CH665023A5

CH665023A5 - ARRANGEMENT FOR THE POSITIONING OF MEASURING OBJECTS WITH LEVEL-TOUCHING COORDINATE MEASURING DEVICES.

Info

Publication number: CH665023A5
Application number: CH505884A
Authority: CH
Inventors: Hans-Joachim Sommer; Horst Metzig; Heinz Priplata; Wilfried Taenzer
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1984-10-22
Publication date: 1988-04-15
Also published as: DE3436848A1; DD222105A1; DE3436848C2

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Positionierung von Messobjekten bei waagerecht antastenden Einkoordinatenmessgeräten, wobei die Antastung mittels mechanischer Taster erfolgt. The invention relates to an arrangement for positioning measurement objects in the case of horizontally probing single-coordinate measuring devices, the probing being carried out by means of mechanical buttons.

Aus der Druckschrift III-23-3 Ag 29-242-81 Universallän-genmesser ULM 01-600 D des VEB Carl Zeiss Jena, ist ein Einkoordinatenmessgerät bekannt, bei welchem in der Mitte eines Grundbettes ein höhenverstellbarer in Messrichtung schwimmend gelagerter und feststellbarer Objekttisch zur Aufnahme des Messobjektes vorgesehen ist. Auf Führungen des Grundbettes ist links vom Objekttisch ein Messelement, bestehend aus Messpinole und Messsystem, und rechts ein Pinolenträger mit einstellbarer Gegenpinole angeordnet. Ein Messkraftsystem erlaubt es, die Messkraft durch Gewichtszug an der Messpinole zu erzeugen, wobei die Mess-kraftrichtung in entgegengesetzte Richtungen je nach Messaufgabe umschaltbar ist. From document III-23-3 Ag 29-242-81 universal length measuring device ULM 01-600 D from VEB Carl Zeiss Jena, a single-coordinate measuring device is known in which a height-adjustable object stage, which is floating and lockable in the measuring direction, is mounted in the middle of a basic bed Recording of the measurement object is provided. On the guides of the basic bed, a measuring element consisting of a measuring quill and measuring system is arranged to the left of the object table, and a quill carrier with adjustable counter quill is arranged on the right. A measuring force system allows the measuring force to be generated by pulling the weight on the measuring quill, whereby the measuring force direction can be switched in opposite directions depending on the measuring task.

Bei den Messungen fährt die Messpinole unter Kraftwirkung gegen das auf dem schwimmend gelagerten Messtisch angeordnete und befestigte Messobjekt und verschiebt diese solange in Messrichtung, bis das Messobjekt an der Gegenpinole anliegt. Somit ist die Kraft und damit die Messkraft, mit der die Messpinole am Messobjekt anliegt, abhängig von der Messobjektmasse. Sie führt zu Verformungen, insbesondere an dünnen Messobjekten, und zu Abplattungen am Taster selbst und am Messobjekt. During the measurements, the measuring quill moves under force against the measuring object arranged and fastened on the floating measuring table and moves it in the measuring direction until the measuring object rests on the counter quill. The force and therefore the measuring force with which the measuring quill rests on the measuring object is dependent on the mass of the measuring object. It leads to deformations, in particular on thin test objects, and flattening on the probe itself and on the test object.

Eine Möglichkeit, diese Nachteile teilweise einzuschränken, besteht darin, in einem Messschlitten einen starren Taster vorzusehen, der das Messobjekt gegen die einen Messtaster enthaltene Gegenpinole drückt. Voraussetzung dazu ist jedoch, dass die Hangabtriebskraft des schwimmend gelagerten Messtisches das Messobjekt immer gegen den Messtaster in der Gegenpinole drückt. Ist dieses nicht gegeben, muss der Messtaster wesentlich höhere Messkräfte erzeugen. Nachteilig ist ferner, dass bei der Berührung zwischen Messobjekt und Pinole des Messschlittens hohe dynamische Antastkräfte auftreten. One way of partially reducing these disadvantages is to provide a rigid probe in a measuring slide, which presses the measuring object against the counter-quill contained in a measuring probe. The prerequisite for this, however, is that the downward force of the floating measuring table always presses the measuring object against the measuring probe in the counter-quill. If this is not the case, the probe must generate significantly higher measuring forces. Another disadvantage is that high dynamic contact forces occur when the object to be measured and the sleeve of the measuring carriage come into contact.

Eine weitere Möglichkeit der Messung besteht darin, das Messobjekt auf einem in Messrichtung starren Messtisch fest anzuordnen und mittels zweier Messtaster beidseitig anzutasten. Damit ergibt sich jedoch ein doppelter Aufwand für Messsysteme und Messschlitten und deren Lagerung. Another measurement option is to arrange the measurement object firmly on a measurement table that is rigid in the measurement direction and to probe it on both sides using two probes. However, this results in a double effort for measuring systems and measuring slides and their storage.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Messgenauigkeit durch Verringerung der Fehlerquellen zu erhöhen. The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and to increase the measurement accuracy by reducing the sources of errors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine Anordnung zur Positionierung von Messobjekten bei waagerecht antastenden Einkoordinatenmessgeräten die statischen und dynamischen Antastkräfte bei der mechanischen Antastung der Messobjekte und deren Auswirkungen auf die Messgenauigkeit zu verringern. The object of the invention is to reduce the static and dynamic probing forces during the mechanical probing of the measuring objects and their effects on the measuring accuracy by means of an arrangement for positioning measuring objects in the case of horizontally probing single-coordinate measuring devices.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einer Anordnung zur Positionierung von Messobjekten bei waagerecht antastenden Einkoordinatenmessgeräten, bei denen auf einem Grundbett auf einem höhenverstellbaren Schlittenträger ein in Messrichtung verschieb- und feststellbarer, das Messobjekt tragender Messtisch und beiderseits davon ebenfalls in Messrichtung einstellbare Pinolenträger für eine Mess- und eine Gegenpinole angeordnet sind, wobei die Messpinole mit einem Messtaster und die Gegenpinole mit einem Taster versehen sind, dadurch gelöst, dass am Messgerät eine mit dem Messtisch über eine, eine Weg-Kraft-Kennlinie erzeugbare Vorrichtung, verbundene oder zwischen Gegenpinole und Taster angeordnete Antriebsvorrichtung zur Positionierung des auf dem Messtisch befestigten Messobjektes in eine, in bezug auf den Messtaster bzw. den in der Gegenpinole angeordneten Taster genau vorgegebene, definierte Messstellung vorgesehen ist. According to the invention, this object is achieved with an arrangement for positioning measuring objects in the case of horizontally probing single-coordinate measuring devices, in which a measuring table which can be displaced and locked in the measuring direction and which supports the measuring object and on both sides thereof also adjustable quill carrier for a measuring and a counter-quill are arranged, the measuring quill being provided with a probe and the counter-quill being provided with a probe, solved by the fact that on the measuring device a drive device which is connected to the measuring table by means of a path-force characteristic curve or is arranged between the counter-quill and probe for positioning the measurement object attached to the measurement table in a precisely defined, defined measurement position with respect to the measurement probe or the probe arranged in the counter-quill.

Dabei ist es vorteilhaft, dass die eine Weg-Kraft-Kennlinie erzeugbare Vorrichtung eine einstellbare Reib- oder Magnetkupplung umfasst. It is advantageous that the device that can generate a displacement-force characteristic curve comprises an adjustable friction or magnetic clutch.

Eine Kraftwirkung des Messobjektes auf die Taster kann auch dadurch erzielt werden, indem der beim Anschlag des Messobjektes am jeweiligen Taster vom Motor der Antriebsvorrichtung gezogene Strom zur Erzeugung einer gewünschten Kraft ausgewertet wird. A force effect of the measurement object on the buttons can also be achieved by evaluating the current drawn by the motor of the drive device when the measurement object strikes the respective button to generate a desired force.

Bei den Messungen wird das Messobjekt durch Verschieben und evtl. Höhenverstellung des Messschlittens mit seiner anzutastenden Fläche (Messfläche) nahe dem Taster an der Gegenpinole auf dem Messtisch befestigt. Der schwimmend gelagerte Messtisch wird mit einer Kraft beaufschlagt, die durch ein krafterzeugendes System an einem Trageelement für den Messtisch eingeleitet wird, so dass das Messobjekt am Taster der Gegenpinole mit einer Anlagekraft, die durch Positionierung des Objekttisches einstellbar ist, zur Anlage kommt. Die zweite anzutastende Fläche des Messobjektes wird mit dem in der Messpinole angeordneten Taster angetastet. During the measurements, the measuring object is attached to the counter-quill on the measuring table by moving and possibly adjusting the height of the measuring slide with its surface to be probed (measuring surface) near the probe. The floating measuring table is subjected to a force that is introduced by a force-generating system on a support element for the measuring table, so that the object to be measured comes into contact with the push button of the counter-quill with a contact force that can be adjusted by positioning the object table. The second surface of the measuring object to be probed is touched using the button arranged in the measuring sleeve.

Es ist ein Vorteil, dass die im Messkreis notwendige höhere Antastkraft zur Bewegung des Messobjektes mit dem Messtisch nicht mehr durch das Messobjekt geht, wodurch grössere Verformungen, insbesondere bei kleinen Messobjekten vermieden wurden. Die dynamischen Antastkräfte zwischen Messobjekt und Messpinole sind gering. Da während der Antastung das Messobjekt nicht mehr bewegt wird, sind evtl. noch auftretende Stosskräfte unabhängig von der Masse des Messobjektes. Da das Messobjekt während des eigentlichen Messablaufes seine Lage nicht verändert, sind die Voraussetzungen für eine Automatisierung des Messprozesses und für ein automatisches Wechseln der Messobjekte geschaffen. It is an advantage that the higher probing force required in the measuring circuit for moving the measurement object with the measurement table no longer passes through the measurement object, as a result of which larger deformations, in particular in the case of small measurement objects, were avoided. The dynamic contact forces between the measuring object and the measuring quill are low. Since the measuring object is no longer moved during probing, any impact forces that may still occur are independent of the mass of the measuring object. Since the measurement object does not change its position during the actual measurement process, the prerequisites for automation of the measurement process and for an automatic change of the measurement objects are created.

Die Erfindung soll nachstehend an einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment shown schematically in the drawing.

Das Messgerät umfasst ein Grundbett 1 auf dem ein in der Höhe verstellbarer Schlittenträger 2 mit einem darauf schwimmend gelagerten und in Messrichtung feststellbaren Messtisch 3. Beiderseits des Messtisches 3 sind, in Messrichtung einstellbar, auf Führungen des Grundbettes 1 ein Pinolenträger 4 für eine Messpinole 5 mit Messtaster 6 und ein Pinolenträger 7 mit Gegenpinole 8 und Taster 9 angeordnet. The measuring device comprises a basic bed 1 on which a height-adjustable slide carrier 2 with a measuring table 3 floating thereon and fixable in the measuring direction 3 Measuring probe 6 and a quill carrier 7 with counter-quill 8 and probe 9 are arranged.

2 2nd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Auf dem Messtisch 3 ist ein Messobjekt 10 befestigt, welches durch die Taster 6 ; 9 angetastet wird. A measuring object 10 is fastened on the measuring table 3, which is actuated by the buttons 6; 9 is touched.

Am Messgerät ist eine Anordnung zur Positionierung des Messobjektes 10 in Form einer mit dem Messtisch 3 und dem Schlittenträger 2 in Wirkverbindung stehender Antriebsvorrichtung 11 vorgesehen, mit welcher der Messtisch 3 zusammen mit dem Messobjekt 10 in eine definierte, vorgegebene Messstellung zum Messtaster 6 bzw. zum Taster 9 gebracht wird. Das kann z.B. durch einen motorischen Antrieb über an sich bekannte, eine Weg-Kraft-Kennlinie erzeugende Vorrichtung 12, z.B. eine einstellbare Reib- oder Magnetkupplung, und Übertragungsmittel, wie Hebel- oder Schraubengetriebe, erfolgen. Eine Kraftwirkung des Messobjektes 10 insbesondere auf den Taster 9 kann auch dadurch erzielt werden, indem der beim Anschlag des Messobjektes An arrangement for positioning the measurement object 10 in the form of a drive device 11 that is operatively connected to the measurement table 3 and the slide carrier 2 is provided on the measuring device, with which the measurement table 3 together with the measurement object 10 is in a defined, predetermined measurement position relative to the measurement probe 6 or Button 9 is brought. This can e.g. by means of a motorized drive via a device 12 known per se which generates a displacement-force characteristic curve, e.g. an adjustable friction or magnetic clutch, and transmission means such as lever or screw gear. A force effect of the measurement object 10, in particular on the pushbutton 9, can also be achieved in that when the measurement object is struck

3 665 023 3,665,023

10 amTaster 9 vom Motor der Antriebsvorrichtung 11 gezogene Strom zur Erzeugung einer gewünschten Kraft ausgewertet wird. Eine sehr einfache Möglichkeit, das Messobjekt 10 am Taster 9 der Gegenpinole 8 zur Anlage zu bringen, 5 ergibt sich, wenn am Messtisch 3 ein kraftbeaufschlagter Seilzugmechanismus (nicht dargestellt) angeordnet ist, der den Messtisch 3 in Richtung Gegenpinole 8 zieht. 10 amTaster 9 from the motor of the drive device 11 current is evaluated to generate a desired force. A very simple possibility of bringing the measurement object 10 into contact with the pushbutton 9 of the counter-quill 8, 5 results if a force-operated cable pull mechanism (not shown) is arranged on the measurement table 3, which pulls the measurement table 3 in the direction of the counter-quill 8.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird erreicht, dass die Anlage des Messobjektes 10 amTaster 9 der Gegen-lo pinole 8 nicht durch Kräfte, die durch die Messpinole 5 erzeugt werden, realisiert wird, sondern durch Kräfte, die am Messtisch 3 selbst angreifen. Diese Kräfte können auch durch eine Feder-, Masse-, Feder/Masse-, pneumatische oder magnetische Anordnung erzeugt werden. Sie müssen in ihrer ls Richtung umkehrbar und in ihrem Betrag einstellbar sein. The arrangement according to the invention ensures that the measurement object 10 is not in contact with the pushbutton 9 of the counter loops 8 by forces which are generated by the measurement quills 5, but by forces which act on the measuring table 3 itself. These forces can also be generated by a spring, mass, spring / mass, pneumatic or magnetic arrangement. They must be reversible in their ls direction and their amount must be adjustable.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

665 023 PATENT CLAIMS

1.Arrangement for positioning measuring objects in the case of horizontally probing single-coordinate measuring devices in which a measuring table supporting a measuring table and a quill carrier for a measuring quill and a counter quill are arranged on a basic bed on a height-adjustable carriage and can be locked in the measuring direction , The measuring quill being provided with a probe and the counter-quill being provided with a push-button, characterized in that on the measuring device, a device connected to the measuring table via a device capable of generating a displacement-force characteristic or arranged between the counter-quill and push-button for positioning the drive device on the A measuring object attached to the measuring table is provided in a defined measuring position which is precisely predetermined with respect to the measuring probe or the probe arranged in the counter-quill.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the path-force characteristic device which can be generated comprises an adjustable friction or magnetic clutch.