DD222105A1 - ARRANGEMENT FOR POSITIONING OF MEASURING OBJECTS IN HORIZONTAL ANTASTENING COORDINATE MEASURING DEVICES - Google Patents
ARRANGEMENT FOR POSITIONING OF MEASURING OBJECTS IN HORIZONTAL ANTASTENING COORDINATE MEASURING DEVICES Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Positionierung von Messobjekten bei waagerecht antastenden Einkoordinatenmessgeraeten mit dem Ziel, die Messgenauigkeit zu erhoehen. Aufgabe ist es, die statischen und dynamischen Antastkraefte bei der mechanischen Antastung zu verringern. Am Messgeraet ist eine mit dem Messtisch bzw. mit der Gegenpinole und/oder mit dem Messschlittentraeger ueber eine, eine Weg-Kraft-Kennlinie aufweisende Vorrichtung verbundene 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.The invention relates to an arrangement for the positioning of measurement objects in horizontally scanning Einkoordinatenmessgeraeten with the aim to increase the measurement accuracy. The task is to reduce the static and dynamic probing forces during mechanical probing. On the measuring device is a connected to the measuring table or with the Gegenpinole and / or with the Messschlittentraeger over a, having a path-force characteristic device connected device for positioning the measuring object mounted on the measuring table in a relative to the probe or in the Gegenpinole arranged button exactly predetermined, defined measuring position provided.
Description
Titel: Anordnung zur Positionierung von Meßobjekten bei waagerecht antastenden EinkoordinatenmeßgerätenTitle: Arrangement for the positioning of DUTs with horizontally scanning single coordinate measuring devices
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
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 the positioning of DUTs in horizontally scanning Einkoordinatenmeßgeräten, wherein the probing is done by means of mechanical probe ·
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Aus der Druckschrift III-23-3 Ag 29-242-81 "Universallängenmesser 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 Gr,undbettes 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 Meßkraftrichtung in entgegengesetzte Richtungen je nach Meßaufgabe umschaltbar ist. ,From the publication III-23-3 Ag 29-242-81 "universal length meter ULM 01-600 D of the VEB Carl Zeiss Jena, a Einkoordinatenmeßgerät is known in which in the middle of a base bed a height adjustable in the measuring direction floating and lockable object table for recording The measuring object is provided · On guides of the bed, a measuring element consisting of Meßpinole and measuring system, and on the right a Pinolenträger with adjustable Gegenpinole arranged on guides of the Gr and undbettes · A Meßkraftsystem allows to generate the measuring force by weight on the Meßpinole, the Meßkraftrichtung in opposite directions depending on the measurement task is switchable.,
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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 Meß kr aft, mit der die Meßpißole am Meßobjekt anliegt, abhängig von der Meßobjektmasse. Sie führt zu Verformungen, insbesondere an dünnen Meßobjekten und zu Abplattungen am Taster selbst und am Meßobjekt.In the measurements, the Meßpinole drives under force against the mounted on the floating-measuring table, arranged and fixed object to be measured and moves it in the measuring direction until the measurement object is applied to the Gegenpinole · Thus, the force and thus the measuring kr aft, with the Meßpißole applied to the DUT, depending on the Meßmassemasse. It leads to deformations, in particular on thin objects to be measured and flattenings on the probe itself and on the object to be measured.
Eine Möglichkeit diese Nachteile teilweise einzusehrän« ken 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 Meß«» . taster 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 to partially reduce these disadvantages is to provide a rigid probe in a measuring slide, which presses the test object against the counter-spindle contained in a measuring probe. The prerequisite for this, however, is that the slope-down force of the floating measuring table presses the "object of measurement always against the measuring" button in the counter-spindle * If this is not the case, the measuring probe must produce considerably higher measuring forces DUT and quill of the measuring slide high dynamic contact forces occur.
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 possibility of the measurement is to arrange the object to be measured on a fixed measuring direction rigid measuring table and to touch by means of two probes on both sides. However, this results in a double effort for measuring systems and measuring slides and their storage «
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, die Kachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Meßgenauigkeit durch Verringerung der Fehlerquellen zu erhöhen.The aim of the invention is to eliminate the Kachteile of the prior art and to increase the accuracy of measurement by reducing the error sources.
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Wesen der ErfindungEssence of the invention
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 invention has for its object to reduce the static and dynamic probing forces in the mechanical probing of DUTs und'deren impact on the accuracy of measurement by an arrangement for the positioning of DUTs in horizontal scanning Einkoordinatenmeßgeräten.
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 Meß- und die Gegenpinole mit einem ' ,Taster versehen sind, dadurch gelöst, daß am Meßgerät eine mit dem Meßtisch Über eine, eine Weg-Kraft-Kennlinie erzeugende Vorrichtung, die auch zwischen Gegenpinole und Taster angeordnet sein kann, verbundene 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 in an arrangement for positioning of measurement objects in horizontally scanning Einkoordinatenmeßgeräten in which on a base bed on a height-adjustable slide carrier displaceable in the measuring direction and lockable, 'the measuring object carrying measuring table and on both sides thereof also adjustable in the measuring direction Pinolenträger for a measuring and a Gegenpinole are arranged, wherein the Meßpinole, with a measuring and the Gegenpinole are provided with a ', button, achieved in that the measuring device with the measuring table About a, a path-force characteristic generating device, which also between Gegenpinole and buttons can be arranged, connected drive device for positioning the measuring object mounted on the measuring table in a, with respect to the probe or the arranged in the Gegenpinole probe precisely predetermined, defined measuring position is provided.
Dabei ist es vorteilhaft, daß die eine Weg-Kraft-Kennlinie aufweisende Vorrichtung eine einstellbare Reiboder Magnetkupplung umfaßt·It is advantageous that the device having a path-force characteristic comprises an adjustable friction or magnetic coupling.
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 object to be measured on the buttons can also be achieved by evaluating the current drawn by the motor of the drive device during the stop of the object to be measured to generate a desired force.
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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.In the measurements, the object to be measured is fixed by moving and possibly height adjustment of the measuring slide with its surface to be probed (measuring surface) near the probe on the counter spindle on the measuring table. The floating-mounted measuring table is acted upon by a force which is introduced by a force-generating system on a support member for the measuring table, so that the test object comes to rest on the button of the Gegenpinole with a contact force that is adjustable by positioning the stage. The second surface to be scanned of the object to be measured is keyed with the arranged in the Meßpinole button.
. 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, It is an advantage that the higher probing force necessary for the movement of the object to be measured with the measuring table is no longer passed through the object to be measured, whereby larger deformations, especially in the case of small objects to be measured, have been avoided. The dynamic probing forces between the test object and the measuring spindle are low. Since the object to be measured is no longer moved during probing, any impact forces which may still occur are independent of the mass of the object to be measured
•Meßablaufes seine Lage nicht verändert, sind die Voraussetzungen für eine Automatisierung de3 Meßprozesses und für ein automatisches Wechseln der Meßobjekte geschaffen»• Measuring procedure does not change its position, the prerequisites for an automation of the measuring process and for an automatic change of the measuring objects are created »
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert Werden.The invention will be explained in more detail below on an embodiment schematically illustrated in the drawing.
Das Meßgerät umfaßt ein Grundbett 1 auf dem ein in der Höhe verstellbarer Schlittenträger 2 mit einem daraufThe measuring device comprises a base bed 1 on which a height adjustable slide carrier 2 with a thereon
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schwimmend gelagerten und in Meßrichtung feststellbaren Meßtisch, 3» Beiderseits des Meßtisches 3 aind, in Meßrichtung einstellbar, auf Führungen des Grundbettes 1 ein Pinolenträger 4 für eine Meßpinole 5 mit Meßtaster und ein Pinolenträger 7 mit Gegenpinole 8 und Taster 9 angeordnet· Auf dem Meßtisch 3 ist ein Meßobjekt 10 befestigt, welches durch die Taster 6; 9 angetastet wird·floating on the measuring table 3, on both sides of the measuring table 3 aind adjustable in measuring direction, on guides of the basic bed 1 a pinole support 4 for a Meßpinole 5 with probe and a Pinolenträger 7 with Gegenpinole 8 and button 9 arranged · On the measuring table 3rd a measurement object 10 is fixed, which by the button 6; 9 is touched ·
Am Meßgerät ist eine Anordnung zur Positionierung des Meßobjektes 10 in Form einer mit dem Meßtisch 3 und dem Sehlittenträger 2 in V/irkverbindung 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 Reiböder Magnetkupplung, und Übertragungsmittel, wie Hebeloder Schraubengetriebe erfolgen· Eine Kraftwirkung des Meßobjektes 10 insbesondere auf den Taster 9 kann auch dadurch erzielt werden, indem der beim Anschlag des Meßobjektes 10 am Taster 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, ergibt sich, wenn am Meßtisch 3 ein kraftbeaufschlagter Seilzugmechanismus (nicht dargestellt) angeordnet ist, der den Meßtisch 3 in Richtung Gegenpinole zieht.The measuring device has an arrangement for positioning the object to be measured 10 in the form of a drive device 11 in contact with the measuring table 3 and the slat carrier 2, with which the measuring table 3 together with the test object 10 into a defined, predetermined measuring position for the measuring probe 6 or is brought to the button 9 · This can, for. B. by a motor drive known per se, a path-force characteristic generating device 12, z. A force action of the test object 10, in particular on the pushbutton 9, can also be achieved by generating the current drawn by the motor of the drive device 11 during the stop of the test object 10 at the pushbutton 9 a desired force is evaluated. A very simple way to bring the DUT 10 on the button 9 of the Gegenpinole 8 to the system, arises when the measuring table 3 a kraftbeaufschlagter cable mechanism (not shown) is arranged, which pulls the measuring table 3 in the direction of Gegenpinole.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß die Anlage des Meßobjektes 10 am Taster 9 der Gegenpinole 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 Richtung umkehrbar und in ihrem Betrag einstellbar sein. 'The inventive arrangement ensures that the system of the test object 10 on the button 9 of the counter-spindle 8 is not realized by forces generated by the Meßpinole 5, but by forces acting 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 direction and adjustable in their amount. '
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