DE10030570A1 - Probe pin release method in coordinate measuring instrument, involves converting collision detection signal to trigger pulse for activating gas generator to release pin - Google Patents
Probe pin release method in coordinate measuring instrument, involves converting collision detection signal to trigger pulse for activating gas generator to release pinInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schnellen Lö sen eines Taststiftes von einem Tastkopf eines Koordinaten messgerätes sowie ein Koordinatenmessgerät zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for fast soldering sen a stylus from a probe of a coordinates measuring device and a coordinate measuring machine for implementation of the procedure.
Die Verfahrgeschwindigkeit von Koordinatenmessgeräten wird heutzutage immer schneller, da sich bei kürzeren Mess zeiten die Anzahl der Werkstücke, die vermessen werden kön nen, erhöht.The travel speed of coordinate measuring machines is getting faster and faster these days, because with shorter measurements times the number of workpieces that can be measured nen, increased.
Durch das schnellere Verfahren tritt das Problem auf, dass der Bremsweg bei möglichen Kollisionen immer länger wird. Hier ist es erforderlich, den Tastkopf zu schützen.With the faster process, the problem arises that the braking distance in case of possible collisions is getting longer becomes. It is necessary to protect the probe here.
Gemäß dem Stand der Technik (EP 0 548 328 B1) ist ein Tastkopf bekannt, bei dem ein Taster mittels Magnetkraft am Tastkopf gelagert ist. Im Kollisionsfalle wird die Magnet kraft überwunden, und der Taster löst sich von dem Tast kopf. Dieser zum Stand der Technik gehörende Tastkopf hat den Nachteil, dass nur sehr leichte Taster, beispielsweise bis zu einem Gewicht von 20 Gramm, verwendet werden können. Schwerere Taster werden beim normalen Antastvorgang durch die Magnetkraft nicht gehalten. Damit im Kollisionsfall jedoch ein Lösen des Tasters erfolgt, darf die Haltekraft eine gewisse Grenze nicht übersteigen.According to the prior art (EP 0 548 328 B1) is a Probe known in which a button by magnetic force on Probe is stored. In the event of a collision, the magnet overcome, and the button detaches from the button head. This probe belonging to the prior art has the disadvantage that only very light buttons, for example up to a weight of 20 grams can be used. Heavier probes are pushed through during normal probing the magnetic force was not maintained. So in the event of a collision however, when the button is released, the holding force is allowed do not exceed a certain limit.
Dieser zum Stand der Technik gehörende Tastkopf hat darüber hinaus den Nachteil, dass die Schnittstelle zwi schen Taster und Tastkopf durch die begrenzte Haltekraft "weich" ausgebildet ist. This probe belonging to the prior art has furthermore the disadvantage that the interface between the push button and probe due to the limited holding force is "soft".
Ein weiterer Nachteil dieses zum Stand der Technik ge hörenden Tastkopfes besteht darin, dass eine passive Frei gabe im Kollisionsfall erfolgt. Das bedeutet: Wird die Hal tekraft von der äußeren Kraft überschritten, löst sich der Taster. Ein Einstellen der Haltekraft und damit der im Kollisionsfalle auf den Taster wirkenden maximalen Kraft ist nicht oder nur durch Austausch des Magneten möglich.Another disadvantage of this ge to the prior art hearing probe is a passive free in the event of a collision. That means: Will the Hal If the force is exceeded by the external force, the Button. An adjustment of the holding force and thus the Collision trap on the push button maximum force is not possible or only by replacing the magnet.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Verfahren und ein Koordinatenmessgerät anzugeben, bei dem der Tastkopf trotz einer hohen Verfahr geschwindigkeit auch im Falle von Kollisionen geschützt ist bei gleichzeitig hohen Haltekräften des Taststiftes.The technical problem underlying the invention consists of a method and a coordinate measuring machine specify where the probe is despite a high travel speed is protected even in the event of a collision with high holding forces of the stylus.
Dieses technische Problem wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch das Koordinaten messgerät mit den Merkmalen des Anspruches 2 gelöst.This technical problem is solved by the procedure the features of claim 1 and by the coordinates solved with the features of claim 2.
Dadurch, dass gemäß der Erfindung die Taststiftauf nahme an dem Tastkopf derart ausgebildet ist, dass der Taststift im Falle einer Kollision sehr schnell freigegeben wird, ist der Tastkopf im Kollisionsfall gut geschützt.The fact that according to the invention the stylus take on the probe is designed such that the Stylus released very quickly in the event of a collision the probe is well protected in the event of a collision.
Das bedeutet, dass die Taststiftaufnahme aus der üblichen Dreipunktauflage sehr rasch gelöst wird.This means that the stylus holder from the usual three-point support is solved very quickly.
Dadurch, dass gemäß der Erfindung eine aktive Freigabe des Tastkopfes erfolgt, ist es möglich, eine an sich starre Verbindung zwischen einem Tastkopf und einem Taststift sehr schnell zu lösen.The fact that according to the invention an active release of the probe, it is possible to have a rigid one Connection between a probe and a stylus very much to solve quickly.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die Kollisionskraft, bei der der Taststift gelöst werden soll, einstellbar ist, da die Sensoreinrichtung eine Kollision erkennt, und anschließend das von der Sensoreinrich tung ausgesendete elektrische Signal in einen mechanischen Auslöseimpuls umgesetzt wird.The method according to the invention has the advantage that the collision force at which the stylus is released is adjustable because the sensor device is a collision recognizes, and then that of the sensor device device emitted electrical signal into a mechanical Trigger pulse is implemented.
Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise als Wegmess einrichtung, als Beschleunigungssensor, als Drucksensor oder dergleichen ausgebildet sein.The sensor device can be used, for example, as a path measurement device, as an acceleration sensor, as a pressure sensor or the like.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, beliebige Taster an dem Tastkopf anzuordnen und den Tastkopf im Kollisions falle trotzdem zu schützen, dadurch, dass nach wie vor eine starre Verbindung zwischen dem Tastkopf und dem Taststift gegeben ist.According to the invention, it is possible to use any button to arrange on the probe and the probe in collision trap to protect anyway, because one still rigid connection between the probe and the stylus given is.
Für das rasche Öffnen ist vorteilhaft eine pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbare Vorrichtung vorgesehen. Die Vorrichtung kann aus einem pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbaren Kolben ausgebildet sein. Zur Ansteuerung des pneumatischen Kolbens ist vorteilhaft wenigstens ein Gasgenerator vorgesehen.A pneumatic is advantageous for quick opening or hydraulically actuated device is provided. The device can be pneumatic or hydraulic acted upon piston. For control of the pneumatic piston is advantageously at least one Gas generator provided.
Die Vorrichtung kann jedoch auch einen Energiespeicher in Form einer Sprengpille (Gasgenerator) oder wenigstens einer vorgespannten Feder aufweisen, die im Kollisionsfalle die Taststiftaufnahme sehr schnell freigibt.However, the device can also be an energy store in the form of an explosive pill (gas generator) or at least have a preloaded spring in the event of a collision the stylus holder releases very quickly.
Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung wenigstens einen Zugmagneten, wenigstens ein Piezoelement, wenigstens ein magnetostriktives oder elektrostatisches Element auf weist.It is also possible that the device at least a pull magnet, at least one piezo element, at least a magnetostrictive or electrostatic element has.
Wie bereits ausgeführt, kann die Vorrichtung eine Art Airbagsystem vorsehen. Hierbei wird eine so genannte Sprengpille (Gasgenerator) oberhalb des Kolbens, an dem wiederum ein Haken zum Spannen der Taststiftaufnahme ange ordnet ist, vorgesehen. Diese Sprengpille oder Sprengpillen können im Millisekundenbereich auf ein Volumen von zehn Ku bikzentimetern einen Druck von bis zu fünf bar erzeugen. Im Falle einer Kollision kann hierdurch der Taststift explo sionsartig freigegeben werden. Im Falle einer Kollision kann hierdurch die Verbindung zwischen dem Taststift und dem Tastkopf sehr schnell freigegeben werden, indem das Gas Druck auf eine mechanische Vorrichtung ausübt, beispiels weise auf den Kolben mit dem Haken, der im normalen Antast fall die Taststiftaufnahme in ihren Lagern fixiert.As already stated, the device can be of a kind Provide airbag system. Here, a so-called Explosive pill (gas generator) above the piston on which again a hook for tensioning the stylus holder is provided. This detonating pill or detonating pills can in the millisecond range to a volume of ten Ku generate a pressure of up to five bar. in the In the event of a collision, the stylus explo released in sions. In the event of a collision can thereby the connection between the stylus and the probe can be released very quickly by the gas Exerts pressure on a mechanical device, for example point to the piston with the hook, which is in normal contact if the stylus holder is fixed in their bearings.
Allgemein gesagt, ist es gemäß der Erfindung erforder lich, einen Energiespeicher vorzusehen, der die Energie im Kollisionsfalle spontan freisetzt.Generally speaking, it is required according to the invention Lich to provide an energy store that the energy in Collision trap releases spontaneously.
Die im Tastkopf und im Koordinatenmessgerät vorhande nen Sensoreinrichtungen erlauben gemäß der Erfindung die Erkennung einer Kollision. Mittels der Bearbeitung dieser Signale lassen sich Kriterien jeweils passend zum individu ellen Taster für eine Kollisionserkennung automatisch be stimmen und überwachen. Zu diesen Kriterien gehören: Aus lenkung, Biegung, Geschwindigkeit und Beschleunigung.The existing in the probe and in the coordinate measuring machine NEN sensor devices allow according to the invention Collision detection. By editing this Signals can be criteria to suit the individual button for collision detection automatically vote and monitor. These criteria include: Off steering, bending, speed and acceleration.
Wird eine Kollision erkannt, wird ein Signal zur me
chanischen Freigabe der Taststiftaufnahme gegeben. Die Um
setzung des elektrischen Signals in eine mechanische Frei
gabe kann dabei auf verschiedene Arten geschehen:
If a collision is detected, a signal for mechanical release of the stylus holder is given. The implementation of the electrical signal in a mechanical release can be done in different ways:
- - Ansteuerung eines pneumatischen oder hydraulischen Kol bens über ein Ventil;- Control of a pneumatic or hydraulic Kol bens via a valve;
- - Ansteuerung wenigstens eines Zugmagneten, wenigstens ei nes Piezoelementes, wenigstens eines magnetostriktiven Elementes oder wenigstens eines elektrostatischen Ele mentes; - Control of at least one pull magnet, at least egg Nes piezo element, at least one magnetostrictive Element or at least one electrostatic Ele mentes;
- - Ansteuerung eines pneumatischen Kolbens über einen Gas generator (Sprengpille).- Control of a pneumatic piston via a gas generator (detonating pill).
Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteran sprüchen entnommen werden.Further details of the invention can be found in the Unteran sayings are taken.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt, und zwar zeigen:In the drawing is an embodiment of the He shown, namely:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum schnellen Lösen eines Taststiftes mit einem externen Gasgenerator im Schnitt; Figure 1 shows a device for quickly releasing a stylus with an external gas generator in section.
Fig. 2 eine Vorrichtung zum schnellen Lösen eines Taststiftes mit einer Feder im Schnitt; Figure 2 shows a device for quickly releasing a stylus with a spring in section.
Fig. 3 eine Vorrichtung zum schnellen Lösen eines Taststiftes mit einer Sprengpille (Gasgene rator) im Schnitt; Figure 3 shows a device for quickly releasing a stylus with an explosive pill (gas generator) in section.
Fig. 4 eine Darstellung einer mechanischen Verbin dung Tastkopf-Taststift im Schnitt. Fig. 4 is a representation of a mechanical connec tion probe probe pin in section.
Fig. 1 zeigt ein Koordinatenmessgerät (1) mit einem Tastkopf (2), an dem über eine Taststiftaufnahme (3) ein Taststift (4) angeordnet ist. Die Taststiftaufnahme (3) ist mit einer an sich bekannten Dreipunktlagerung (5) an dem Tastkopf (2) angeordnet. Ein Haken (6) zieht mittels Feder kraft einer Feder (7) die Taststiftaufnahme (3) in Richtung des Pfeiles (A) und fixiert diese in der Dreipunktlagerung (5). Fig. 1 shows a coordinate measuring machine ( 1 ) with a probe ( 2 ) on which a stylus ( 4 ) is arranged via a stylus holder ( 3 ). The stylus holder ( 3 ) is arranged with a known three-point bearing ( 5 ) on the probe ( 2 ). A hook ( 6 ) pulls the stylus holder ( 3 ) in the direction of arrow (A) by means of a spring ( 7 ) and fixes it in the three-point bearing ( 5 ).
Zum schnellen Lösen der Taststiftaufnahme (3) von dem Tastkopf (2) ist ein Gasgenerator (8) vorgesehen, der über ein Ventil (9) im Falle einer Kollision blitzartig eine Druckerhöhung in einem Raum (10) bewirkt. Das Ventil (9) wird über einen Rechner (11) gesteuert. Der Rechner (11) steuert das Ventil (9) an, sobald Wegmesssysteme (12) des Koordinatenmessgerätes und/oder des Tastkopfes (2) eine Kollision erkennen.For quick release of the stylus retainer (3) from the probe (2), a gas generator (8) is provided, which effects via a valve (9) in case of collision in a flash, a pressure increase in a space (10). The valve ( 9 ) is controlled by a computer ( 11 ). The computer ( 11 ) controls the valve ( 9 ) as soon as position measuring systems ( 12 ) of the coordinate measuring machine and / or the probe ( 2 ) detect a collision.
Im Falle der Kollision wird ein Kolben (16) mit dem Haken (6) sehr schnell in Richtung des Pfeiles (B) bewegt und gibt damit die Taststiftaufnahme (3) und den Taststift (4) frei.In the event of a collision, a piston ( 16 ) with the hook ( 6 ) is moved very quickly in the direction of the arrow (B) and thus releases the stylus holder ( 3 ) and the stylus ( 4 ).
Fig. 2 zeigt einen Tastkopf (13), an dem die Tast stiftaufnahme (3) mit dem Taststift (4) über die Dreipunkt lagerung (5) gelagert ist. Zum schnellen Lösen ist eine vorgespannte Feder (14) vorgesehen, welche über eine Steue rung (15) im Falle einer Kollision betätigt wird und die Taststiftaufnahme (3) in Richtung des Pfeiles (C) blitz schnell freigibt. Fig. 2 shows a probe ( 13 ) on which the probe pin holder ( 3 ) with the stylus ( 4 ) on the three-point storage ( 5 ) is mounted. For quick release, a preloaded spring ( 14 ) is provided, which is actuated via a control ( 15 ) in the event of a collision and releases the stylus holder ( 3 ) in the direction of arrow (C) in a flash.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung (17) mit einem in der Vorrichtung (17) angeordneten Kolben (18). An dem Kolben (18) ist ein Haken (19) angeordnet, der eine Taststiftauf nahme (20) eines Taststiftes (21) in Lagern (22) fixiert. Fig. 3 shows a device ( 17 ) with a piston ( 18 ) arranged in the device ( 17 ). On the piston ( 18 ), a hook ( 19 ) is arranged, which takes a Taststiftauf ( 20 ) of a stylus ( 21 ) in bearings ( 22 ).
In einem Raum (23) oberhalb des Kolbens (18) ist eine Sprengpille (Gasgenerator) (24) angeordnet, welche von ei ner nicht dargestellten Wegmesseinrichtung über eine Lei tung (25) ausgelöst wird.In a room ( 23 ) above the piston ( 18 ), an explosive pill (gas generator) ( 24 ) is arranged, which is triggered by a path measuring device (not shown) via a line ( 25 ).
Durch den sich im Raum (23) aufbauenden Druck wird der Kolben (18) mit dem Haken (19) in kürzester Zeit in Richtung des Pfeiles (D) bewegt und gibt damit die Taststift aufnahme (20) frei.Due to the pressure building up in the room ( 23 ), the piston ( 18 ) with the hook ( 19 ) is moved in the shortest possible time in the direction of the arrow (D) and thus releases the stylus holder ( 20 ).
Fig. 4 zeigt eine nach einem Kollisionsfall gelöste Taststiftaufnahme (26) mit einem Taststift (27). Die Aus gestaltung einer Aufnahme (28) in Form eines tastkopfseitig angeordneten Topfes (29) sorgt dafür, dass die Taststift aufnahme (26) über einen Haken (30) frei beweglich ist, aber nicht aus dem Tastkopf fällt und hierbei eventuell beschädigt wird. Hierbei wird auch vermieden, dass der Taststift (27) mit der Taststiftaufnahme (26) auf ein Werk stück (nicht dargestellt) fällt. Fig. 4 shows a stylus ( 26 ) released after a collision with a stylus ( 27 ). The design of a receptacle ( 28 ) in the form of a pot ( 29 ) arranged on the probe head ensures that the probe pen receptacle ( 26 ) can move freely via a hook ( 30 ), but does not fall out of the probe and may be damaged in the process. It is also avoided that the stylus ( 27 ) with the stylus holder ( 26 ) falls on a workpiece (not shown).
Dadurch, dass der Topf (29) des Hakens (28) auch seit lich geschlossen ist, kann die Taststiftaufnahme (26) mit dem Taster (27) eine Pendelbewegung in Richtung des Pfeiles (E) ausführen. Characterized in that the pot ( 29 ) of the hook ( 28 ) is also closed since Lich, the stylus holder ( 26 ) can perform a pendulum movement in the direction of arrow (E) with the button ( 27 ).
11
Koordinatenmessgerät
coordinate measuring machine
22
Tastkopf
probe
33
Taststiftaufnahme
stylus retainer
44
Taststift
feeler
55
Dreipunktlagerung
Three-point mounting
66
Haken
hook
77
Feder
feather
88th
Gasgenerator
inflator
99
Ventil
Valve
1010
Raum
room
1111
Rechner
computer
1212
Wegmesssystem
displacement measuring system
1313
Tastkopf
probe
1414
Feder
feather
1515
Steuerung
control
1616
Kolben
piston
1717
Vorrichtung
contraption
1818
Kolben
piston
1919
Haken
hook
2020
Taststiftaufnahme
stylus retainer
2121
Taststift
feeler
2222
Lager
camp
2323
Raum
room
2424
Sprengpille
busting pill
2525
Leitung
management
2626
Taststiftaufnahme
stylus retainer
2727
Taststift
feeler
2828
Aufnahme
admission
2929
Topf
pot
3030
Haken
A, B, C, D, E Pfeile
hook
A, B, C, D, E arrows
Claims (9)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LEITZ MESSTECHNIK GMBH, 35578 WETZLAR, DE |
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Owner name: HEXAGON METROLOGY GMBH, 35578 WETZLAR, DE |
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8131 | Rejection |