DD252233A1

DD252233A1 - BUTTON ASSEMBLY WITH PHOTOELECTRIC SIGNALING

Info

Publication number: DD252233A1
Application number: DD29399986A
Authority: DD
Inventors: Wilfried Taenzer
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1987-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tasteranordnung mit fotoelektrischer Signalgewinnung, insbesondere einen Mehrkoordinatentaster fuer Koordinatenmessgeraete. Ein in einem Tastergehaeuse 1 vorgesehener Strahlenteiler 7 teilt ein paralleles Lichtbuendel 3 in zwei Teilbuendel 5; 6 auf. Ein erstes Teilbuendel 5 wird einer Fotoempfaengeranordnung 11; 12 und ein zweites Teilbuendel 6 ueber ein, mit der Tastelementaufnahme 23 fest verbundenes Umlenkelement 24 und ein mit dem Tastelement 26 verbundenes Umlenkelement 27 einer Fotoempfaengeranordnung 13; 14 zugefuehrt. Durch eine Signalverarbeitungseinheit 28, mit der die Fotoempfaenger verbunden sind, werden aus den Fotoempfaengersignalen Abtast- und Havariesignale zur weiteren Benutzung erzeugt. Fig. 1The invention relates to a probe arrangement with photoelectric signal acquisition, in particular a multi-coordinate probe for coordinate measuring. A provided in a Tastergehaeuse 1 beam splitter 7 shares a parallel Lichtbuendel 3 in two Teilbuendel 5; 6 on. A first Teilbuendel 5 is a Fotoempfaengergeranordnung 11; 12 and a second Teilbuendel 6 via a, with the Tastelementaufnahme 23 fixedly connected deflecting element 24 and connected to the probe element 26 deflecting element 27 a Fotoempfaengeranordnung 13; 14 added. By a signal processing unit 28 to which the photoreceptors are connected, sampling and emergency signals for further use are generated from the photoreceptor signals. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Tasteranordnung mit fotoelektrischer Signalgewinnung, insbesondere einen Mehrkoordinatentaster zur Anwendung an Koordinatenmeßgeräten.The invention relates to a probe arrangement with photoelectric signal acquisition, in particular a multi-coordinate probe for use on coordinate.

Characteristic of the known technical solutions

Aus der DE-AS 2242355 und der DD-PS 141197 sind Tast- und Meßköpfe für Koordinatenmeßgeräte bekannt, bei denen das Tastelement in komplizierten Federführungssystemen in drei Koordinaten auslenkbar gelagert ist. Es existiert für jede Koordinate ein Führungs-, Sensor-und Haltesystem zur Fixierung des Tastelementes in einer Nullposition. Diese Tastköpfe sind sehr fertigungsaufwendig und nehmen ein im Verhältnis zum Arbeitsraum des Meßgerätes großes Volumen ein. Durch die Anordnung mehrerer aktiver Meßwertgeber im Tastkopf ergibt sich eine gewisse Wärmeentwicklung, die sich negativ auf die Antastgenauigkeit auswirkt. Da die erzeugten elektrischen Signale zwischen relativ zueinander bewegten Teilen übertragen werden müssen, ergeben sich durch die mitzuführenden Kabel und Leitungen zusätzliche Kräfte, die die Meßkräfte infolge Deformationen in den Führungssystemen bedingte Meßfehler sind schwer erkennbar.From DE-AS 2242355 and DD-PS 141197 Tast- and measuring heads for coordinate measuring machines are known in which the scanning element is mounted deflectable in complicated spring guide systems in three coordinates. There is a guide, sensor and holding system for fixing the probe element in a zero position for each coordinate. These probes are very expensive to manufacture and take a large volume in relation to the working space of the meter. The arrangement of several active transducers in the probe results in a certain heat development, which has a negative effect on the detection accuracy. Since the electrical signals generated must be transmitted between relatively moving parts, resulting from the mitzuführenden cables and lines additional forces that the measuring forces due to deformations in the guide systems conditional measurement errors are difficult to see.

Für einen zuverlässigen Havarieschutz müssen zusätzlich Maßnahmen und Anordnungen am Tastkopf vorgesehen werden. Ein Tastkopf, der die genannten Nachteile weitgehend ausschließt, ist aus der DE-OS 2347633 bekannt. Der 3-D-Tastkopf umfaßt ein, in einer Tastelementaufnahme in einer Dreipunktlagerung gelagertes Tastelement. Die Koppelstellenzwischen Tastelementaufnahme und Tastelement sind als elektrische Schalter ausgebildet. Eine Antastung eines Werkstücks oder Meßobjektes wird signalisiert, wenn sich einer dieser Schalter öffnet. Bei diesem Tastkopf ist jedoch die Genauigkeit der Antastung von der Reproduzierbarkeit der Lagerung des Tastelementes in dem Dreipunktlager abhängig. Für einen zuverlässigen Havarieschutz müssen ebenfalls zusätzliche Maßnahmen vorgesehen werden.For reliable emergency protection measures and arrangements must be provided on the probe additionally. A probe that largely excludes the disadvantages mentioned, is known from DE-OS 2347633. The 3-D probe comprises a, mounted in a Tastelementaufnahme in a three-point bearing probe element. The coupling points between the probe element receptacle and the probe element are designed as electrical switches. A probing of a workpiece or DUT is signaled when one of these switches opens. In this probe, however, the accuracy of the probing of the reproducibility of the storage of the probe element in the three-point bearing is dependent. For a reliable accident protection also additional measures must be provided.

Ein interferometrischer Einkoordinaten-Taster ist aus der GB-PS 1065226 bekannt, bei welchem der Interferometerblock mit Referenzreflektor fest im Tastgehäuse und der Meßreflektor am beweglichen Tastelement angeordnet sind. Nachteilig ist, daß lediglich Antastungen und Messungen in nur einer Richtung erfolgen können, so daß dieser Taster für die Anwendung in Mehrkoordinatenmeßgeräten ungeeignet ist.An interferometric single-coordinate push-button is known from GB-PS 1065226, in which the interferometer block with reference reflector are fixedly arranged in the touch housing and the measuring reflector on the movable feeler element. The disadvantage is that only probing and measurements can take place in only one direction, so that this probe is unsuitable for use in Mehrkoordinatenmeßgeräten.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und dem Aufwand und die Baugröße bei Tasteranordnungen, die geeignet sind, in mehreren Koordinaten einen Prüfling oder ein Werkstück anzutasten, zu verringern sowie den Gebrauchswert und die Zuverlässigkeit zu erhöhen.The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and the effort and size of probe assemblies that are capable of touching a test piece or a workpiece in several coordinates, as well as to increase the utility value and reliability.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tasteranordnung mit fotoelektrischer Signalgewinnung zu schaffen, welche mit optischen und fotoelektrischen Mitteln bei geringem technischen Aufwand und Volumen eine hohe Antastgenauigkeit und ohne zusätzliche Mittel eine hohe Zuverlässigkeit ermöglicht und sowohl für den statischen als auch für den dynamischen Betrieb anwendbar ist.The invention has for its object to provide a probe assembly with photoelectric signal acquisition, which with optical and photoelectric means with low technical complexity and volume high probing accuracy and without additional means high reliability and applicable both for static and for dynamic operation is.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bej einer Tasteranordnung mit fotoelektrischer Signalgewinnung, umfassend ein, an einer Pinole eines Koordinatenmeßgerätes angeordnetes Tastergehäuse, an welchem direkt oder unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Zwischenstücke eine Tastelementaufnahme auswechselbar angeordnet ist, in welcher in einer federbeaufschlagten Dreipunktlagerung ein Tastelement ruht, dadurch gelöst, daß in dem die Tasteranordnung tragenden Teil des Koordinatenmeßgerätes eine, ein paralleles Lichtbündel aussendende Beleuchtungsanordnung vorzugsweise ein Laser, und im Tastergehäuse der Tasteranordnung ein, das Lichtbündel in ein erstes und ein zweites Teilbündel aufspaltender erster Strahlenteiler vorgesehen ist, wobei einem jeden dieser Teilbündel im Tastergehäuse mindestens ein Fotoempfänger zugeordnet ist, daß im Strahlengang des zweiten Teilbündels ein in der Tastelementaufnahme starr befestigtes erstes 'According to the invention this object bej a probe assembly with photoelectric signal acquisition, comprising a arranged on a quill of a coordinate measuring probe housing, which is arranged interchangeable directly or with the interposition of one or more intermediate pieces a Tastelementaufnahme in which rests in a spring-loaded three-point bearing a probe element, thereby achieved in that, in the part of the coordinate measuring device carrying the probe arrangement, a laser arrangement emitting a parallel light bundle, preferably a laser, and in the probe housing of the probe arrangement, the light beam being split into a first and a second sub-beam splitting first beam splitter, each of these subbeams in the probe housing associated with at least one photoreceiver, that in the beam path of the second sub-bundle a rigidly fixed in the Tastelementaufnahme first '

Umlenkelement und ein mit dem Tastelement fest verbundener und relativ zur Tastelementaufnahme schwenkbares, zweites Umlenkelement derart angeordnet sind, daß das zweite Teilbündel in Richtung des ersten Strahlenteilers umdenkbar und durch die Teilerfläche dieses Strahlenteilers auf mindestens einen Fotoempfänger lenkbar ist, und daß die Fotoempfänger mit einer Signalverarbeitungseinheit verbunden sind.Deflection element and a fixedly connected to the probe element and pivotable relative to the Tastelementaufnahme, second deflecting element are arranged such that the second sub-beam in the direction of the first beam splitter umdenkbar and steerable by the splitter surface of this beam splitter on at least one photoreceptor, and that the photoreceptor with a signal processing unit are connected.

Dabei ist es vorteilhaft, daß im Tastergehäuse, dem ersten Strahlenteiler im Abstand nachgeordnet, oder mit ihm verbunden im Strahlengang des ersten Teilbündels und im Strahlengang des zweiten, durch die Teilerfläche des ersten Strahlenteilers abgelenkten Teilbündels je ein weiterer Strahlenteiler mit nachgeordneten Fotoempfängern angeordnet ist. Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn im T.astergehäuse, dem ersten Strahlenteiler unmittelbar nachgeordnet, im Strahlengang des ersten Teilbündels und im Strahlengang des zweiten, durch dieTeilerfläche des ersten Strahlenteilers abgelenkten oder diese passierenden Teilbündels je ein in der Ebene strahllageempfindlicher fotoelektrischer Empfänger angeordnet ist. -.It is advantageous that in the probe housing, the first beam splitter downstream in the distance, or connected to it in the beam path of the first sub-beam and in the beam path of the second, deflected by the splitter surface of the first beam splitter sub-beam ever a further beam splitter is arranged with downstream photoreceivers. A particularly simple embodiment of the invention results when in the T.astergehäuse, the first beam splitter immediately downstream, in the beam path of the first sub-beam and in the beam path of the second, deflected by the Teilerfläche the first beam splitter or this passing sub-beam depending on a jet-sensitive photoelectric receiver in the plane is arranged. -.

Zur Justage der Strahllage ist es vorteilhaft, wenn im Strahlengang des zweiten Teilbündels unmittelbar hinter dem ersten Strahlenteiler ein die Strahllage dieses Teilbündels veränderndes optisches Element vorgesehen ist.For adjusting the beam position, it is advantageous if, in the beam path of the second sub-beam, an optical element which changes the beam position of this sub-beam is provided immediately after the first beam splitter.

Bei der Tasteranordnung wird das parallele Lichtbündel durch den ersten Strahlenteiler in zwei Teilbündel aufgespalten, wobei das Licht des ersten Teilbündels auf zugeordnete Fotoempfänger geleitet wird. Das Licht des zweiten Teilbündels, welches durch den ersten Strahlenteiler hindurchtritt, gelangt über das erste und zweite Umlenkelement und die Teilerfläche des ersten Strahlenteilers ebenfalls auf, diesem Teilbündel zugeordnete Fotoempfänger.In the probe arrangement, the parallel light beam is split by the first beam splitter into two sub-beams, wherein the light of the first sub-beam is directed to associated photoreceptor. The light of the second sub-beam, which passes through the first beam splitter, also passes via the first and second deflection element and the splitter surface of the first beam splitter to photodetectors associated with this sub-beam.

Die elektrischen Signale entsprechend zugeordneter Fotoempfänger des ersten und zweiten Teilbündels werden in der Signalverarbeitungseinheit verarbeitet und daraus Meßsignale gewonnen. Ändert sich die Strahllage des Lichtbündels bei Nullstellung des Tastelementes in seiner Dreipunktlagerung, so werden keine Meßsignaländerungen registriert. Bewegt sich infolge Prüflingsantastung das Tastelement relativ zur Tastelementaufnahme und dem daran angeordneten, zweiten Umlenkelement, so ändert sich die Lage des zweiten Teilbündels auf den Fotoempfängern, und aus den Fotoempfängersignalen werden in der Signalverarbeitungseinheit Antastsignale gebildet.The electrical signals corresponding to associated photoreceptor of the first and second sub-beams are processed in the signal processing unit and obtained therefrom measurement signals. Changes the beam position of the light beam at zero position of the probe element in its three-point mounting, so no Meßsignaländerungen are registered. Moves as a result of Prüflingsantastung the probe element relative to the Tastelementaufnahme and arranged thereon, second deflecting element, the position of the second sub-beam changes on the photoreceptors, and from the photoreceiver signals are formed in the signal processing unit probing signals.

Die erfindungsgemäße Tasteranordnung besitzt ein kleines Volumen und ist mit wenigen Bauteilen realisierbar. Verlustenergiefreisetzende Systeme, wiez. B. die Lichtquelle, sind von der Tasteranordnung entfernt angebracht. Vorteilhaft ist ferner, daß die Fotoempfänger gestellfest mit der Pinole oder eines anderen Teiles des Meßgerätes verbunden sind, so daß elastische oder plastische Deformationen oder Relativbewegungen zwischen Tastelement und den Fotoempfängern, die Meßgenauigkeit nicht beeinflussen, da es keine solche Relativbewegung gibt, die ohne Auswirkung auf die Größe der Signale der Fotoempfänger ist. Innerhalb des Tastergehäuses werden keine elektrischen Signale über bewegliche Leitungen übertragen. Eine Meßkraftbeeinflussung durch solche Leitungen tritt nicht auf. zwischen Tastergehäuse und Tastelementaufnahme angeordnete Verlängerungsstücke beliebiger Länge und Steifigkeit beeinflussen die Antastgenauigkeit nicht. Bei einer Berührung zwischen Prüfling und Tastelementaufnahme bzw. Verlängerungsstück werden durch die Fotoempfänger Signale erzeugt, die mit Hilfe der Signalverarbeitungseinheit oder eines Rechners leicht von den bei der Prüflingsanlastung erzeugten Signalen unterscheidbar sind. Diese sog. Havariesignale dienen der Havariesicherung, die bei derTasteranordnung ohne zusätzliche Mittel realisiert werden kann. Es ist ferner von Vorteil, daß sowohl ein statischer als auch dynamischer Meßbetrieb durchgeführt werden kann. · *The probe arrangement according to the invention has a small volume and can be realized with a few components. Loss energy releasing systems, such. As the light source, are mounted remotely from the probe assembly. A further advantage is that the photoreceptors are fixed to the frame connected to the quill or another part of the meter, so that elastic or plastic deformation or relative movements between the probe element and the photoreceptors, not affect the accuracy, since there is no such relative movement, the effect without the size of the signals is the photoreceiver. Within the probe housing, no electrical signals are transmitted via moving cables. A Meßkraftbeeinflussung by such lines does not occur. between probe housing and Tastelementaufnahme arranged extension pieces of any length and stiffness do not affect the probing accuracy. In the event of contact between the test object and the probe element or extension piece, signals are generated by the photoreceivers which can easily be distinguished from the signals generated during the test sample application with the aid of the signal processing unit or a computer. These so-called emergency signals are used for accidental backup, which can be realized with the probe arrangement without additional means. It is also advantageous that both a static and dynamic measuring operation can be performed. · *

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawing show

Fig. 1: im Schnitt den Aufbau einer Tasteranordnung,1 is a sectional view of the structure of a probe assembly,

Fig.2: einen Strahlenteiler mit mehreren Teilerflächen,2 shows a beam splitter with several splitter surfaces,

Fig.3: einen Strahlenteiler mitstrahllageempfindlichen Fotoempfängern und3: a beam splitter mitstrahllageempfindlichen photoreceptors and

Fig. 4: ein Blockschaltbild der Signalgewinnung - -· '4 shows a block diagram of the signal acquisition - - · '

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die erfindungsgemäße Tasteranordnung mit seinem Tastergehäuse 1 an einer Meßpinole 2 eines nicht dargestellten Meßkopfes eines Koordinatenmeßgerätes befestigt. In der Meßpinole 2 oder im Meßkopf selbst ist eine, ein paralleles Lichtbündel 3 erzeugende Beleuchtungsanordnung 4, vorzugsweise ein Laser, angeordnet, welche das Lichtbündel 3 in Richtung der Tasteranordnung aussendet. Im Tastergehäuse 1 sind ein das Lichtbündel 3 in ein erstes und ein zweites Teilbündel 5 und 6 aufspaltender, erster Strahlenteiler 7, einem jeden dieser Teilbündel 5 und 6 zugeordnet, je ein weiterer Strahlenteiler 8 und 9 und ein, die Strahllage des zweiten Teilbündels 6 einstellbar veränderndes, optisches Element 10, z. B. eine kardanisch gelagerte Planparallelplatte, vorgesehen, wobei die Strahlenteiler 7; 8; 9 fest im Tastergehäuse 1 angeordnet sind. Einem jeden dieser Strahlenteiler 8 und 9 sind Fotoempfänger 11; 12 und 13; 14 zugeordnet.As shown in Fig. 1, the probe assembly according to the invention is fixed with its probe housing 1 to a Meßpinole 2 of a measuring head, not shown, of a coordinate. In the Meßpinole 2 or in the measuring head itself is a, a parallel light beam 3 generating illumination assembly 4, preferably a laser disposed, which emits the light beam 3 in the direction of the probe assembly. In the probe housing 1, a light beam 3 in a first and a second sub-beams 5 and 6 splitting, the first beam splitter 7, each of these sub-beams 5 and 6 assigned, depending on a further beam splitter 8 and 9 and a, the beam position of the second sub-beam 6 adjustable changing, optical element 10, z. B. a gimbal-mounted plane parallel plate provided, wherein the beam splitter 7; 8th; 9 are fixedly arranged in the switch housing 1. Each of these beam splitters 8 and 9 are photoreceptors 11; 12 and 13; 14 assigned.

Der in Fig. 2 dargestellte Strahlenteiler 15 besitzt zwei Teilerflächen 16; 17, wobei die Teilerfläche 16 gleichzeitig die Funktion des Strahlenteilers 9 (Fig. 1) übernimmt. Die Teilerflächen 16; 17 spalten das zweite Teilbündel 6 auf, so daß die Fotoempfänger 16; 17; 18; 19 mit Licht beaufschlagt werden.·The beam splitter 15 shown in Figure 2 has two splitter surfaces 16; 17, wherein the splitter surface 16 simultaneously assumes the function of the beam splitter 9 (FIG. 1). The splitter surfaces 16; 17 split the second sub-beam 6, so that the photoreceptor 16; 17; 18; 19 are exposed to light.

Wie Fig. 3 zeigt, kann dem ersten Strahlenteiler 7 im Strahlengang des ersten Teilbündels 5 und des zweiten Teil bündeis 6 direkt, ohne Zwischenschaltung weiterer Strahlenteiler je ein in der Ebene strahllageempfindlicher Fotoempfänger 20; 21; z. Br-ein Kreis-Kreisring-Detektor, eine CCD-Anordnung oder ein Quadrantenfotoempfänger nachgeordnet sein.As shown in Figure 3, the first beam splitter 7 in the beam path of the first sub-beam 5 and the second part bündeis 6 directly, without the interposition of further beam splitter depending in the plane of a beam-sensitive photoreceptor 20; 21; z. Br-be a circular circular detector, a CCD array or a quadrant photoreceiver downstream.

Im Strahlengang des den Strahlenteiler 7; 15 verlassenden zweiten Teilbündels 6 sind in einer, mit dem Tastergehäuse 1 direkt oder über ein Verlängerungsstück 22 verbundenen Tastelementaufnahme 22 ein mit der Tastelementaufnahme 23 fest verbundenes erstes Umlenkelement 24 und ein, mit einem in einer federbeaufschlagten Dreipunktlagerung 25 in der Tastelementaufnahme 23 gelagerten Tastelement 26 verbundenes, zweites Umlenkelement 27 vorgesehen. Durch diese Umlenkelemente 24 und 27, vorzugsweise Spiegel oder Umlenkprismen, wird das Teilbündeel 6 in Richtung Strahlenteiler?; 15 {Fig. 1 und 2) zurückgeworfen, um dann den Fotoempfängern 13; 14 oder 18; 19 oder 20; 21 zugeführt zu werden. Anhand derTasteranordnung nach Fig. 1 und des Blockschaltbildes nach Fig.4wird die Funktion und Signalgewinnung erläutert. Das erste Teilbündel 5 wird den Fotoempfängern 11 und 12 zugeführt, das zweite Teilbündel 6 nach Reflexion an den Umlenkelementen 24 und 27 und dem Strahlenteiler 7 den Fotoempfängern 13 und 14. Die Beträge der erzeugten fotoempfängersignale Sn; S₁₂; S^; S₁₄ werden die folgt voneinander subtrahiert:In the beam path of the beam splitter 7; 15 leaving second sub-beam 6 are in one, with the probe housing 1 directly or via an extension piece 22 connected Tastelementaufnahme 22 with the Tastelementaufnahme 23 fixedly connected first deflecting element 24 and connected to a mounted in a spring-loaded three-point bearing 25 in the Tastelementaufnahme 23 probe element 26 , second deflecting element 27 is provided. By means of these deflecting elements 24 and 27, preferably mirrors or deflecting prisms, the partial bundle 6 is directed in the direction of the beam splitter. 15 {Fig. 1 and 2) thrown back to the photoreceptors 13; 14 or 18; 19 or 20; 21 to be supplied. The function and signal acquisition will be explained with reference to the pushbutton arrangement according to FIG. 1 and the block diagram according to FIG. The first sub-beam 5 is supplied to the photoreceivers 11 and 12, the second sub-beam 6 after reflection at the deflection elements 24 and 27 and the beam splitter 7 the photoreceptors 13 and 14. The amounts of the generated photoreceiver signals Sn; S ₁₂ ; S ^; S ₁₄ are subtracted from each other as follows:

Die Fotoempfänger 11 und 13 registrieren eine Lageabweichung des Lichtbündels 3 in x-Richtung und die Fotoempfänger 12 und 14 eine solche in y-Richtung.The photoreceptors 11 and 13 register a positional deviation of the light beam 3 in the x-direction and the photoreceivers 12 and 14 such in the y-direction.

Ändert sich die Strahllage des Lichtbündels 3 beim Verlassen der Beleuchtungsanordnung 4 in x- und/oder y-Richtung, so bleiben S₁ und S₂ dann konstant, wenn sich die Lage des Tastelementes 26 gegenüber der Tastelementaufnahme 23 nicht verändert hat, also keine Prüflingsantastung erfolgt ist. Das Tastelement 26 ist kraftschlüssig in einer reproduzierbaren Nullstellung in der Dreipunktlagerung 25 gelagert und bei einer Krafteinwirkung auf das Tastelement 26, z. B. bei einer Prüflingsantastung, ist dieses in allen drei Koordinatenrichtungen x; y; ζ gegenüber der Tastelementaufnahme 23 beweglich. Wird das Tastelement 26 in z-Richtung ausgelenkt, kippt es um eine der drei durch die Dreipunktlagerung 25 gebildeten Achsen, wobei es ebenfalls wie bei einer Auslenkung um diex-odery-Achsezu einer Veränderung der Strahllage des Teilbündels 6 und zu veränderten Fotoempfängersignalen Si₂ und S₁₄ kommt. Somit ändern sich auch die Größen Si und S₂. Das Überschreiten eines festgelegten Schwellwertes für Si und S₂ wird durch die Signalverarbeitungseinheit 28 (Fig. 4) als erfolgte Prüflingsantastung registriert. Das dabei gelieferte Antastsignal kann zur Meßwerterfassung und/oder zum Abschalten der Antriebe des Meßgerätes benutzt werden, wobei immer ein Überlauf entsteht.If the beam position of the light bundle 3 changes when leaving the illumination arrangement 4 in the x and / or y direction, then S ₁ and S ₂ remain constant if the position of the feeler element 26 has not changed with respect to the feeler element mount 23, that is, no test object touch is done. The probe element 26 is frictionally mounted in a reproducible zero position in the three-point bearing 25 and at a force on the probe element 26, z. B. in a Prüflingsantastung, this is in all three coordinate directions x; y; ζ relative to the Tastelementaufnahme 23 movable. If the probe element 26 is deflected in the z-direction, it tilts around one of the three axes formed by the three-point bearing 25, wherein it also as in a deflection about the x-or y-axis to a change in the beam position of the sub-beam 6 and modified photoreceiver signals Si ₂ and S ₁₄ is coming. Thus, the sizes Si and S _{2 change} . Exceeding a defined threshold value for Si and S ₂ is registered by the signal processing unit 28 (FIG. 4) as a completed test piece touch. The case supplied test signal can be used for data acquisition and / or switching off the drives of the meter, which always creates an overflow.

Bei einer gemeinsamen Verlagerung der Umlenkelemente 24 und 27 relativ zu den Fotoempfängern 13 und 14, was beispielsweise im Falle einer Deformation des Verlängerungsstückes 22 infolge einer ungewollten Berührung mit dem Prüfling auftreten kann, werden verwertbare und von einer normalen Prüfling auftreten kann, werden verwertbare und von einer normalen Prüflingsantastung unterscheidbare Signale erzeugt, die durch die Signalverarbeitungseinheit 28 oder auch durch einen Rechner als Havariesignale ausgewiesen werden und für einen Havarieschutz benutzt werden.With a common displacement of the deflecting elements 24 and 27 relative to the photoreceptors 13 and 14, which may occur, for example, in the event of deformation of the extension piece 22 as a result of unintentional contact with the DUT, will be recoverable and can occur from a normal DUT, become usable and of a normal Prüflingsantastung generated distinguishable signals that are identified by the signal processing unit 28 or by a computer as Havariesignale and used for accidental protection.

Als Fotoempfänger 11; 12; 13; 14; 16; 17; 18; 19 können z.B. Sensorzeilen oder Differenzfotodioden eingesetzt werden. Sind beispielsweise die Meßbereiche der Fotoempfänger 13; 14; 21 sehr klein bezüglich der Lageänderung des Teilbündels 6, können die Genauigkeitsanforderungen zur Justierung der Umlenkelemente 24 und 27 trotzdem gering bleiben, wenn das optische Element 10 im Strahlengang des Teilbündels 6 vorgesehen ist. Damit können z. B. Abweichungen der Umlenkelemente 24 und 27 von einer Sollage, die beim Tastelementwechsel oder beim Auswechseln der Tasteranordnung an der Meßpinole 2 oder des Verlängerungsstückes 22 entstehen, kompensiert werden. Mit der erfindungsgemäßen Tasteranordnung wird ein quasi „Scanningbetrieb" in folgender Weise möglich:As a photoreceptor 11; 12; 13; 14; 16; 17; 18; 19 can e.g. Sensor lines or differential photodiodes are used. For example, are the measuring ranges of the photoreceptor 13; 14; 21 very small with respect to the change in position of the sub-beam 6, the accuracy requirements for adjusting the deflecting elements 24 and 27 still remain low when the optical element 10 is provided in the beam path of the sub-beam 6. This can z. B. deviations of the deflecting elements 24 and 27 from a desired position, which arise when Tastelementwechsel or when replacing the probe assembly on the Meßpinole 2 or the extension piece 22, be compensated. With the probe arrangement according to the invention, a quasi "scanning operation" becomes possible in the following way:

Die Tasteranordnung wird mit konstanter Geschwindigkeit in der Koordinatenachse verfahren, die den kleinsten Winkel zur abzutastenden Prüflingsfläche einschließt. Die Verfahrrichtung senkrecht zu dieser Achse wird ständig geändert, so daß die Tasteranordnung ständig über die anzutastende Fläche fährt. Immer, wenn Si oder S₂ erreicht wird, wird ein Ausgangssignal erzeugt und damit ein Meßpunkt registriert. Damit wird auch für Tastköpfe (bisher nur für Meßköpfe) an Koordinatenmeßgeräten ein Scanningbetrieb ermöglicht, ohne die Verfahrbewegung entlang der Prüflingsfläche unterbrechen zu müssen.The probe arrangement is moved at a constant speed in the coordinate axis, which encloses the smallest angle to the Prüflingsfläche to be scanned. The traversing direction perpendicular to this axis is constantly changed, so that the probe assembly constantly moves over the surface to be touched. Whenever Si or S _{2 is} reached, an output signal is generated, thereby registering a measuring point. Thus, even for probes (previously only for measuring heads) to coordinate measuring a scanning operation allows without having to interrupt the movement along the Prüflingsfläche.

Claims

1. probe assembly with photoelectric signal acquisition, comprising a arranged on a quill of a coordinate measuring probe housing, on which directly or with the interposition of one or more intermediate pieces a Tastelementaufnahme interchangeable, in which in a spring-loaded three-point bearing a probe element rests, characterized in that in the the probe assembly carrying part of the coordinate, a, a parallel light beam (3) emitting illumination assembly (4), preferably a laser, and in the probe housing (1) of the probe arrangement, the light beam (3) in a first and a second sub-beam (5; splitting the first beam splitter (7) is provided, wherein each of these sub-beams (5; 6) in the key housing (1) at least one photoreceiver (11; 12 and 12; 14) is assigned, that in the beam path of the second sub-beam (6) in the Tastelementaufnahme (23) rigidly fixed, the first deflecting element ( 24) and one with the probe element (26) fixedly connected and relative to the Tastelementaufnahme (23) pivotable second deflecting element (27) are arranged such that the second sub-beam (6) in the Tastelementaufnahme (23) rigidly fixed, first deflecting element ( 24) and one with the probe element (26) fixedly connected and relative to the Tastelementaufnahme (23) pivotable ^ second deflecting element (27) are arranged such that the second sub-beam (6) in the direction of the first beam splitter (7) umbildbar and through the splitter surface this beam splitter (7) on at least one photoreceiver (13; 14) is steerable, and that the Fotoempfäng'er 11; 12; 13; 14; 16; 17; 18; 19 are connected to a signal processing unit (28).

2. Probe arrangement according to claim 1, characterized in that arranged in the probe housing (1), the first beam splitter (7) at a distance or connected to it in the beam path of the first sub-beam (5) and in the beam path of the second, by the splitter surface of the first beam splitter (7) deflected sub-beam (6) each have a further beam splitter (8; 9) with downstream photoreceivers (11; 12) and (13; 14) is arranged.

3. Probe arrangement according to claim 1, characterized in that in the probe housing (1), the first beam splitter (7) immediately downstream, in the beam path of the first sub-beam (5) and in the Strahlervgang the second, deflected by the splitter surface of the first beam splitter (7) or these passing sub-beams (6) are each arranged in the plane of a beam-sensitive photosensitive receiver (20; 21).

4. Probe arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that in the beam path of the second sub-beam (6) immediately behind the first beam splitter (7), the beam position of this sub-beam (6) unaltered optical element (10) is provided.