DE10100352A1 - Coordinate measuring machine with a splash guard for the probe of the coordinate measuring machine - Google Patents
Coordinate measuring machine with a splash guard for the probe of the coordinate measuring machineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmeßgerät mit einem Spritzschutz für den Tastkopf des Koordinatenmeßgerätes.The invention relates to a coordinate measuring machine with a splash guard for the probe Coordinate.
Koordinatenmeßgeräte mit Spritzschutzvorrichtungen sind bereits seit längerem bekannt. Beispielsweise wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 33 21 454 A1 genau wie bei einer Vielzahl anderer Druckschriften als Spritzschutz ein Federbalg verwendet, der den Taststift mit dem Gehäuse des Tastkopfes verbindet. Hierdurch ist die Mechanik im Inneren des Tastkopfes vor Spritzwasser und anderen Stoffen geschützt. Derartige Tastköpfe werden üblicherweise auf Werkzeugmaschinen eingesetzt und sind dabei mit einem festen Taststift ausgestattet.Coordinate measuring devices with spray protection devices have been known for a long time. For example, in German Offenlegungsschrift DE 33 21 454 A1, just like one A variety of other publications use a bellows as a splash guard, which the stylus with connects the housing of the probe. This is the mechanics inside the probe protected from splashing water and other substances. Such probes are usually based on Machine tools are used and are equipped with a fixed stylus.
Bei heute üblichen Koordinatenmeßgeräten stehen normalerweise unterschiedliche Taststifte zur Verfügung, die in einem Magazin gelagert sind und über eine Taststiftwechseleinrichtung ausgetauscht werden können. Auch bei derartigen Koordinatenmeßgeräten könnte man das Innere des Tastkopfes mit einem Faltenbalg gegen Spritzwasser schützen. Allerdings würde hierdurch die Taststiftwechseleinrichtung außerhalb des Faltenbalges liegen, da sonst ein Wechseln des Taststiftes nicht mehr möglich ist.In today's coordinate measuring machines there are usually different styli available Available, which are stored in a magazine and via a stylus changing device can be exchanged. Even with such coordinate measuring machines you could Protect the inside of the probe against splash water with a bellows. However, would thereby the stylus change device are outside the bellows, otherwise a Changing the stylus is no longer possible.
Hiervon ausgehend liegt unserer Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Spritzschutz vorzuschlagen, mit dem auch die Taststiftwechseleinrichtung geschützt wird.Proceeding from this, our invention is based on the object of a splash guard to propose, with which the stylus changing device is also protected.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Koordinatenmeßgerät mit einem Tastkopf, dessen Taststift durch eine Gehäuseöffnung im Tastkopfgehäuse hindurch an der im Inneren des Tastkopfgehäuses befindlichen Tastkopfmechanik befestigt ist, wobei der Taststift (4) über eine Taststiftwechseleinrichtung auswechselbar an der Tastkopfmechanik befestigt ist, und wobei ein Spritzschutzgehäuse vorgesehen ist, das die Gehäuseöffnung und die frei zugänglichen Teile der Taststiftwechseleinrichtung während des Meßablaufes überdeckt und eine Mechanik vorgesehen ist, die das Spritzschutzgehäuse während eines Wechselvorganges, also beim Aufnehmen und beim Ablegen des Taststiftes aus dem Bereich der Gehäuseöffnung entfernt.The object is achieved by a coordinate measuring machine with a probe, the stylus of which is attached through a housing opening in the probe housing to the probe mechanism located inside the probe housing, the probe ( 4 ) being exchangeably attached to the probe mechanism via a stylus changing device, and a splash guard housing It is provided that covers the housing opening and the freely accessible parts of the stylus changing device during the measurement process and a mechanism is provided that removes the splash protection housing from the area of the housing opening during a changing process, that is when the stylus is picked up and put down.
Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Lösung ist hierbei darin zu sehen, daß im Bereich der Gehäuseöffnung ein Spritzschutzgehäuse vorgesehen ist, das die Gehäuseöffnung und die frei zugänglichen Bereiche der Taststiftwechseleinrichtung umgibt und eine Mechanik vorgesehen ist, die das Spritzschutzgehäuse während eines Wechselvorganges aus dem Bereich der Gehäuseöffnung entfernt. Hierdurch ist es im Gegensatz zu den bislang bekannten Lösungen nunmehr auch möglich den Tastkopf eines Koordinatenmeßgerätes mit einem Spritzschutz zu versehen, dessen Taststift über eine Taststiftwechseleinrichtung auswechselbar befestigt ist.The peculiarity of the solution according to the invention can be seen in the fact that in the area of Housing opening a splash guard housing is provided, which is the housing opening and the surrounds accessible areas of the stylus changing device and provided a mechanism is that the splash guard housing during a change from the area of Housing opening removed. This is in contrast to the previously known solutions now also possible the probe of a coordinate measuring machine with a splash guard provided, the stylus is exchangeably attached via a stylus changing device.
Das Spritzschutzgehäuse und die Mechanik zum Entfernen des Spritzschutzgehäuses aus dem Bereich der Gehäuseöffnung während eines Wechselvorganges kann vielfältig variieren. Im einfachsten Fall könnte es sich beim Spritzschutzgehäuse hierbei um eine Haube handeln, die die Gehäuseöffnung überdeckt und im Bereich des Taststiftes eine kreisförmige Öffnung aufweist, wobei der Durchmesser der Öffnung durch verschiebbare Lamellen, die beispielsweise ähnlich einer verstellbaren Blende bei einem Objektiv aufgebaut sein können, vergrößert und verkleinert werden kann. Eine derartige Konstruktion ist aber relativ aufwendig.The splash guard housing and the mechanism for removing the splash guard housing from the The area of the housing opening during a change process can vary in many ways. in the In the simplest case, the splash protection housing could be a hood that the Covers the housing opening and has a circular opening in the area of the stylus, where the diameter of the opening is due to slidable slats, for example similar an adjustable diaphragm can be constructed with a lens, enlarged and reduced can be. However, such a construction is relatively complex.
Erheblich einfacher ist es, wenn das Spritzschutzgehäuse aus mehreren einzelnen Gehäuseteilen aufgebaut ist. Dies hat den besonderen Vorteil, daß das Spritzschutzgehäuse zum Entfernen nur entsprechend zerteilt werden kann. Beispielsweise könnte das Spritzschutzgehäuse zwei Gehäusehälften aufweisen, die über Führungen lotrecht zur Tastkopflängsachse geführt sind und bei einem Taststiftwechsel auseinanderbewegt werden.It is considerably easier if the splash protection housing consists of several individual housing parts is constructed. This has the particular advantage that the splash guard can only be removed can be divided accordingly. For example, the splash guard housing could be two Have housing halves, which are guided by guides perpendicular to the probe axis and be moved apart when changing the stylus.
Besonders vorteilhaft umfaßt die Mechanik zum Entfernen des Spritzschutzgehäuses jedoch wenigstens ein Drehgelenk, über das die Gehäuseteile des Spritzschutzgehäuses drehbar gelagert sind und mithin bei einem Taststiftwechsel einfach verschwenkt werden.However, the mechanism for removing the splash protection housing particularly advantageously comprises at least one swivel via which the housing parts of the splash guard housing are rotatably mounted are and are therefore simply pivoted when changing the stylus.
Die Drehachse des Drehgelenkes könnte hierbei parallel zur Tastkopflängsachse ausgerichtet sein. Bei einem Koordinatenmeßgerät mit einem vertikal ausgerichteten Meßarm hieße dies, daß die Gehäuseteile wie Schwenktüren aufgeklappt werden, um hierdurch die Taststiftwechseleinrichtung freilegen zu können. Um das Spritzschutzgehäuse möglichst eng am Tastkopfgehäuse anliegen zu lassen, dessen Querschnitt üblicherweise viereckig ausgebildet ist, bietet es sich an, die Drehachse an einer der Seitenkanten des Tastkopfgehäuses anzuordnen.The axis of rotation of the swivel joint could be aligned parallel to the longitudinal axis of the probe his. In a coordinate measuring machine with a vertically oriented measuring arm, this would mean that the housing parts are opened like swing doors, thereby the To be able to expose stylus changing device. To keep the splash guard housing as close as possible To let the probe head rest, the cross section of which is usually square, it makes sense to arrange the axis of rotation on one of the side edges of the probe housing.
Besonders vorteilhaft ist die Drehachse der Drehgelenke jedoch lotrecht zur Längsachse des Tastkopfes ausgerichtet. Bei einem Koordinatenmeßgerät mit einem vertikal ausgerichteten Meßarm heißt das, daß die Gehäuseteile wie Klappflügel aufgeklappt werden, um hierdurch die Taststiftwechseleinrichtung freilegen zu können.However, the axis of rotation of the rotary joints is particularly advantageously perpendicular to the longitudinal axis of the Probe aligned. In a coordinate measuring machine with a vertically aligned one Measuring arm means that the housing parts are opened like folding wings, thereby the To be able to expose stylus changing device.
Zum Entfernen des Spritzschutzgehäuses aus dem Bereich der Gehäuseöffnung kann die Mechanik einen Motor umfassen, mit dem das Spritzschutzgehäuse dann aus dem Bereich der Gehäuseöffnung entfernt wird. Besonders vorteilhaft ist die Mechanik jedoch so ausgestaltet, daß auf einen separaten Motor verzichtet wird und statt dessen der Motor zum Antrieb des Meßarmes des Koordinatenmeßgerätes verwendet wird, an dem der Tastkopf befestigt ist.To remove the splash guard housing from the area of the housing opening, the Mechanics include a motor with which the splash guard housing is then out of the range Housing opening is removed. However, the mechanics are particularly advantageously designed such that that a separate motor is dispensed with and instead the motor for driving the Measuring arm of the coordinate measuring machine is used, on which the probe is attached.
Dies ist beispielsweise dann möglich, wenn die Mechanik zum Entfernen des Spritzschutzgehäuses (5) wenigstens einen Stift im Taststiftmagazin (19) umfaßt, und wenigstens eine mit dem Stift zusammenwirkende Nut (10a, b) in einem der Gehäuseteile (8a, b) umfaßt, so daß während eines Wechselvorganges der Stift in die Nut (10a, 10b) eingreift und eine Bewegung des Meßarms (3) des Koordinatenmeßgerätes in Längsrichtung des Tastkopfes (7) in eine Schwenkbewegung der Gehäuseteile (8a, 8b) umgesetzt wird. Der Stift sollte federnd gelagert sein, so daß der Tastkopf (7) nach dem Entfernen des Spritzschutzgehäuses (5) gegen die Federkraft des federnd gelagerten Stiftes (25) in die Position zum Ablegen oder Aufnehmen des Taststiftes in den Magazinplatz eingefahren wird.This is possible, for example, if the mechanism for removing the splash guard housing ( 5 ) comprises at least one pin in the stylus magazine ( 19 ) and at least one groove ( 10 a, b) cooperating with the pin in one of the housing parts ( 8 a, b) comprises, so that during a changing process the pin engages in the groove ( 10 a, 10 b) and a movement of the measuring arm ( 3 ) of the coordinate measuring machine in the longitudinal direction of the probe ( 7 ) is converted into a pivoting movement of the housing parts ( 8 a, 8 b) becomes. The pin should be resiliently mounted so that the probe ( 7 ) is moved into the magazine position against the spring force of the spring-loaded pin ( 25 ) after the splash guard housing ( 5 ) has been removed.
Natürlich können aber bei entsprechenden Umlenkungen auch in analoger Weise drehbare Gehäuseteile bewegt werden, deren Drehachse parallel zur Längsachse des Tastkopfes ausgerichtet ist.Of course, with corresponding redirections, they can also be rotated in an analog manner Housing parts are moved, the axis of rotation parallel to the longitudinal axis of the probe is aligned.
Da das Spritzschutzgehäuse nicht vollkommen abdichtet, sollte besonders vorteilhaft das Spritzschutzgehäuse und/oder der Tastkopf im Bereich der Gehäuseöffnung eine Abtropfnase aufweisen, die verhindert, daß herunterlaufendes Wasser in das Tastkopfinnere eindringen kann, da das Wasser hieran hängenbleibt und hieran abtropft. Die Abtropfnase ist besonders gut ausgebildet, wenn sie aus einem wasserabweisenden Material, wie beispielsweise Teflon gefertigt ist.Since the splash guard housing does not seal completely, this should be particularly advantageous Splash guard housing and / or the probe in the area of the housing opening a drip nose which prevents water from running down from entering the probe interior, because the water sticks to it and drips on it. The drip nose is particularly good formed when made of a water-repellent material such as Teflon is made.
Selbstverständlich kann es sich bei dem Koordinatenmeßgerät um unterschiedlichste Typen handeln. Es kann sich beispielsweise um ein Brückenmeßgerät, ein Portalmeßgerät, ein Ständermeßgerät oder einen Roboterarm mit Drehgelenken handeln.Of course, the coordinate measuring machine can be of the most varied types act. It can be, for example, a bridge measuring device, a portal measuring device Stand measuring device or a robot arm with swivel joints.
Auch die Art des Tastkopfes und die hierin befindliche Tastkopfmechanik kann variieren. Es kann sich um einen messenden Tastkopf handeln, bei dem die Auslenkung des Taststiftes aus der Ruhelage in den drei Koordinatenrichtungen gemessen wird oder aber um einen schaltenden Tastkopf handeln, bei dem bei Berührung des Taststiftes mit dem Werkstück ein Signal abgegeben wird.The type of probe and the probe mechanism located therein can also vary. It can be a measuring probe, in which the deflection of the stylus from the Rest position is measured in the three coordinate directions or around a switching Act probe, in which a signal when the stylus touches the workpiece is delivered.
Auch die Taststiftwechseleinrichtung kann vielfältig variieren. Es kann sich beispielsweise um eine elektromagnetische Taststiftwechseleinrichtung handeln, bei der der Taststift magnetisch gegen ein Dreipunktlager am Tastkopf gespannt wird. Es sind auch Lösungen bekannt, bei der der Taststift über einen Vakuumsaugnapf, oder über einen Greifer oder eine Spindel gegen ein Dreipunktlager gezogen wird.The stylus changing device can vary in many ways. For example, it can be an electromagnetic stylus change device act in which the stylus is magnetic is clamped against a three-point bearing on the probe. Solutions are also known in which the stylus against a vacuum suction cup, or a gripper or a spindle Three-point bearing is pulled.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Figuren. Hierin zeigen:Further advantages and developments of the invention result from the figures. Here in demonstrate:
Fig. 1 Ein erfindungsgemäßes Koordinatenmeßgerät; Fig. 1 A coordinate measuring machine according to the invention;
Fig. 2 Einen Tastkopf (7) mit einem für den Tastkopfwechsel geöffneten Spritzschutzgehäuse (5) Fig. 2 shows a probe head (7) with an open for the Tastkopfwechsel splash guard housing (5)
Fig. 3 Einen Tastkopf (7) mit einem geschlossenem Spritzschutzgehäuse (5) Fig. 3 a probe (7) having a closed splash guard housing (5)
Fig. 4 Eine Schnittdarstellung durch das Spritzschutzgehäuse (5) Fig. 4 is a sectional view through the splash guard housing (5)
Fig. 5a-5d Darstellung der einzelnen Schritte zum Entfernen des Spritzschutzgehäuses (5) beim Ablegen eines Taststiftes (4) FIGS. 5a-5d showing the individual steps of the splash guard housing (5) during the placement of the stylus (4) to remove
Fig. 1 zeig ein Koordinatenmeßgerät mit einem erfindungsgemäßen Spritzschutzgehäuse (5), bei dem die Gehäuseöffnung und die frei zugänglichen Teile der Taststiftwechseleinrichtung während des Meßablaufes überdeckt sind und eine Mechanik vorgesehen ist, die das Spritzschutzgehäuse (5) während eines Wechselvorganges des Taststiftes (4) aus dem Bereich der Gehäuseöffnung entfernt. Wie dies im einzelnen geschieht wird noch weiter unten anhand der anderen Figuren näher erläutert werden. Fig. 1 shows a coordinate measuring machine with a splash guard housing ( 5 ) according to the invention, in which the housing opening and the freely accessible parts of the stylus changing device are covered during the measurement process and a mechanism is provided which the splash guard housing ( 5 ) during a change process of the stylus ( 4 ) removed from the area of the housing opening. How this happens in detail will be explained in more detail below with reference to the other figures.
Das Koordinatenmeßgerät umfaßt einen Meßtisch (1) auf dem ein Portal (2) in der mit (Y) bezeichneten Richtung beweglich geführt ist. Auf der dem Meßtisch (1) überspannenden Traverse des Portals (2) ist ein Schlitten (20) beweglich in der mit (X) bezeichneten Richtung geführt. Am Schlitten (20) wiederum ist die Pinole (3) in der mit (Z) bezeichneten Richtung geführt. Am unteren Ende der Pinole (3) ist der Tastkopf (7) (in Fig. 1 vom Spritzschutzgehäuse 5 verdeckt) befestigt, der wiederum einen Taststift (4) trägt. Der Taststift (4) ist über eine Taststiftwechseleinrichtung am Tastkopf (7) befestigt und kann gegen einen anderen Taststift, der sich im Magazin (19) befindet, ausgetauscht werden. Damit die Mechanik im Tastkopf (7) wie auch die Taststiftwechseleinrichtung nicht durch Spritzwasser zerstört werden kann, sind die frei zugänglichen Bereiche der Taststiftwechseleinrichtung, wie auch die Gehäuseöffnung des Tastkopfes vom Spritzschutzgehäuse (5) umgeben, das insbesondere das Eindringen von Spritzwasser in die Taststiftwechseleinrichtung und in das Innere des Tastkopfes (7) verhindert.The coordinate measuring machine comprises a measuring table ( 1 ) on which a portal ( 2 ) is movably guided in the direction designated (Y). On the traverse of the portal ( 2 ) spanning the measuring table ( 1 ), a slide ( 20 ) is movably guided in the direction designated by (X). On the carriage ( 20 ), in turn, the sleeve ( 3 ) is guided in the direction designated (Z). At the lower end of the sleeve ( 3 ) the probe ( 7 ) (hidden in Fig. 1 by the splash guard 5 ) is attached, which in turn carries a stylus ( 4 ). The stylus ( 4 ) is attached to the probe ( 7 ) via a stylus changing device and can be exchanged for another stylus located in the magazine ( 19 ). So that the mechanics in the probe ( 7 ) and the stylus changing device cannot be destroyed by splash water, the freely accessible areas of the stylus changing device, as well as the housing opening of the probe, are surrounded by the splash protection housing ( 5 ), which in particular prevents the penetration of splash water into the stylus changing device and prevented inside the probe ( 7 ).
Die genaue Funktion des Spritzschutzgehäuses (5) soll noch weiter unten erklärt werden. Zunächst wird die Funktion des Koordinatenmeßgerätes erläutert. Das Koordinatenmeßgerät weist für die drei Koordinatenrichtungen (X, Y, Z) jeweils Maßstäbe auf, die von entsprechenden Ableseköpfen abgetastet werden können, so daß immer die Position des Tastkopfes (7) im Maschinenkoordinatensystem bekannt ist. Der Tastkopf (7) ist hierbei als sogenannter messender Tastkopf (7) ausgestaltet, bei dem über im Tastkopf befindliche Sensoren laufend die Auslenkung des Taststiftes (4) in den drei Koordinatenrichtungen (X, Y, Z) beim Messen des Werkstückes (6) erfaßt wird und zur Erzeugung von Meßpunkten mit den gemessenen Maßstabswerten komponentenrichtig überlagert wird.The exact function of the splash guard housing ( 5 ) will be explained further below. The function of the coordinate measuring machine is first explained. The coordinate measuring machine has scales for the three coordinate directions (X, Y, Z), which can be scanned by corresponding reading heads, so that the position of the scanning head ( 7 ) in the machine coordinate system is always known. The probe ( 7 ) is designed as a so-called measuring probe ( 7 ), in which the deflection of the stylus ( 4 ) in the three coordinate directions (X, Y, Z) during measurement of the workpiece ( 6 ) is continuously detected by sensors located in the probe and is overlaid correctly with the measured scale values for the generation of measuring points.
Im folgenden soll anhand der Fig. 2-5 die Funktion des Spritzschutzgehäuses (5) erläutert werden. Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des Koordinatenmeßgerätes gemäß Fig. 1. Hierin ist das Spritzschutzgehäuse (5) geöffnet gezeichnet, so daß der Taststift (4) in einem Magazinplatz im Magazin (19) abgelegt werden kann. Dazu weist das Spritzschutzgehäuse (5) zwei Gehäuseteile (8a, 8b) auf, die jeweils an einem Drehgelenk (9a, 9b) gegenüber der Pinole (3) drehbar gelagert sind. Die Drehachsen der Drehgelenke (9a, 9b) sind hierbei lotrecht zur Längsachse des Tastkopfes (7) ausgerichtet, wie dies weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 4 nochmals aufgegriffen wird. Um die beiden Gehäuseteile (8a, 8b) in die gezeigte Position zu bringen, weisen die kreisförmigen Teile (21a und 21b), die starr mit den Gehäuseteilen (8a, 8b) verbunden sind, jeweils eine Nut (10a, 10b) auf, die mit Stiften (25) im Magazin (19) derart zusammenwirken, daß zunächst die Stifte (25) in die Nut (10a, 10b) eingreifen und danach die Pinole (3) in der mit dem Pfeil (Z) bezeichneten Koordinatenrichtung nach oben bewegt wird. Die beiden kreisförmigen Teile (21a und 21b) werden hierbei gemeinsam mit den hieran befestigten Gehäuseteilen (8a und 8b) um die entsprechenden Drehgelenke (9a und 9b) verdreht, so daß die Gehäuseteile (8a und 8b) aus der strichliniert gezeichneten Position in die mit fester Linie ausgezeichnete Position verdreht werden und nunmehr der Taststift (4) vollkommen frei liegt.The function of the splash guard housing ( 5 ) will be explained below with reference to FIGS. 2-5. Fig. 2 shows a section of the coordinate measuring machine according to Fig. 1. Here the splash guard housing ( 5 ) is drawn open so that the stylus ( 4 ) can be stored in a magazine location in the magazine ( 19 ). For this purpose, the splash guard housing ( 5 ) has two housing parts ( 8 a, 8 b), each of which is rotatably mounted on a swivel joint ( 9 a, 9 b) relative to the sleeve ( 3 ). The axes of rotation of the rotary joints ( 9 a, 9 b) are aligned perpendicular to the longitudinal axis of the probe ( 7 ), as will be taken up again below in connection with FIG. 4. In order to bring the two housing parts ( 8 a, 8 b) into the position shown, the circular parts ( 21 a and 21 b), which are rigidly connected to the housing parts ( 8 a, 8 b), each have a groove ( 10 a, 10 b), which cooperate with pins ( 25 ) in the magazine ( 19 ) such that first the pins ( 25 ) engage in the groove ( 10 a, 10 b) and then the quill ( 3 ) in the with Arrow (Z) designated coordinate direction is moved up. The two circular parts ( 21 a and 21 b) are rotated together with the housing parts ( 8 a and 8 b) attached to them around the corresponding swivel joints ( 9 a and 9 b), so that the housing parts ( 8 a and 8 b) from the position shown in broken lines to the position marked with a solid line, and the stylus ( 4 ) is now completely free.
Wie dies im einzelnen geschieht, soll noch weiter unten im Zusammenhang mit den Fig. 5a- 5d detailliert erläutert werden.How this happens in detail will be explained in more detail below in connection with FIGS . 5a-5d.
In Fig. 3 hingegen ist das Spritzschutzgehäuse (5) im geschlossenem Zustand während eines Meßablaufes dargestellt. Wie aus Fig. 3 hierbei zu sehen ist, werden die beiden Gehäuseteile (8a, 8b) hierbei durch zwei Permanentmagneten (11a, 11b) zusammengehalten.In Fig. 3, however, the splash guard housing ( 5 ) is shown in the closed state during a measurement process. As can be seen from Fig. 3, the two housing parts ( 8 a, 8 b) are held together by two permanent magnets ( 11 a, 11 b).
Um weitere Details des besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels zu erläutern wird nunmehr auf Fig. 4 Bezug genommen, die die Gehäuseteile (8a und 8b) des Spritzschutzgehäuses (5) im Schnitt zeigt und den unteren Bereich des Tastkopfes (7) im Aufriß zeigt. Wie hierin zu sehen, sind die Gehäuseteile (8a und 8b) an den kreisförmigen Teilen (21a und 21b) befestigt, die wiederum gegenüber dem Tastkopf (7) über die Drehgelenke (9a, 9b) drehbeweglich gelagert sind. Die Drehgelenke (9a, 9b) umfassen zylindrische Stifte (34a, 34b) die jeweils in zwei hintereinanderliegenden am Tastkopf (7) befestigten Ösen (35a, 35b) drehbeweglich gelagert sind. Wie oben bereits ausgeführt, sind die Drehachsen (ag) der Drehgelenke (9a, 9b), die senkrecht zur Zeichenebene ausgerichtet stehen, lotrecht zur Längsachse (at) des Tastkopfes (7) ausgerichtet. In order to explain further details of the particularly preferred exemplary embodiment, reference is now made to FIG. 4, which shows the housing parts ( 8 a and 8 b) of the splash protection housing ( 5 ) in section and shows the lower region of the probe head ( 7 ) in elevation. As can be seen here, the housing parts ( 8 a and 8 b) are attached to the circular parts ( 21 a and 21 b), which in turn are rotatably supported relative to the probe ( 7 ) via the swivel joints ( 9 a, 9 b). The swivel joints ( 9 a, 9 b) comprise cylindrical pins ( 34 a, 34 b) which are each rotatably mounted in two eyelets ( 35 a, 35 b) attached to the probe ( 7 ) one behind the other. As already stated above, the axes of rotation (a g ) of the rotary joints ( 9 a, 9 b), which are aligned perpendicular to the plane of the drawing, are aligned perpendicular to the longitudinal axis (a t ) of the probe head ( 7 ).
Zur Abdichtung weisen die Gehäuseteile (8a und 8b) Dichtlippen (16a und 16b) bzw. (12a und 12b) auf. Die Dichtlippen (16a und 16b) dichten hierbei den oberen Bereich des Tastkopfes ab während die Dichtlippen (12a und 12b) in die Nut (13) des Taststifttellers (14) eingreifen. Damit sich der Taststift (4) während einer Messung ausreichend gegenüber dem Tastkopf bewegen kann, muß zwischen der Nut (13) des Taststiftteller (14) und den Dichtlippen (12a und 12b) natürlich in allen Bewegungsrichtungen (X, Y, Z) des Taststiftes (4) ein ausreichender Abstand vorhanden sein, der mindestens der Maximalauslenkung des Taststiftes (4) aus seiner Ruhelage in der betreffenden Richtung (X, Y, Z) entspricht. Um zu verhindern, daß Spritzwasser, welches an den Gehäusehälften (8a und 8b) seitlich herunter läuft, in den Tastkopf (7) eindringen kann, ist außerdem eine Abtropfnase (18) vorgesehen, an der das Wasser hängen bleibt und abtropfen kann. Diese Abtropfnase (18) kann im einfachsten Fall ein Steg sein an dem die Tropfen hängen bleiben und abtropfen können. Alternativ könnte genauso gut eine Nut in die Gehäuseteile (8a, 8b) eingearbeitet werden, die dann mit wasserabweisendem Material, wie beispielsweise Teflon ausgefüllt ist. Auch am Tastkopfgehäuse des Tastkopfes (7) ist im Bereich der Gehäuseöffnung (30) des Tastkopfgehäuses eine Abtropfnase (15) vorgesehen, an der Wasser abtropfen kann, das an den Seitenwänden des Tastkopfes (7) herunterläuft, um das Eindringen des Wassers in das Tastkopfinnere und in die Lagerung des Taststiftes zu verhindern. Außerdem ist in Fig. 4 die Taststiftwechseleinheit (33) zu sehen, die den Taststift (4) durch die Gehäuseöffnung (30) hindurch mit der im Tastkopfinneren befindlichen Tastkopfmechanik verbindet, von der hier der Darstellung wegen nur das Teil (34) zu sehen ist, das über Federparallelogramme in den drei Koordinatenrichtungen (X, Y, Z) verschiebbar gelagert ist. Die Taststiftwechseleinheit (33) weist im wesentlichen einen Permanentmagneten und einen Elektromagneten auf, dessen Feld dem des Permanentmagneten beim Wechselvorgang überlagert werden kann. Der Permanentmagnet zieht hierbei magnetisch den Taststift (4) reproduzierbar in ein Dreipunktlager. Das Dreipunktlager umfaßt drei Paare von Kugeln (32), die in einem Winkel von 120° an der Taststiftwechseleinheit (33) befestigt sind und drei entsprechende am Taststift (4) befestigte Zylinder (31), die auf den drei Paaren von Kugeln (32) aufliegen und als Gegenlager dienen. Zum Ablegen des Taststiftes (4) wird durch den Elektromagneten derart ein magnetisches Feld erzeugt, daß das Magnetfeld des Permanentmagneten kompensiert wird und der Taststift (4) unter seinem Eigengewicht in den Magazinplatz des Magazins (19) herausfällt.For sealing, the housing parts ( 8 a and 8 b) have sealing lips ( 16 a and 16 b) or ( 12 a and 12 b). The sealing lips ( 16 a and 16 b) seal the upper area of the probe while the sealing lips ( 12 a and 12 b) engage in the groove ( 13 ) of the stylus plate ( 14 ). So that the stylus ( 4 ) can move sufficiently relative to the probe during a measurement, the groove ( 13 ) of the stylus plate ( 14 ) and the sealing lips ( 12 a and 12 b) must of course be in all directions of movement (X, Y, Z) of the stylus (4) a sufficient distance to be present, corresponding to at least the maximum deflection of the stylus (4) from its rest position in the respective direction (X, Y, Z). In order to prevent splash water that runs down the side of the housing halves ( 8 a and 8 b) from entering the probe ( 7 ), a drip nose ( 18 ) is also provided, on which the water gets stuck and can drip off. In the simplest case, this drip nose ( 18 ) can be a web on which the drops get caught and can drip off. Alternatively, a groove could just as well be worked into the housing parts ( 8 a, 8 b), which is then filled with water-repellent material, such as Teflon. A drip nose ( 15 ) is also provided on the probe housing of the probe ( 7 ) in the area of the housing opening ( 30 ) of the probe housing, from which water can drip, which runs down the side walls of the probe ( 7 ) to prevent water from penetrating into the interior of the probe and to prevent in the storage of the stylus. In addition, the stylus changing unit ( 33 ) can be seen in FIG. 4, which connects the stylus ( 4 ) through the housing opening ( 30 ) with the probe mechanism located inside the probe, of which only part ( 34 ) can be seen here for the sake of illustration , which is mounted displaceably in the three coordinate directions (X, Y, Z) via spring parallelograms. The stylus change unit ( 33 ) essentially has a permanent magnet and an electromagnet, the field of which can be superimposed on that of the permanent magnet during the changing process. The permanent magnet magnetically pulls the stylus ( 4 ) reproducibly into a three-point bearing. The three-point bearing comprises three pairs of balls ( 32 ) which are attached to the stylus changing unit ( 33 ) at an angle of 120 ° and three corresponding cylinders ( 31 ) attached to the stylus ( 4 ) which are mounted on the three pairs of balls ( 32 ). rest and serve as a counter bearing. To put down the stylus ( 4 ), a magnetic field is generated by the electromagnet in such a way that the magnetic field of the permanent magnet is compensated and the stylus ( 4 ) falls out into the magazine space of the magazine ( 19 ) under its own weight.
Die Mechanik, mit der das Spritzschutzgehäuse (5) bei einem Wechselvorgang aus dem Bereich der Gehäuseöffnung (30) des Tastkopfes (7) entfernt wird, soll nunmehr anhand der Fig. 5a bis 5d erläutert werden, die die einzelnen Schritte beim Ablegen des Taststiftes (4) an einem leeren Magazinplatz des Taststiftmagazins (19) darstellen. Das Aufnehmen eines neuen Taststiftes aus einem anderen Magazinplatz erfolgt selbstverständlich vollkommen analog.The mechanism with which the splash protection housing ( 5 ) is removed from the area of the housing opening ( 30 ) of the probe head ( 7 ) during a change process will now be explained with reference to FIGS. 5a to 5d, which show the individual steps when the probe pin is put down ( 4 ) in an empty magazine location of the stylus magazine ( 19 ). Obtaining a new stylus from another magazine location is, of course, completely analog.
Zunächsteinmal wird die Pinole (3) vor einem leeren Magazinplatz des Magazins (19) positioniert, wie Fig. 5a dies zeigt. Nunmehr wird die Pinole (3) in Richtung des Pfeils (26) horizontal verschoben, bis die beiden Stifte (25), von denen hier wegen der Ansicht nur einer zu sehen ist, in die Nuten (10a, 10b) der kreisförmigen Teile (21a, 21b) des Spritzschutzgehäuses (5) eingreifen, wie Fig. 5b dies zeigt. In einem nächsten Schritt wird die Pinole (3) nunmehr über den entsprechenden Motor vertikal in der mit dem Pfeil (27) gezeigten Richtung bewegt. Hierbei öffnet sich das Spritzschutzgehäuse (5), wie dies bereits oben in Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert wurde und in Fig. 5c zu sehen ist. In einem nächsten Schritt wird die Pinole (3) erneut horizontal in Richtung des Pfeiles (28) verfahren, bis sich der Taststift (4) genau über der Gabel (22) des Magzins (19) befindet, wie Fig. 5d dies zeigt. Dies ist möglich, weil die Stifte (25) gegenüber dem Teil (24) mittels einer Druckfeder federnd gelagert sind. Nunmehr kann der Taststift (4) in der Gabel (22) abgelegt werden und die Pinole in umgekehrter Reihenfolge wieder ausgefahren werden.First of all, the sleeve ( 3 ) is positioned in front of an empty magazine location of the magazine ( 19 ), as shown in FIG. 5a. Now the sleeve ( 3 ) is moved horizontally in the direction of arrow ( 26 ) until the two pins ( 25 ), of which only one can be seen here due to the view, into the grooves ( 10 a, 10 b) of the circular parts ( 21 a, 21 b) of the splash protection housing ( 5 ) engage, as shown in FIG. 5b. In a next step, the sleeve ( 3 ) is now moved vertically in the direction shown by the arrow ( 27 ) via the corresponding motor. The splash guard housing ( 5 ) opens, as has already been explained above in connection with FIG. 2 and can be seen in FIG. 5c. In a next step, the sleeve ( 3 ) is again moved horizontally in the direction of the arrow ( 28 ) until the stylus ( 4 ) is located exactly above the fork ( 22 ) of the magazine ( 19 ), as shown in FIG. 5d. This is possible because the pins ( 25 ) are resiliently mounted relative to the part ( 24 ) by means of a compression spring. Now the stylus ( 4 ) can be placed in the fork ( 22 ) and the quill can be extended in reverse order.
Der Meßarm kann nunmehr zu einem neuem Magazinplatz verfahren werden und hier nachdem selben Vorgehen zunächst die Gehäuseteile (8a und 8b) öffnen um hier nach demselben Vorgehen den Tastkopf dann über dem neuen Magazinplatz zu positionieren, um hier einen neuen Taststift (4) aufzunehmen.The measuring arm can now be moved to a new magazine location and here, following the same procedure, first open the housing parts ( 8 a and 8 b) in order to then position the probe over the new magazine location using the same procedure in order to accommodate a new stylus ( 4 ) ,
Natürlich kann alternativ der Taststift (4) auch von Hand gewechselt werden. Dazu werden die Gehäuseteile (8a und 8b) zunächst von Hand geöffnet und der Taststift (4) von Hand gewechselt. Nach dem Wechseln des Taststiftes (4) werden die Gehäuseteile (8a und 8b) wieder zugeklappt, wobei die Permanentmagneten (11a und 11b) die Gehäuseteile (8a und 8b) zusammenschnappen.Alternatively, the stylus ( 4 ) can also be changed by hand. For this purpose, the housing parts ( 8 a and 8 b) are first opened by hand and the stylus ( 4 ) is changed by hand. After changing the stylus ( 4 ), the housing parts ( 8 a and 8 b) are closed again, the permanent magnets ( 11 a and 11 b) snapping the housing parts ( 8 a and 8 b) together.
Hinsichtlich der Fig. 1 bis 5 ist explizit auszuführen, daß es sich hierbei nicht um maßstäbliche Zeichnungen handelt sondern vielmehr um Darstellungen, mit denen das Prinzip eines erfindungsgemäßen Koordinatenmeßgerätes dargestellt wird.With regard to FIGS. 1 to 5, it should be stated explicitly that these are not to scale drawings but rather representations with which the principle of a coordinate measuring machine according to the invention is represented.
Claims (12)
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