsbestimmungselemente vorzugsweise gleichmäßig winkelversetzt auf einer gedachten Kreislinie um den Mittelpunkt der Drehbewegung des Drehtellers bei einem Verdrehen. Somit werden automatisch die korrekten Ausrichtungsbestimmungselemente entsprechend der Ausrichtung des Drehtellers an den Sensor geführt, wenn dieser gegenüber den Ausrichtungsbestimmungselementen mit einer festen Position angeordnet ist.In this embodiment, the alignment determining elements are preferably evenly angularly offset on an imaginary circular line around the center of the rotational movement of the turntable during a rotation. Thus, the correct orientation determining elements are automatically guided to the sensor in accordance with the orientation of the turntable, when it is arranged with respect to the alignment determining elements with a fixed position.

In einer weiteren Ausgestaltung weisen die Ausrichtungsbestimmungselemente jeweils mindestens zwei Kontakte auf, die radial zu der Drehrichtung des Drehtellers aufeinanderfolgend angeordnet sind.In a further embodiment, the alignment determination elements each have at least two contacts, which are arranged radially in succession to the direction of rotation of the turntable.

In dieser Ausgestaltung wird erreicht, dass beim Verdrehen ausschließlich der korrekte Kontakt an den zugehörigen Sensor geführt wird. Dies ist besonders bei einer elektrischen Verbindung, beispielsweise bei einer Ausführung der Ausrichtungsbestimmungselemente als Identifikationsschaltkreise, von Vorteil, da nur eine korrekte elektrische Verbindung mit den Ausrichtungsbestimmungselementen möglich ist. Insbesondere ist vorgesehen, bei der Verwendung von zwei Kontakten zwei den Kontakten zugeordnete Sensoren in Form von Gegenkontakten zu verwenden.In this embodiment, it is achieved that only the correct contact is guided to the associated sensor during rotation. This is particularly advantageous in an electrical connection, for example in an embodiment of the orientation determination elements as identification circuits, since only a correct electrical connection with the orientation determination elements is possible. In particular, it is provided to use two contacts associated with the sensors in the form of mating contacts when using two contacts.

Der Drehteller und dessen aktuelle Ausrichtung sind somit stets erkennbar, auch direkt nach einem Einschalten des Koordinatenmessgerätes, also nach einem stromlosen Zustand. Aufgrund dieser Information können beispielsweise Kollisionen beim Wechseln des Tastwerkzeuges im Magazin verhindert werden.The turntable and its current orientation are thus always visible, even after switching on the coordinate measuring machine, ie after a de-energized state. Due to this information, for example, collisions when changing the stylus in the magazine can be prevented.

In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Verschluss am Drehteller vorgesehen, welcher mit dem Zentrierzapfen zusammenwirkt. Der Verschluss ermöglicht eine sichere Koppelung zwischen dem Tastwerkzeug und dem Kupplungsteil. In einer bevorzugten Ausführung ist eine am Zentrierzapfen umfänglich angeordnete Nut vorgesehen, die eine Hintergriffsstufe bildet, die beim Ankoppeln des Drehtellers an dem Zentrierzapfen innerhalb des Drehtellers liegt. Zum sicheren Ankoppeln weist der Drehteller mindestens ein der Hintergriffsstufe zugeordnetes Verriegelungselement auf, das in die Nut eingreift und aufgrund der Hintergriffsstufe den Drehteller hält. Diese Kopplung benötigt zusätzlich eine Vorrichtung zum Trennen des Drehtellers vom Zentrierzapfen, um beispielsweise einen Wechsel des Tastwerkzeuges herbeiführen zu können. Auf diese Weise wird ein versehentliches Abwerfen des Tastwerkzeuges verhindert. Die Nut weist vorzugsweise eine abgeschrägte Wand auf, wodurch ein sicherer Sitz, ein leichtes Einrasten sowie ein einfaches Lösen erreicht werden. Ferner wird durch die Verwendung einer entsprechenden Wand ermöglicht, dass im Falle einer Kollision das Tastwerkzeug von dem Zentrierzapfen gelöst wird, so dass Schäden am Tastwerkzeug und/oder am Tastkopf vermindert oder verhindert werden. In a further embodiment, a closure on the turntable is provided, which cooperates with the centering pin. The closure allows a secure coupling between the stylus and the coupling part. In a preferred embodiment, a circumferentially arranged on the centering pin groove is provided, which forms a Hintergriffsstufe, which is located when coupling the turntable to the centering within the turntable. For safe coupling, the turntable on at least one of the rear handle stage associated locking element which engages in the groove and holds the turntable due to the Hintergriffsstufe. This coupling additionally requires a device for separating the turntable from the centering pin in order to be able to bring about, for example, a change of the feeler tool. In this way, an accidental ejection of the touch tool is prevented. The groove preferably has a beveled wall, whereby a secure fit, a slight engagement and a simple release can be achieved. Furthermore, the use of a corresponding wall makes it possible, in the event of a collision, for the feeler tool to be released from the centering pin, so that damage to the feeler tool and / or to the probe head is reduced or prevented.

In einer weiteren Ausgestaltung hat der bewegliche Zentrierzapfen mindestens eine Rastposition und mindestens eine Drehposition.In a further embodiment, the movable centering pin has at least one latching position and at least one rotational position.

Die Rastposition ist diejenige Position, in welcher der Drehteller am Kupplungsteil drehfixiert ist. In der Drehposition ist es möglich, den Drehteller gegenüber dem Kupplungsteil zu verdrehen. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Zentrierzapfen zum Erreichen der Drehposition axial aus dem Kupplungsteil heraus geschoben wird und auf diese Weise der Drehteller einen Abstand zu dem Kupplungsteil gewinnt. In der Drehposition kann der Drehteller dann ungehindert, also ohne störenden Einfluss des Kupplungsteils oder beispielsweise der Rastung, verdreht werden. Zum Erreichen der Rastposition wird der Zentrierzapfen mit Hilfe des neuen Anschlags wieder in das Kupplungsteil zurückgezogen, so dass der Drehteller letztlich flächig am Kupplungsteil anliegt und eine drehfixierte Lage erhält. Das Herausbewegen des Zentrierzapfens kann insbesondere in Richtung der z-Achse durch Schwerkraft erfolgen, wohingegen das Hineinbewegen vorteilhaft mit dem neuen Anschlag erfolgt.The detent position is the position in which the turntable is rotationally fixed to the coupling part. In the rotational position, it is possible to rotate the turntable relative to the coupling part. This is achieved in particular in that the centering pin is pushed axially to reach the rotational position of the coupling part and in this way the turntable wins a distance to the coupling part. In the rotational position of the turntable can then be freely, so without disturbing influence of the coupling part or, for example, the detent, twisted. To reach the locking position of the centering pin is withdrawn by means of the new stop again in the coupling part, so that the turntable is ultimately applied flat against the coupling part and receives a rotationally fixed position. The moving out of the centering pin can be done in particular in the direction of the z-axis by gravity, whereas the moving in takes place advantageously with the new stop.

In einer weiteren Ausgestaltung besitzt der Zentrierzapfen mindestens einen konusförmigen Abschnitt, der mit mindestens einem Lagerelement zusammenwirkt.In a further embodiment, the centering pin has at least one cone-shaped portion which cooperates with at least one bearing element.

In dieser Ausgestaltung wird erreicht, dass der Zentrierzapfen entweder in dem Lagerelement gelagert oder aus dem Lagerelement heraus bewegt werden kann. Bei einer Rückbewegung wird dann der Zentrierzapfen sofort bei Kontakt mit dem Lagerelement korrekt ausgerichtet und sicher gelagert.In this embodiment, it is achieved that the centering pin can either be mounted in the bearing element or moved out of the bearing element. During a return movement, the centering pin is then correctly aligned immediately upon contact with the bearing element and stored safely.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der konusförmige Abschnitt in der Drehposition durch das Lagerelement spielfrei gelagert ist und in der Rastposition mit einem Abstand zu dem Lagerelement angeordnet ist.In a further embodiment it is provided that the cone-shaped portion is mounted without play in the rotational position by the bearing element and is arranged in the locking position at a distance from the bearing element.

In dieser Ausgestaltung ermöglicht die spielfreie Lagerung in der Drehposition ein hochgenaues Verdrehen des Tastwerkzeuges. Gleichzeitig wird erreicht, dass das Tastwerkzeug mit einem definierten Druck gegen den Abrollvorsprung gepresst werden kann, so dass sich während der Drehbewegung stets eine gleichbleibende Traktionsverbindung zwischen Abrollvorsprung und Drehteller ergibt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Taststifte und/oder Taststiftkombinationen verwendet werden, die eine große exzentrische Masse aufweisen, da diese ebenfalls bei einem Verdrehen exakt ausgerichtet werden können. Die Anordnung des konusförmigen Abschnitts mit einem Abstand zu dem Lagerelement in der Rastposition führt dazu, dass der Drehteller am Kupplungsteil präzise angelegt werden kann und keine Gegenkräfte und mechanische Spannungen durch den Zentrierzapfen erzeugt werden. Dies gilt insbesondere in Verbindung mit einer Rastung, wie sie oben bereits beschrieben ist.In this embodiment, the play-free storage in the rotational position allows a highly accurate rotation of the feeler tool. At the same time it is achieved that the feeler can be pressed against the Abrollvorsprung with a defined pressure, so that there is always a constant traction connection between Abrollvorsprung and turntable during the rotation. This is particularly advantageous if styli and / or stylus combinations are used, which have a large eccentric mass, since they can also be aligned exactly in a twisting. The arrangement of the cone-shaped portion with a distance to the bearing element in the detent position causes the turntable can be precisely applied to the coupling part and no opposing forces and mechanical stresses are generated by the centering pin. This is especially true in connection with a detent, as already described above.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Kupplungsteil zwischen dem Anschlag und dem Drehteller angeordnet. In dieser Ausgestaltung liegen der Drehteller und der Anschlag auf verschiedenen Seiten des Kupplungsteils. Der Anschlag liegt in „negativer” z-Richtung zum Drehteller und ist vorteilhaft in einem Tastkopfgehäuse integriert, das auch das Kupplungsteil und die Tastkopfsensorik umhaust. Die Ausgestaltung ermöglicht eine sehr kompakte und geschützte Bauform.In a further embodiment, the coupling part between the stop and the turntable is arranged. In this embodiment, the turntable and the stop are on different sides of the coupling part. The stop is in "negative" z-direction to the turntable and is advantageously integrated in a probe housing, which also umhaust the coupling part and the probe head. The design allows a very compact and protected design.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:

1 ein Koordinatenmessgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 1 a coordinate measuring machine according to an embodiment of the present invention,

2 eine vereinfachte Darstellung eines Tastkopfes mit einer Tastkopfsensorik und einem Messkraftgenerator, 2 a simplified representation of a probe with a Tastkopfsensorik and a measuring force generator,

3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Tastkopfes für das Koordinatenmessgerät aus 1 in einer Ansicht auf die Wechselschnittstelle, 3 a preferred embodiment of the probe for the coordinate measuring machine 1 in a view of the interface,

4 den Tastkopf aus 3 in einer Schnittansicht entlang der Linie III-III, 4 the probe off 3 in a sectional view along the line III-III,

5 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Tastwerkzeuges für das Koordinatenmessgerät aus 1 in einer Draufsicht auf die Wechselschnittstelle, 5 a preferred embodiment of a Tastwerkzeuges for the coordinate measuring machine 1 in a plan view of the changeover interface,

6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Tastwerkzeuges für das Koordinatenmessgerät aus 1 in einer Draufsicht auf die Wechselschnittstelle, 6 another embodiment of a stylus for the coordinate measuring machine 1 in a plan view of the changeover interface,

7 eine vereinfachte Darstellung eines Tastkopfes beim Verdrehen des Tastwerkzeugs, und 7 a simplified representation of a probe during rotation of the stylus, and

810 das Kupplungsteil des Tastkopfes aus 3 in verschiedenen Betriebspositionen in einer Schnittansicht. 8th - 10 the coupling part of the probe 3 in different operating positions in a sectional view.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des neuen Koordinatenmessgerätes in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das Koordinatenmessgerät 10 besitzt hier eine Basis 12, auf der ein Gestellaufbau 14 in Längsrichtung verschieblich angeordnet ist. Die Bewegungsrichtung des Gestellaufbaus 14 relativ zu der Basis 12 wird üblicherweise als y-Achse bezeichnet. Am oberen Querträger des Gestellaufbaus 14 ist ein Schlitten 16 angeordnet, der in Querrichtung verschieblich ist. Die Querrichtung wird üblicherweise als x-Achse bezeichnet. Der Schlitten 16 trägt eine Pinole 18, die in z-Richtung, also senkrecht zu der Basis 12, verfahren werden kann. Mit den Bezugsziffern 20, 22, 24 sind Messeinrichtungen bezeichnet, anhand derer die Position des Gestellaufbaus 14, des Schlittens 16 und der Pinole 18 bestimmt werden kann. Typischerweise handelt es sich bei den Messeinrichtungen 20, 22, 24 um Glasmaßstäbe, die mit Hilfe geeigneter Sensoren abgelesen werden.In 1 is an embodiment of the new coordinate measuring machine in its entirety by the reference numeral 10 designated. The coordinate measuring machine 10 owns a base here 12 on which a frame construction 14 is arranged displaceably in the longitudinal direction. The direction of movement of the frame structure 14 relative to the base 12 is commonly referred to as the y-axis. At the upper cross member of the frame structure 14 is a sled 16 arranged, which is displaceable in the transverse direction. The transverse direction is commonly referred to as the x-axis. The sled 16 wears a quill 18 in the z-direction, perpendicular to the base 12 , can be moved. With the reference numbers 20 . 22 . 24 are measuring devices designated by which the position of the frame structure 14 , the sled 16 and the quill 18 can be determined. Typically, these are the measuring devices 20 . 22 . 24 around glass scales, which are read with the help of suitable sensors.

Am unteren freien Ende der Pinole 18 ist ein Tastkopf 26 angeordnet, der ein Tastwerkzeug 27 hält. Das Tastwerkzeug 27 weist hier drei Taststifte 28 auf, die jeweils an ihren freien Enden eine Tastkugel 29 besitzen. Diese dient dazu, einen Messpunkt an einem Messobjekt 30 anzutasten. Mit Hilfe der Messeinrichtungen 20, 22, 24 lässt sich die Position des Tastkopfes 26 innerhalb des Messvolumens beim Antasten des Messpunktes bestimmen. In Abhängigkeit davon kann man dann die Raumkoordinaten des angetasteten Messpunktes bestimmen.At the lower free end of the quill 18 is a probe 26 arranged, which is a tactile tool 27 holds. The touch tool 27 here has three styli 28 on, each at its free ends a Tastkugel 29 have. This serves to create a measuring point on a measuring object 30 to touch. With the help of measuring equipment 20 . 22 . 24 can be the position of the probe 26 within the measuring volume when touching the measuring point. Depending on this, one can then determine the spatial coordinates of the touched measuring point.

Mit der Bezugsziffer 32 ist eine Auswerte- und Steuereinheit bezeichnet, die über Leitungen 34 und 36 mit den Antrieben und Sensoren am Gestellaufbau verbunden ist. Die Steuereinheit 32 dient dazu, die motorischen Antriebe für die Bewegungen des Tastkopfes 26 entlang der drei Koordinatenachsen x, y und z anzusteuern. Außerdem liest die Auswerte- und Steuereinheit 32 hier die Messwerte aus den Messeinrichtungen 20, 22, 24 ein, und sie bestimmt in Abhängigkeit davon und in Abhängigkeit von den Auslenkungen mindestens eines der Taststifte 28 die aktuellen Raumkoordinaten des Messpunktes und gegebenenfalls weitere geometrische Größen des Messobjektes 30.With the reference number 32 is an evaluation and control unit called via lines 34 and 36 is connected to the drives and sensors on the frame structure. The control unit 32 Serves the motor drives for the movements of the probe 26 to drive along the three coordinate axes x, y and z. In addition, the evaluation and control unit reads 32 here the measured values from the measuring devices 20 . 22 . 24 and determines depending on and depending on the deflections of at least one of the styli 28 the current spatial coordinates of the measuring point and optionally further geometric variables of the measured object 30 ,

2 zeigt anhand einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung die grundlegende Funktionsweise des Tastkopfes 26. Der Tastkopf 26 besitzt ein Rumpfteil 38 und ein Kupplungsteil 40, die über Blattfedern 42 und 44 miteinander verbunden sind. Die Blattfedern 42, 44 bilden ein Federparallelogramm, das eine Bewegung des Kupplungsteils 40 in Richtung des Pfeils 46 (und zurück in Richtung des Pfeils 46') ermöglicht. Damit kann das Tastwerkzeug 27 mit den Taststiften 28 um eine Distanz D aus seiner Ruhelage ausgelenkt werden. Bei den Bezugsziffern 28' und 29' ist einer der Taststifte 28 mit der Tastkugel 29 in der ausgelenkten Position gezeigt. 2 shows on the basis of a highly simplified, schematic representation of the basic operation of the probe 26 , The probe 26 owns a body part 38 and a coupling part 40 that have leaf springs 42 and 44 connected to each other. The leaf springs 42 . 44 form a spring parallelogram, which is a movement of the coupling part 40 in the direction of the arrow 46 (and back in the direction of the arrow 46 ' ). This can be the touch tool 27 with the styli 28 be deflected by a distance D from its rest position. With the reference numbers 28 ' and 29 ' is one of the styli 28 with the probe ball 29 shown in the deflected position.

Die Auslenkung des Tastwerkzeuges 27 relativ zu dem Rumpfteil 38 kann die Folge einer Antastung des Messobjektes 30 an einem Messpunkt sein. Vorteilhafterweise wird die Auslenkung des Tastwerkzeuges 27 bei der Bestimmung der Raumkoordinaten berücksichtigt. Darüber hinaus kann die Auslenkung des Tastwerkzeuges 27 in den bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Hilfe eines Messkraftgenerators 56 erzeugt werden, wie nachfolgend näher erläutert ist. An dem Rumpfteil 38 und an dem beweglichen Teil 40 ist jeweils ein Schenkel 48, 50 angeordnet. Die Schenkel 48, 50 stehen hier parallel zu den Blattfedern 42, 44. Zwischen den Schenkeln 48, 50 sind hier ein Detektor 52 (hier mit einer Skala 54 dargestellt) und der Messkraftgenerator 56 angeordnet. Der Detektor 52 weist hier eine Messspule 53 in Form einer Tauchspule auf. Als Detektor 52 sind alternativ oder ergänzend ein Hall-Sensor, ein piezoresistiver Sensor oder ein anderer Sensor denkbar, mit dessen Hilfe die räumliche Auslenkung des Tastwerkzeuges 27 relativ zu dem Rumpfteil 38 (genauer: die Auslenkung des Federparallelogramms, das von den Blattfedern 42, 44 gebildet wird) bestimmt werden kann. Der Messkraftgenerator 56 ist hier ebenfalls als Tauchspule ausgebildet. Mit deren Hilfe können die beiden Schenkel 42 und 50 zueinander gezogen oder auseinandergedrückt werden, indem ein Kern 59 angezogen oder abgestoßen wird.The deflection of the stylus 27 relative to the body part 38 can be the consequence of a probing of the measurement object 30 be at a measuring point. Advantageously, the deflection of the feeler tool 27 taken into account when determining the spatial coordinates. In addition, the deflection of the feeler tool 27 in the preferred embodiments by means of a measuring force generator 56 are generated, as explained in more detail below. At the fuselage part 38 and on the moving part 40 is each a thigh 48 . 50 arranged. The thigh 48 . 50 stand here parallel to the leaf springs 42 . 44 , Between the thighs 48 . 50 here are a detector 52 (here with a scale 54 shown) and the measuring force generator 56 arranged. The detector 52 here has a measuring coil 53 in the form of a plunger coil. As a detector 52 Alternatively or additionally, a Hall sensor, a piezoresistive sensor or another sensor are conceivable, with the aid of which the spatial deflection of the feeler tool 27 relative to the body part 38 (more precisely, the deflection of the spring parallelogram, that of the leaf springs 42 . 44 is formed) can be determined. The measuring force generator 56 is also designed here as a plunger coil. With their help, the two thighs 42 and 50 be pulled or pushed apart by a core 59 is attracted or repelled.

In der stark vereinfachten Darstellung in 2 ermöglicht der Tastkopf 26 lediglich eine Auslenkung des Tastwerkzeuges 27 in Richtung des Pfeils 46. Den einschlägigen Fachleuten ist allerdings bekannt, dass ein solcher Tastkopf 26 typischerweise eine entsprechende Auslenkung in zwei weiteren, orthogonalen Raumrichtungen ermöglicht. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen speziellen Tastkopf beschränkt und kann auch mit anderen Tastköpfen realisiert werden, welche ein Rumpfteil 38 sowie ein relativ dazu bewegliches Kupplungsteil 40 besitzen.In the simplistic representation in 2 allows the probe 26 only one Deflection of the touch tool 27 in the direction of the arrow 46 , However, the skilled person is aware that such a probe 26 typically allows a corresponding deflection in two other, orthogonal spatial directions. However, the invention is not limited to this particular probe and may be practiced with other probes having a body portion 38 and a relatively movable coupling part 40 have.

3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Tastkopfes 26 aus 1 in einer Ansicht von unten. Das Rumpfteil 38 hält das Kupplungsteil 40, welches beweglich an dem Rumpfteil 38 befestigt ist. Das Kupplungsteil 40 weist einen Zapfen 57 auf, der in dem Kupplungsteil 40 mit einer Bewegungsrichtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung 46 beweglich geführt ist (wird anhand 8 bis 10 näher erläutert). Im Randbereich des Kupplungsteils 40 sind paarweise Rastkugeln 58 angeordnet. Die paarweise Anordnung ist so gewählt, dass die Rastkugelpaare jeweils den gleichen radialen Abstand zu dem Zentrierzapfen 57 besitzen. Ferner sind die paarweise angeordneten Rastkugeln 58 gleichmäßig zueinander am Umfang des Kupplungsteils 40 verteilt. Das Kupplungsteil 40 besitzt ferner einen Magneten 60, hier in Form eines ringförmigen Elektromagneten. Der Elektromagnet ist konzentrisch zu dem Zentrierzapfen 57 an dem Kupplungsteil 40 angeordnet. Darüber hinaus besitzt das Kupplungsteil 40 einen Sensor 64, hier mit zwei Kontakten 66. Am Rumpfteil 38 ist ein Abrollvorsprung 68 in Form eines Kreisrohres mit einem Innenmantel 72 ausgebildet. 3 shows a preferred embodiment of the probe 26 out 1 in a view from below. The body part 38 holds the coupling part 40 which is movable on the body part 38 is attached. The coupling part 40 has a pin 57 on, in the coupling part 40 with a direction of movement perpendicular to the direction of movement 46 is guided (is based 8th to 10 explained in more detail). In the edge region of the coupling part 40 are pairwise detent balls 58 arranged. The paired arrangement is chosen so that the detent ball pairs each have the same radial distance to the centering pin 57 have. Furthermore, the paired detent balls are 58 evenly to each other on the circumference of the coupling part 40 distributed. The coupling part 40 also has a magnet 60 , here in the form of an annular electromagnet. The electromagnet is concentric with the centering pin 57 on the coupling part 40 arranged. In addition, has the coupling part 40 a sensor 64 , here with two contacts 66 , At the fuselage 38 is a roll-over projection 68 in the form of a circular tube with an inner jacket 72 educated.

4 zeigt einen vereinfachten Schnitt des Tastkopfes 26 der 3 entlang einer Schnittlinie III-III. Der Abrollvorsprung 68 ist hier das Kreisrohr mit dem Innenmantel 72, der sich konzentrisch zu dem Zapfen 57 erstreckt. Wie bereits bei der Erläuterung von 2 erwähnt wurde, ist das Kupplungsteil 40 über eine Anzahl von Federelementen 42 beweglich an dem Rumpfteil 38 gelagert. Mit Hilfe von Messkraftgeneratoren 56 kann die Position des Kupplungsteils 40 relativ zu dem Rumpfteil verändert werden. Um darüber hinaus eine Bewegung des Kupplungsteils 40 relativ zu dem Zapfen 57 zu ermöglichen, ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Anschlag 62 vorgesehen, der hier an dem Rumpfteil 38 ausgebildet ist oder zumindest mit diesem starr gekoppelt ist. Der Anschlag 62 wirkt mit einem Teller 63 zusammen, der am oberen Ende des Zapfens 57 angeordnet ist. In 4 liegt der Teller oberhalb von dem Anschlag 62. Das obere Ende des Zapfens 57 steht über den Anschlag 62 nach oben hinaus. Wenn das Kupplungsteil 40 mit Hilfe des Messkraftgenerators 56 nach unten gedrückt wird, folgt der Zapfen 57 dieser Bewegung, bis der Teller 63 von oben gegen den Anschlag 62 stößt. Ab dieser Position wird der Zapfen 57 gegen eine weitere Bewegung nach unten blockiert. Das Kupplungsteil 40 kann demgegenüber mit Hilfe des Messkraftgenerators 56 weiter nach unten gedrückt werden. Von dem Moment an, in dem der Zapfen 57 über den Teller 63 an dem Anschlag 62 blockiert ist, bewegt der Messkraftgenerator nur noch das Kupplungsteil 40 nach unten, nicht mehr den Zapfen 57. Anders ausgedrückt schiebt der Messkraftgenerator 56 das Kupplungsteil 40 relativ zu dem Zapfen nach unten. Da der Zapfen 57 mit seinem unteren freien Ende dazu ausgebildet ist, ein Tastwerkzeug zu halten (wird anhand der 8 bis 10 näher erläutert), kann man mit Hilfe des Messkraftgenerators 56 und des Anschlags 62 den Abstand zwischen dem Kupplungsteil 40 und dem Tastwerkzeug 27 variieren und insbesondere verringern. Dies wird in Ausführungsbeispielen des neuen Koordinatenmessgerätes vorteilhaft dazu verwendet, um das Kupplungsteil 40 „sanft” an das Tastwerkzeug 27 heranzubewegen und anschließend mit dem Magneten 60 zu befestigen. 4 shows a simplified section of the probe 26 of the 3 along a section line III-III. The roll-off projection 68 Here is the circular tube with the inner jacket 72 , concentric to the pin 57 extends. As in the explanation of 2 has been mentioned is the coupling part 40 over a number of spring elements 42 movable on the body part 38 stored. With the help of measuring force generators 56 can change the position of the coupling part 40 be changed relative to the body part. In addition, a movement of the coupling part 40 relative to the pin 57 to allow, in the preferred embodiment, a stop 62 provided here at the fuselage part 38 is formed or at least rigidly coupled with this. The stop 62 works with a plate 63 together, the top of the pin 57 is arranged. In 4 The plate is above the stop 62 , The top of the pin 57 stands over the stop 62 upwards. When the coupling part 40 with the help of the measuring force generator 56 is pressed down, the pin follows 57 this movement until the plate 63 from above against the stop 62 encounters. From this position, the pin is 57 blocked against further downward movement. The coupling part 40 In contrast, with the help of the measuring force generator 56 continue to be pressed down. From the moment in which the pin 57 over the plate 63 at the stop 62 is blocked, the measuring force generator moves only the coupling part 40 down, not the pin anymore 57 , In other words, the measuring force generator pushes 56 the coupling part 40 down relative to the pin. Because the pin 57 is designed with its lower free end to hold a stylus (is based on the 8th to 10 explained in more detail), one can with the help of the measuring force generator 56 and the stop 62 the distance between the coupling part 40 and the touch tool 27 vary and in particular decrease. This is advantageously used in embodiments of the new coordinate measuring machine to the coupling part 40 "Gentle" to the touch tool 27 move on and then with the magnet 60 to fix.

5 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Tastwerkzeuges 27 in einer Draufsicht. Das Tastwerkzeug 27 besitzt einen Drehteller 74, der hier kreisförmig ausgebildet ist. In Umfangsrichtung um den Drehteller 74 ist ein Traktionselement 76, hier beispielhaft in Form eines O-Rings, angeordnet. Anstelle eines O-Rings ist in anderen Ausführungsbeispielen ein Flachriemen aus einem gummielastischen Material konzentrisch auf den Außenrand des Drehtellers aufgesetzt. Der Drehteller 74 besitzt mehrere Rastwalzen 80, die radial zu dem Drehteller 74 drehbar angeordnet sind. Die Rastwalzen 80 sind am Umfang des Drehtellers 74 mit gleichmäßigen Abständen verteilt. Radial innen zu jeder Rastwalze 80 sind zwei Kontakte 82 angeordnet. Die Kontakte 82 liegen hier in radialer Richtung des Drehtellers 74 hintereinander, wodurch sich eine am Umfang verteilte Anordnung von Kontaktpaaren ergibt. Jedes Paar ist Teil eines Ausrichtungsbestimmungselements 84 (siehe auch 8). Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde lediglich eines der Ausrichtungsbestimmungselemente 84 gestrichelt dargestellt. Die Ausrichtungsbestimmungselemente 84 sind hier mit elektrischen Identifikationsschaltkreisen in Form von integrierten Schaltkreisen ausgebildet. Jeder Identifikationsschaltkreis repräsentiert eine eindeutige Information darüber, an welcher Position er sich an dem Drehteller 74 befindet. Anhand dieser Information kann die Position des Drehtellers 74 in Umfangsrichtung erkannt werden. Ferner enthält zumindest ein Identifikationsschaltkreis Informationen, die die Identität des Tastwerkzeuges 27 repräsentiert. Im Mittelpunkt des Drehtellers 74 ist eine Aufnahme 90 in Form einer kreisförmigen Aussparung vorgesehen. Innerhalb der Aufnahme 90 sind zwei Verriegelungselemente 92 angeordnet. 5 shows a preferred embodiment of the Tastwerkzeuges 27 in a top view. The touch tool 27 has a turntable 74 , which is circular here. In the circumferential direction around the turntable 74 is a traction element 76 , here exemplified in the form of an O-ring arranged. Instead of an O-ring in other embodiments, a flat belt made of a rubber-elastic material is placed concentrically on the outer edge of the turntable. The turntable 74 has several locking rollers 80 that are radial to the turntable 74 are rotatably arranged. The detent rolls 80 are on the circumference of the turntable 74 distributed at regular intervals. Radially inward to each locking roller 80 are two contacts 82 arranged. The contacts 82 lie here in the radial direction of the turntable 74 one behind the other, resulting in a circumferentially distributed arrangement of contact pairs. Each pair is part of an alignment destination 84 (see also 8th ). For the sake of clarity, only one of the orientation design elements became 84 shown in dashed lines. The alignment features 84 are formed here with electrical identification circuits in the form of integrated circuits. Each identification circuit represents a clear information about what position it is on the turntable 74 located. Based on this information, the position of the turntable 74 be recognized in the circumferential direction. Furthermore, at least one identification circuit contains information that the identity of the Tastwerkzeuges 27 represents. At the center of the turntable 74 is a recording 90 provided in the form of a circular recess. Within the recording 90 are two locking elements 92 arranged.

Das Tastwerkzeug 27 wird hier an dem Tastkopf 26 aus 3 und 4 eingesetzt. Zu diesem Zweck ist die Aufnahme 90 derart ausgebildet, dass sie das untere freie Ende des Zapfens 57 aufnehmen kann und mittels der Verriegelungselemente 92 arretieren kann.The touch tool 27 is here on the probe 26 out 3 and 4 used. To this Purpose is the recording 90 formed so that it the lower free end of the pin 57 can record and by means of the locking elements 92 can lock.

Die Kontakte 82 sind so ausgerichtet, dass sie jeweils paarweise mit den Kontakten 66 des Tastkopfes 26 (3) zusammenwirken können. Das bedeutet, dass beim Anordnen des Tastwerkzeuges 27 am Tastkopf 26 ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontakten 66 und zwei Kontakten 82 hergestellt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Informationen aus genau einem Identifikationsschaltkreis auszulesen.The contacts 82 are aligned so that they are paired with the contacts 66 of the probe 26 ( 3 ) can work together. This means that when placing the stylus 27 on the probe 26 an electrical contact between the contacts 66 and two contacts 82 will be produced. In this way it is possible to read the information from exactly one identification circuit.

Das Tastwerkzeug 27 trägt hier die drei Taststifte 28 entsprechend 1. Die Taststifte 28 sind unterhalb des Drehtellers 74 angeordnet. Dabei ist die Ausbildung des Tastwerkzeuges nicht auf die in 5 gezeigte Weise beschränkt. Es ist möglich, Taststifte unterschiedlicher Länge und/oder Geometrien zu verwenden. Auch die Zahl der verwendeten Taststifte ist variierbar.The touch tool 27 here wears the three styli 28 corresponding 1 , The styli 28 are below the turntable 74 arranged. The training of the Tastwerkzeuges is not on the in 5 limited manner shown. It is possible to use styli of different lengths and / or geometries. The number of styli used is variable.

6 zeigt ein alternatives Tastwerkzeug 27. Im Vergleich zu dem Tastwerkzeug der 5 sind weitere Rastwalzen 80 und dazugehörige Kontakte 82 und Ausrichtungsbestimmungselemente 84 an dem Drehteller 74 angeordnet. 6 shows an alternative touch tool 27 , Compared to the stylus of 5 are further detent rollers 80 and related contacts 82 and alignment features 84 on the turntable 74 arranged.

Bei Verwendung der Tastwerkzeuge 27 aus 5 und 6 an dem Tastkopf 26 der 3 und 4 bilden die Rastkugeln 58 mit den Rastwalzen 80 eine Rastung. Die Rastung erzeugt einen sicheren und reproduzierbaren Sitz, sobald die Rastwalzen 80 zwischen den paarweise angeordneten Rastkugeln 58 einrasten. Aufgrund der Ausgestaltung des Kupplungsteils 40 werden jeweils drei Rastwalzen 80 des Tastwerkzeuges 27 von jeweils einem Paar der Rastkugeln 58 in Umfangsrichtung des Drehtellers 74 fixiert, wodurch sich eine Dreipunktlagerung ergibt. Die Kontakte 82 der Ausrichtungsbestimmungselemente 84 sind derart angeordnet, dass sie bei korrektem Einrasten ein Auslesen der Ausrichtungsbestimmungselemente 84 ermöglichen.When using the styli tools 27 out 5 and 6 on the probe 26 of the 3 and 4 form the detent balls 58 with the locking rollers 80 a detent. The detent creates a secure and reproducible seat as soon as the detent rollers 80 between the paired detent balls 58 engage. Due to the design of the coupling part 40 in each case three locking rollers 80 of the touch tool 27 each of a pair of detent balls 58 in the circumferential direction of the turntable 74 fixed, resulting in a three-point bearing. The contacts 82 the alignment determination elements 84 are arranged such that upon correct latching, they read out the alignment determining elements 84 enable.

7 zeigt den Tastkopf 26 aus 3 oder 4 sowie den Drehteller 74 aus 5 in einer vereinfachten Darstellung von unten. Der Tastkopf 26 ist hier lediglich mit der Außenkontur des Rumpfteils 38 und dem Abrollvorsprung 68 gezeigt. Der Drehteller 74 ist hier mit einem Aufnahmeblock 94 für Taststifte 28 und dem Traktionselement 76 gezeigt. Zum Bewegen des Drehtellers 74 relativ zum Tastkopf werden hier die Messkraftgeneratoren 56 verwendet, die Messkräfte in Richtung der Doppelpfeile 96 und 97 erzeugen. Die Richtungen 96 und 97 sind orthogonal zueinander und entsprechend hier den Bewegungsrichtungen x und y des Koordinatenmessgerätes 10. Mit Hilfe dieser Messkräfte ist es möglich, den Drehteller 74 innerhalb des Abrollvorsprungs 68 zu bewegen. In der dargestellten Position liegt der Drehteller 74 mit dem Traktionselement 76 an dem Innenmantel 72 an und bildet einen Reibschluss an dem Abrollvorsprung 68. 7 shows the probe 26 out 3 or 4 as well as the turntable 74 out 5 in a simplified representation from below. The probe 26 is here only with the outer contour of the fuselage 38 and the roll-over protrusion 68 shown. The turntable 74 is here with a recording block 94 for styli 28 and the traction element 76 shown. To move the turntable 74 relative to the probe here are the measuring force generators 56 used the measuring forces in the direction of the double arrows 96 and 97 produce. The directions 96 and 97 are orthogonal to each other and corresponding to the directions of movement x and y of the coordinate measuring machine 10 , With the help of these measuring forces, it is possible to turn the turntable 74 within the roll-over protrusion 68 to move. In the position shown is the turntable 74 with the traction element 76 on the inner jacket 72 and forms a frictional connection on the rolling projection 68 ,

Durch eine kreisförmige Bewegung (Pfeil 100) des Drehtellers 74, die hier konzentrisch zum Abrollvorsprung 68 erfolgt, wird ein Verdrehen des Drehtellers 74 in Richtung des Pfeils 102 erreicht. Die kreisförmige Bewegung wird durch entsprechende Steuerung der Messkraftgeneratoren entlang der Pfeile 96 und 97 erzeugt. Die Bewegung 102 wird so lange ausgeführt, bis der Taststift die gewünschte Drehposition erreicht. Anschließend kann der Drehteller 74 in seine zentrale Ruheposition zurückbewegt werden. Vorzugsweise liegt die Ruheposition zentrisch zum Abrollvorsprung 68. Aufgrund der unterschiedlichen Radien des Abrollvorsprungs und des Traktionselementes 76 bilden diese Elemente ein Reibgetriebe 104, das bei entsprechender Dimensionierung die Drehgeschwindigkeit des Drehtellers 74 bestimmt.By a circular movement (arrow 100 ) of the turntable 74 , here concentric to the rolling projection 68 is done, turning the turntable 74 in the direction of the arrow 102 reached. The circular movement is controlled by appropriate control of the measuring force generators along the arrows 96 and 97 generated. The movement 102 is carried out until the stylus reaches the desired rotational position. Subsequently, the turntable 74 be moved back to its central rest position. Preferably, the rest position is centered to Abrollvorsprung 68 , Due to the different radii of the rolling projection and the traction element 76 These elements form a friction gear 104 , which, with appropriate dimensioning, the rotational speed of the turntable 74 certainly.

8 zeigt eine Schnittansicht des Kupplungsteils 40 aus 4 und des Drehtellers 74 aus 5 in einer ersten Betriebsposition. Der Einfachheit halber ist der Zapfen 57 hier allerdings nicht in seiner ganzen Länge dargestellt. Insbesondere fehlt hier das obere Ende mit dem Teller 63, der an dem Anschlag 62 (4) zurückgehalten werden kann, um das Kupplungsteil 40 relativ zu dem Zapfen 57 zu bewegen. 8th shows a sectional view of the coupling part 40 out 4 and the turntable 74 out 5 in a first operating position. For the sake of simplicity, the pin 57 not shown here in its entirety. In particular, the upper end with the plate is missing here 63 that at the stop 62 ( 4 ) can be retained to the coupling part 40 relative to the pin 57 to move.

Das Kupplungsteil 40 weist den Ringmagneten 60 auf, der eine Haltevorrichtung 106 konzentrisch umgibt. Die Haltevorrichtung 106 besitzt hier zwei Lagerelemente 108 in Form von Kugellagern, die ringförmig ausgeführt und konzentrisch zu dem Zentrierzapfen 57 angeordnet sind.The coupling part 40 indicates the ring magnet 60 on top of a holding device 106 concentrically surrounds. The holding device 106 owns here two bearing elements 108 in the form of ball bearings, which are annular and concentric with the centering pin 57 are arranged.

Innerhalb der Haltevorrichtung 106 ist der Zentrierzapfen 57 angeordnet, welcher zwei konusförmige Abschnitte 112 und 114 besitzt. In der dargestellten Position des Zentrierzapfens 57 liegen die konusförmigen Abschnitte 112, 114 spielfrei an den Lagerelementen 108 an. Das innerhalb des Kupplungsteils 40 liegende Ende des Zentrierzapfens 57 bildet ein Haltevorsprung 116, der den Zentrierzapfen 57 innerhalb der Haltevorrichtung 106 gegen hohe Zugkräfte sichert. Der außerhalb des Kupplungsteils 40 liegende Abschnitt 118 ist im Wesentlichen konusförmig ausgebildet. Der Abschnitt 118 weist eine Nut 120 auf, welche in Umfangsrichtung des Zentrierzapfens 57 ausgebildet ist. Die zum Kupplungsteil 40 zeigende Wand 122 der Nut 120 bildet einen weiteren konusförmigen Abschnitt 124, welcher entgegengesetzt zu den konusförmigen Abschnitten 112 und 114 orientiert ist. Das freie Ende des Zentrierzapfens 57 bildet einen weiterer konusförmiger Abschnitt 126, dessen Orientierung der Orientierung der konusförmigen Abschnitte 112, 114 entspricht. Ferner sind hier eine der Rastkugeln 58 sowie die Kontakte 66 zu sehen.Inside the holding device 106 is the centering pin 57 arranged, which two cone-shaped sections 112 and 114 has. In the illustrated position of the centering pin 57 lie the cone-shaped sections 112 . 114 free of play on the bearing elements 108 at. That within the coupling part 40 lying end of the centering 57 forms a holding projection 116 , the centering pin 57 within the holding device 106 secures against high tensile forces. The outside of the coupling part 40 lying section 118 is formed substantially conical. The section 118 has a groove 120 on, which in the circumferential direction of the centering pin 57 is trained. The to the coupling part 40 pointing wall 122 the groove 120 forms another cone-shaped section 124 , which is opposite to the cone-shaped sections 112 and 114 is oriented. The free end of the centering pin 57 forms another cone-shaped section 126 whose orientation is the orientation of the cone-shaped sections 112 . 114 equivalent. Furthermore, here are one of the locking balls 58 as well as the contacts 66 to see.

Der Drehteller 74 trägt das Traktionselement 76. Auf der dem Kupplungsteil 40 zugewandten Seite des Drehtellers 74 sind zwei Rastwalzen 80 sowie zwei Ausrichtungsbestimmungselemente 84 dargestellt. Die Aufnahme 90 ist im Wesentlichen konusförmig ausgebildet, so dass ein sicherer Sitz des Zentrierzapfens 57 innerhalb der Aufnahme 90 und eine automatische Zentrierung gewährleistet sind. Innerhalb der Aufnahme 90 ist eine zylinderförmige Aussparung 128, innerhalb der die Verriegelungselemente 92 bewegt werden können. Der Drehteller 74 hält den Aufnahmeblock 94. Taststifte 28 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.The turntable 74 carries the traction element 76 , On the coupling part 40 facing side of the turntable 74 are two detent rollers 80 and two alignment features 84 shown. The recording 90 is formed substantially conical, so that a secure fit of the centering 57 within the recording 90 and automatic centering are ensured. Within the recording 90 is a cylindrical recess 128 , inside the locking elements 92 can be moved. The turntable 74 holds the recording block 94 , styli 28 are not shown for reasons of clarity.

9 zeigt das Kupplungsteil 40, den Zentrierzapfen 57 und den Drehteller 74 in einer zweiten Betriebsposition. Im Unterschied zur 8 ist der Drehteller 74 hier an dem Zentrierzapfen 57 befestigt. Zu diesem Zweck ist der Zentrierzapfen 57 in die Aufnahme 90 eingesteckt, so dass die Verriegelungselemente 92 in die Nut 120 eingreifen. Somit bildet der konusförmige Abschnitt 124 eine Anlage für die Verriegelungselemente 92, und die Nut 120 bildet mit den Verriegelungselementen 92 einen Verschluss. 9 shows the coupling part 40 , the centering pin 57 and the turntable 74 in a second operating position. In contrast to 8th is the turntable 74 here at the centering pin 57 attached. For this purpose, the centering pin 57 in the recording 90 plugged in, leaving the locking elements 92 in the groove 120 intervention. Thus, the cone-shaped portion forms 124 a system for the locking elements 92 , and the groove 120 forms with the locking elements 92 a closure.

In der hier dargestellten Position des Drehtellers 74 verbleibt ein Abstand zwischen der Rastkugel 58 und der nächstliegenden Rastwalze 80. Daher ist es möglich, den Drehteller 74 um den Zentrierzapfen 57 herum zu drehen. Dabei liegen die konusförmigen Abschnitte 112 und 114 spielfrei an den Lagerelementen 108 an. Somit befindet sich der Zentrierzapfen 57 in einer Drehposition 134, die ein Drehen des Drehtellers 74 ermöglicht.In the position of the turntable shown here 74 remains a distance between the detent ball 58 and the nearest detent roller 80 , Therefore, it is possible the turntable 74 around the centering pin 57 to turn around. Here are the cone-shaped sections 112 and 114 free of play on the bearing elements 108 at. Thus, the centering pin is located 57 in a rotational position 134 turning the turntable 74 allows.

Durch eine axiale Bewegung des Kupplungsteils 40 in Richtung der Bewegungspfeile 136 (also in Längsrichtung des Zapfens und damit parallel zur Drehachse des Drehtellers 74) kann man den Drehteller 74 aus der in 9 gezeigten, beabstandeten Position in eine zum Kupplungsteil 40 nahe Position bringen. Vorteilhaft wird das Kupplungsteil 40 mit Hilfe des Messkraftgenerators 56 so weit nach unten von dem Rumpfteil 38 weg gedrückt, dass der Teller 57 am oberen Ende des Zapfens 57 gegen den Anschlag 62 fährt und seine Position relativ zu dem Rumpfteil 38 ab dann nicht weiter verändert. Das Kupplungsteils 40 wird mit Hilfe des Messkraftgenerators 56 hingegen noch weiter nach unten gedrückt und bewegt sich somit auf den Drehteller 74 am unteren Ende des Zapfens 57 zu.By an axial movement of the coupling part 40 in the direction of the movement arrows 136 (ie in the longitudinal direction of the pin and thus parallel to the axis of rotation of the turntable 74 ) you can the turntable 74 from the in 9 shown, spaced position in one to the coupling part 40 bring close position. The coupling part becomes advantageous 40 with the help of the measuring force generator 56 so far down from the fuselage 38 pushed away that plate 57 at the top of the pin 57 against the attack 62 drives and its position relative to the fuselage 38 from then on not changed. The coupling part 40 is done with the help of the measuring force generator 56 on the other hand pressed further down and thus moves on the turntable 74 at the bottom of the pin 57 to.

10 zeigt das Kupplungsteil 40, den Zentrierzapfen 57 und den Drehteller 74 aus 8 und 9 in einer entsprechenden dritten Betriebsposition. Außerdem ist nun der Elektromagnet 60 magnetisiert, um den Drehteller 74 in der zum Kupplungsteil 40 nahen Position zu fixieren. In dieser nahen Position wirken die Rastkugeln 58 mit der nächstliegenden Rastwalze 80 zusammen, was ein Einrasten des Drehtellers 74 in einer definierten Position bewirkt. 10 shows the coupling part 40 , the centering pin 57 and the turntable 74 out 8th and 9 in a corresponding third operating position. Besides, now is the electromagnet 60 magnetized to the turntable 74 in the coupling part 40 to fix close position. In this near position, the detent balls act 58 with the nearest detent roller 80 together, causing a click of the turntable 74 effected in a defined position.

Dadurch dass der Zapfen 57 relativ zu dem Kupplungsteil 40 nach oben geschoben wurde, sind die konusförmigen Abschnitte 112 und 114 nun mit einem Abstand 138 zu den Lagerelementen 108 angeordnet. Aufgrund dieser Abstände 138 besitzt der Zentrierzapfen 57 nun innerhalb der Haltevorrichtung 106 Spiel. Auf diese Weise wird verhindert, dass durch den Zentrierzapfen 57 Gegenkräfte erzeugt werden, welche gegen die Ausrichtung des Drehtellers 74 durch die Rastung wirken. Somit befindet sich der Zentrierzapfen 57 in einer Rastposition 140. In dieser wird ein reproduzierbareres Rasten mit hochgenauer Lage des Drehtellers 74 zum Kupplungsteil 40 erreicht.Because of the pin 57 relative to the coupling part 40 pushed up are the cone-shaped sections 112 and 114 now with a distance 138 to the bearing elements 108 arranged. Because of these distances 138 owns the centering pin 57 now within the fixture 106 Game. In this way it is prevented by the centering pin 57 Counter forces are generated, which are against the orientation of the turntable 74 act through the detent. Thus, the centering pin is located 57 in a rest position 140 , In this is a reproducible catch with high-precision position of the turntable 74 to the coupling part 40 reached.

Zum Lösen des Drehtellers 74 von dem Zentrierzapfen 57 müssen die Verriegelungselemente 92 aus der Nut 120 herausbewegt werden. Zu diesem Zweck ist eine hier nicht dargestellte Vorrichtung vorgesehen, die von außen zugänglich ist und so ein manuelles als auch ein automatisiertes Bewegen der Verriegelungselemente 92 ermöglicht.To release the turntable 74 from the centering pin 57 need the locking elements 92 out of the groove 120 be moved out. For this purpose, a device, not shown here, is provided, which is accessible from the outside and so a manual as well as an automated movement of the locking elements 92 allows.

In weiteren Ausführungsformen ist es denkbar, eine Winkelteilung für die möglichen Positionen der Taststifte virtuell zu verfeinern. Hierzu wird eine geeignete Anzahl an äquidistanten Rastpositionen gewählt. Weiter werden an dem Tastkopf mehrere – vorzugsweise gleichartig ausgebildete – Taststifte radial zu einem gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet. Eine Winkelteilung zwischen den Taststiften (in Umfangsrichtung um den Mittelpunkt) wird so gewählt, dass sich die Winkelteilung der Taststifte von der Winkelteilung der Rastposition unterscheidet und kein Vielfaches davon bildet. So wird erreicht, dass die Taststifte auf einer Vielzahl von Winkelpositionen angeordnet werden können. Da die Winkelpositionen in umfänglicher Richtung, also in Drehrichtung des Tastkopfs, nicht direkt aufeinanderfolgend angeordnet sind, ist es von Vorteil, wenn einem Steuergerät die entsprechenden Tastkopfpositionen in Verbindung mit den jeweiligen Winkelstellungen der Taststifte mitgeteilt werden. So ist es möglich, dass einem Anwender eine verfeinerte Winkelteilung zur Verfügung gestellt werden kann und durch Auswahl der entsprechenden Winkelteilung der Tastkopf automatisch in die korrekte Position gedreht wird.In further embodiments, it is conceivable to virtually refine an angle division for the possible positions of the styli. For this purpose, a suitable number of equidistant detent positions is selected. Further, a plurality of - preferably identically designed - Taststifte are arranged radially to a common center on the probe. An angular pitch between the styli (circumferentially about the midpoint) is chosen so that the angular pitch of the styli differs from the angular pitch of the detent and does not multiply thereof. This ensures that the styli can be arranged at a variety of angular positions. Since the angular positions in the circumferential direction, that is to say in the direction of rotation of the probe, are not arranged directly one after the other, it is advantageous if the corresponding probe positions in conjunction with the respective angular positions of the probe pins are communicated to a control device. Thus, it is possible for a user to be provided with a refined angle division and, by selecting the corresponding angle division, the probe head is automatically rotated into the correct position.

In einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Tastkopf 24 äquidistante Rastpositionen aufweist. Diese sind dann in einem 15°-Winkel zueinander um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet. Bei Verwendung von drei äquidistanten Taststiften ergibt sich eine Winkelteilung von 120° für die Taststifte zueinander. Aufgrund der gleichen Ausgestaltung der Taststifte und dem Verhältnis zwischen der Winkelteilung der Rastpositionen und der Winkelteilung der Taststifte ergibt sich eine virtuelle Winkelteilung von 5°. Insgesamt kann also ein benötigter Taststift nicht nur in den 24 ursprünglichen Positionen angeordnet werden, sondern die drei Taststifte können zusammengenommen in 72 unterschiedlichen Positionen angeordnet werden.In one embodiment, it is provided that the probe 24 has equidistant detent positions. These are then arranged at a 15 ° angle to each other about a common center. Using three equidistant styli results in an angular pitch of 120 ° for the styli to each other. Due to the same configuration of the Taststifte and the ratio between the angular pitch of the detent positions and the angular pitch of Taststifte results in a virtual angular pitch of 5 °. Overall, therefore, a required stylus can be arranged not only in the original 24 positions, but the three styli together can be arranged in 72 different positions.

Das Grundprinzip kann mit unterschiedlichen Einteilungen erfolgen. Bevorzugte Beispiele sind: drei äquidistante Rastpositionen in Verbindung mit vier äquidistanten Taststiften, woraus sich eine virtuelle 30°-Teilung ergibt; drei Rastpositionen in Verbindung mit fünf Taststiften, woraus sich eine virtuelle 24° -Teilung ergibt und sechs Rastpositionen in Verbindung mit einem Sternentaster, woraus sich eine 15°-Teilung ergibt. Durch die virtuelle Rastung wird die Anzahl benötigter Taststifte gering gehalten und der Kalibrieraufwand minimiert. Insgesamt wird somit eine noch höhere Flexibilität beim Einsatz des entsprechenden Tastkopfs ermöglicht.The basic principle can be done with different divisions. Preferred examples are: three equidistant detent positions in conjunction with four equidistant styli, resulting in a virtual 30 ° pitch; Three detent positions in conjunction with five styli, resulting in a virtual 24 ° pitch and six detent positions in conjunction with a star key, resulting in a 15 ° division. Due to the virtual detent the number of required styli is minimized and the calibration effort is minimized. Overall, thus even greater flexibility in the use of the corresponding probe is possible.

Claims (13)

Koordinatenmessgerät (10) zum Bestimmen von Raumkoordinaten an einem Messobjekt (30), mit einem eine Tastkopfsensorik (53) aufweisenden Tastkopf (26), der ein Rumpfteil (38) und ein relativ zum Rumpfteil (38) bewegliches Kupplungsteil (40) besitzt, an dem ein Tastwerkzeug (27) angeordnet ist, sowie einem Gestellaufbau (14), der dazu ausgebildet ist, den Tastkopf (26) relativ zu dem Messobjekt (30) zu verfahren, wobei das Tastwerkzeug (27) mindestens einen Taststift (28) zum Antasten des Messobjekts (30) und einen Drehteller (74) aufweist, über den der Taststift (28) in einer von mehreren möglichen Drehwinkelpositionen an das Kupplungsteil (40) angekoppelt ist, ferner mit einem am Kupplungsteil (40) verschieblich angeordneten Zapfen (57), an dem das Tastwerkzeug (27) befestigt ist, und einem am Rumpfteil (38) angeordneten Anschlag (62), mit dem der Zapfen (57) für eine Bewegung relativ zu dem Kupplungsteil (40) fixierbar ist, wobei am Rumpfteil (38) mindestens ein Abrollvorsprung (68) ausgebildet ist, an dem der Drehteller (74) durch eine Bewegung des Kupplungsteils (40) abrollbar ist.Coordinate measuring machine ( 10 ) for determining spatial coordinates on a measurement object ( 30 ), with a probe sensor system ( 53 ) probe ( 26 ), which is a body part ( 38 ) and a relative to the body part ( 38 ) movable coupling part ( 40 ), on which a touch tool ( 27 ), and a frame structure ( 14 ), which is adapted to the probe ( 26 ) relative to the measurement object ( 30 ), whereby the stylus ( 27 ) at least one stylus ( 28 ) for touching the measurement object ( 30 ) and a turntable ( 74 ), over which the stylus ( 28 ) in one of a plurality of possible angular positions of the coupling part ( 40 ) is coupled, further with a on the coupling part ( 40 ) displaceably arranged pin ( 57 ) on which the touch tool ( 27 ), and one on the body part ( 38 ) arranged stop ( 62 ), with which the pin ( 57 ) for movement relative to the coupling part ( 40 ) is fixable, wherein at the fuselage part ( 38 ) at least one roll-off projection ( 68 ) is formed, on which the turntable ( 74 ) by a movement of the coupling part ( 40 ) is unrolled. Koordinatenmessgerät (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastkopfsensorik (53) mindestens einen Messkraftgenerator (56) aufweist, der dazu ausgebildet ist, die Bewegung des Kupplungsteils (40) zu bewirken.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the probe sensor ( 53 ) at least one measuring force generator ( 56 ), which is adapted to the movement of the coupling part ( 40 ) to effect. Koordinatenmessgerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollvorsprung (68) ein rohrartiges Element ist, das sich in radialer Richtung um den Drehteiler (74) herum erstreckt und diesen zumindest weitgehend umgibt.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the roll-off projection ( 68 ) is a tubular element which extends in the radial direction about the rotary divider ( 74 ) extends around and at least largely surrounds it. Koordinatenmessgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens ein Traktionselement (76), insbesondere einen gummiartigen Ring (76), das zwischen dem Drehteller (74) und dem Abrollvorsprung (68) angeordnet ist.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized by at least one traction element ( 76 ), in particular a rubber-like ring ( 76 ) between the turntable ( 74 ) and the roll-off projection ( 68 ) is arranged. Koordinatenmessgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastkopf (26) mit dem Tastwerkzeug (27) eine Ausrichtungserfassungsvorrichtung (84) zum Erfassen der Ausrichtung des Drehtellers (74) in Drehrichtung bildet.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the probe head ( 26 ) with the stylus ( 27 ) an alignment detection device ( 84 ) for detecting the orientation of the turntable ( 74 ) in the direction of rotation forms. Koordinatenmessgerät (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungserfassungsvorrichtung (84) mehrere Ausrichtungsbestimmungselemente (84), insbesondere elektrische Identifikationsschaltkreise (84), besitzt, die jeweils einer bestimmten Ausrichtung des Tastwerkzeuges (27) zugeordnet sind, und mindestens einen Sensor (64) besitzt, der mit den Ausrichtungsbestimmungselementen (84) zusammenwirkt.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the orientation detecting device ( 84 ) multiple alignment features ( 84 ), in particular electrical identification circuits ( 84 ), each having a particular orientation of the Tastwerkzeuges ( 27 ) and at least one sensor ( 64 ) associated with the alignment features ( 84 ) cooperates. Koordinatenmessgerät (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsbestimmungselemente (84) in der Drehrichtung des Drehtellers (74) winkelversetzt zueinander angeordnet sind.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to claim 6, characterized in that the orientation determining elements ( 84 ) in the direction of rotation of the turntable ( 74 ) are arranged angularly offset from one another. Koordinatenmessgerät (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsbestimmungselemente (84) jeweils mindestens zwei Kontakte (82) aufweisen, die radial zu der Drehrichtung des Drehtellers (74) aufeinanderfolgend angeordnet sind.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the orientation determining elements ( 84 ) at least two contacts ( 82 ), which are radial to the direction of rotation of the turntable ( 74 ) are arranged consecutively. Koordinatenmessgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (57) mindestens eine Rastposition (140) und mindestens eine Drehposition (134) aufweist.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pin ( 57 ) at least one detent position ( 140 ) and at least one rotational position ( 134 ) having. Koordinatenmessgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (57) mindestens einen konusförmigen Abschnitt (112, 114) aufweist, der mit mindestens einem Lagerelement (108) zusammenwirkt.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pin ( 57 ) at least one cone-shaped section ( 112 . 114 ) having at least one bearing element ( 108 ) cooperates. Koordinatenmessgerät (10) nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der konusförmige Abschnitt (112, 114) in der Drehposition (134) durch das Lagerelement (108) spielfrei gelagert ist und in der Rastposition (140) mit einem Abstand (138) zu dem Lagerelement (108) angeordnet ist.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to claim 9 and 10, characterized in that the cone-shaped portion ( 112 . 114 ) in the rotational position ( 134 ) by the bearing element ( 108 ) is mounted without play and in the latching position ( 140 ) with a distance ( 138 ) to the bearing element ( 108 ) is arranged. Koordinatenmessgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (40) zwischen dem Anschlag und dem Drehteller (74) angeordnet ist.Coordinate measuring machine ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the coupling part ( 40 ) between the stop and the turntable ( 74 ) is arranged. Tastkopf für ein Koordinatenmessgerät (10) zum Bestimmen von Raumkoordinaten an einem Messobjekt (30), mit einem Rumpfteil (38) und einem relativ zum Rumpfteil (38) beweglichen Kupplungsteil (40), mit einer Tastkopfsensorik (53), und mit einem mit dem Kupplungsteil (40) koppelbaren Tastwerkzeug (27), das einen Taststift (28) zum Antasten des Messobjektes (30) und einen Drehteller (74) aufweist, über den der Taststift (28) in einer von mehreren möglichen Drehwinkelpositionen an das Kupplungsteil (40) angekoppelt ist, ferner mit einem am Kupplungsteil (40) verschieblich angeordneten Zapfen (57), an dem das Tastwerkzeug (27) befestigt ist, und einem am Rumpfteil (38) angeordneten Anschlag, mit dem der Zapfen (57) für eine Bewegung relativ zu dem Kupplungsteil (40) fixierbar ist, wobei am Rumpfteil (38) mindestens ein Abrollvorsprung (68) ausgebildet ist, an dem der Drehteller (74) durch eine Bewegung des Kupplungsteils (40) abrollbar ist.Probe for a coordinate measuring machine ( 10 ) for determining spatial coordinates on a measurement object ( 30 ), with a body part ( 38 ) and one relative to the body part ( 38 ) movable coupling part ( 40 ), with a probe sensor ( 53 ), and with one with the coupling part ( 40 ) couplable stylus ( 27 ), which has a stylus ( 28 ) for touching the measurement object ( 30 ) and a turntable ( 74 ), over which the stylus ( 28 ) in one of a plurality of possible angular positions of the coupling part ( 40 ) is coupled, further with a on the coupling part ( 40 ) displaceably arranged pin ( 57 ) on which the touch tool ( 27 ), and one on the body part ( 38 ) arranged stop, with which the pin ( 57 ) for movement relative to the coupling part ( 40 ) is fixable, wherein at the fuselage part ( 38 ) at least one roll-off projection ( 68 ) is formed, on which the turntable ( 74 ) by a movement of the coupling part ( 40 ) is unrolled.
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