DE10125813A1

DE10125813A1 - Koordinatenmessgerät sowie Verfahren zur Durchführung einer Rundheitsmessung mit dem Koordinatenmessgerät

Info

Publication number: DE10125813A1
Application number: DE2001125813
Authority: DE
Inventors: Hartwig Weber
Original assignee: Brown und Sharpe GmbH
Current assignee: Hexagon Metrology GmbH
Priority date: 2001-05-26
Filing date: 2001-05-26
Publication date: 2002-12-12

Abstract

Koordinatenmessgerät mit einem an einer Pinole angeordneten Tastkopf und einem an dem Tastkopf angeordneten Taststift, wobei zwischen dem Tastkopf und dem Taststift und/oder zwischen der Pinole und dem Tastkopf jeweils eine Verschiebeeinheit vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Durchführung einer Rundheitsmessung mit einem Koordinatenmessgerät mit einer Verschiebeeinheit, wobei die Verschiebeeinheit drehbar um eine Längsachse der Pinole angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät sowie ein Verfahren zur Durchführung einer Rundheitsmessung mit dem Koordinatenmessgerät.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Koordinatenmessgerät anzugeben, bei dem der Tastkopf und/oder der Taststift beispielsweise für eine Rundheitsmessung bewegt werden kann, ohne dass die Achsen des Koordinatenmessgerätes bewegt werden müssen.

Dieses technische Problem wird durch ein Koordinaten messgerät mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Koordinatenmessgerät weist einen an einer Pinole angeordneten Tastkopf und einen an dem Tastkopf angeordneten Taststift auf. Zwischen dem Taststift und dem Tastkopf ist eine Verschiebeeinheit vorgesehen, derart, dass der Taststift vorzugsweise linear verschoben werden kann. Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, zwi schen dem Tastkopf und der Pinole eine Verschiebeeinheit vorzusehen, um auch den Tastkopf gegenüber der Pinole zu verschieben.

Die Verschiebeeinheit wird vorteilhaft zusammen mit dem verschieblichen Taststift wie ein normaler Taststift in den Tastkopf eingewechselt.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung, bei der die Verschiebeeinheit oder der sie tragende Tastkopf dreh bar an der Pinole angeordnet ist. Die Drehung erfolgt vor teilhaft über ein in der Pinole angeordnetes Rohr oder eine massive Stange, wobei das Rohr oder die Stange um eine Längsachse drehbar in der Pinole gelagert ist. An dem Ende des Rohres oder der Stange ist die Verschiebeeinheit mit dem Tastkopf oder der Tastkopf mit der Verschiebeeinheit und dem Taststift angeordnet.

Ein Koordinatenmessgerät mit einer Pinole, in der ein Rohr oder eine massive Stange drehbar angeordnet ist, ist aus der deutschen Patentanmeldung 100 54 355.3 bekannt. Hinsichtlich der verschiedenen Ausführungsformen dieses Ko ordinatenmessgerätes wird auf diese Patentanmeldung verwie sen.

Dadurch, dass die Verschiebeeinheit oder der sie tra gende Tastkopf drehbar an der Pinole gelagert ist, be schreibt der Taststift einen Kreis, dessen Radius mit der Verschiebeeinheit eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann ein Kreis gescannt werden, ohne die Achsen des Koor dinatenmessgerätes zu bewegen. Alle Ungenauigkeiten, die mit der Achsenbewegung zusammenhängen, zum Beispiel Füh rungsfehler der Achsen, Strukturschwingungen während der Bewegung, Maßstabfehler und dergleichen sind eliminiert. Als Messinstrument fungiert ausschließlich der Tastkopf, was die Gesamtgenauigkeit des Messprozesses erhöht und mit klassischen Rundheitsmessgeräten vergleichbar werden lässt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ver schiebeachse der Verschiebeeinheit des Tastkopfes und/oder des Taststiftes senkrecht zu der Pinole ausgerichtet. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Winkel zwischen der Ver schiebeachse und der Pinole größer oder kleiner als 90° ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist dann der Winkel zwischen der Verschiebeachse der Verschiebeeinheit und der Pinole einstellbar. Diese Ausführungsform ist von Vorteil, wenn beispielsweise ein schräg stehendes Rohr ver messen werden soll.

Der Antrieb der Verschiebeeinheit erfolgt vorteilhaft elektromotorisch. Es ist jedoch auch möglich, andere An triebe, wie einen hydraulischen Antrieb oder einen pneu matischen Antrieb vorzusehen.

Die Energiezufuhr zu dem Antrieb der Verschiebeeinheit erfolgt durch die Schnittstelle der Verschiebeeinheit zum Tastkopf oder der Pinole.

Mit dem erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerät kann ein Verfahren zur Durchführung einer Rundheitsmessung vor genommen werden, welches folgende Schritte aufweist:

a) Bestimmung der Lage des zu messenden Objektes,
b) Positionieren des Taststiftes in einem Zentrum des zu messenden Objektes,
c) Verschiebung des Taststiftes in einer zur Pinole radia len Richtung mittels der Verschiebeeinheit bis zum Er reichen eines Werkstückkontaktes,
d) Einstellung der gewünschten Messkraft,
e) Scannen der Oberfläche durch Drehung der Verschiebeein heit.

Die Verschiebeeinheit wird für diese Rundheitsmessung an dem Tastkopf eingewechselt. Nach der Messung ist es mög lich, die Verschiebeeinheit gegen einen anderen Taster oder gegen eine Verschiebeeinheit mit einem weiteren Taster einzuwechseln.

Ist in der Pinole ein Rohr oder eine Stange für die Drehung der Verschiebeeinheit vorgesehen, so weist die Pi nole vorteilhaft wenigstens zwei voneinander beabstandete Lager für das Rohr oder die Stange auf.

Die Lager sind vorzugsweise an den Enden der Pinole des Rohres oder der Stange angeordnet. Es können jedoch auch zusätzliche Lager zwischen den an den Enden der Pinole des Rohres oder der Stange angeordneten Lagern vorgesehen sein.

Die Lager sind vorteilhaft als Gleitlager, Wälzlager oder Luftlager ausgebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Antriebsmotor und wenigstens ein Drehgeber vorgesehen. Anstelle des Drehgebers kann jedoch auch eine mechanische Rastvorrichtung vorgesehen sein, die das Rohr in mindestens zwei vorbestimmten Winkelstellungen fixiert.

Der wenigstens eine Antriebsmotor und der wenigstens eine Drehgeber sind vorzugsweise am selben Ende oder an verschiedenen Enden der Pinole des Rohres oder der Stange angeordnet.

Der Antriebsmotor kann in der Pinole oder in dem Rohr angeordnet sein. Vorteilhaft ist eine auf das Rohr oder die Stange wirkende Feststellvorrichtung vorgesehen. Das Rohr oder die massive Stange können aus Metall, Faserverbund stoff und/oder Keramik bestehen.

Die erfindungsgemäße Verschiebeeinheit kann an Koordi natenmessgeräten in Portalbauweise ebenso angeordnet werden wie an Koordinatenmessgeräten mit nichtkartesischem Aufbau, wie beispielsweise Koordinatenmessgeräten in Hexapodbau weise.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteran sprüchen entnommen werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Koordinatenmessgerät mit einer Verschie beeinheit;

Fig. 2 eine Verschiebeeinheit mit einem Taster;

Fig. 3 eine Verschiebeeinheit mit einem eingewech selten Taststift.

Fig. 1 zeigt ein Koordinatenmessgerät (1) in Portal bauweise mit einem Schlitten (2), in dem eine Pinole (3), welche in Z-Richtung verschiebbar ist, gelagert ist.

In der Pinole (3) ist ein Rohr (4) angeordnet. Das Rohr (4) ist mittels Lagern (5, 6) um seine Längsachse (7) drehbar gelagert. An dem Rohr (4) ist ein Tastkopf (8) an geordnet, der eine Verschiebeeinheit (9) trägt. An der Ver schiebeeinheit (9) ist ein Taster (10) linear verschieblich gelagert.

Das Rohr (4) wird durch einen Antriebsmotor (11) über einen Antrieb (12) in unterschiedliche Winkelstellungen ge bracht. Der Drehwinkel wird mit einem Drehgeber (13) ermit telt. Zum Abfangen von Drehmomenten beim Antasten mit weit auskragenden Tastern oder Verschiebeeinheiten ist eine mechanische Feststellvorrichtung (14) vorgesehen.

Die Verschiebeeinheit (9) ist wie ein normaler Tast stift (nicht dargestellt) in dem Tastkopf (8) eingewech selt.

Gemäß Fig. 2 weist die Verschiebeeinheit (9) hierzu eine Wechselschnittstelle (18) auf mit beispielsweise einer Dreipunktlagerung, um eine reproduzierbare Lagerung an dem Tastkopf (8) zu erreichen.

Die Verschiebeeinheit (9) weist einen Antrieb (15) auf, um den Taster (10) in Richtung des Pfeiles (A) hin und her zu bewegen.

Der Antrieb (15) ist als elektromotorischer Antrieb ausgebildet. Die Stromzuführung erfolgt durch die Schnitt stelle (18) zwischen der Verschiebeeinheit (9) und dem Tastkopf (8).

Gemäß Fig. 3 ist an der Pinole (3) die Verschiebeein heit (9) angeordnet. Die Verschiebeeinheit (9) trägt den Tastkopf (8), der linear in Richtung des Pfeiles (B) ver schiebbar ist. An der Wechselschnittstelle (19) des Tast kopfes (8) ist eine Taststiftaufnahme (20) mit einem Tast stift (17) angeordnet.

Bezugzahlen

1

Koordinatenmessgerät

2

Schlitten

3

Pinole

4

Rohr

5

Lager

6

Lager

7

Längsachse

8

Tastkopf

9

Verschiebeeinheit

10

Taster

11

Antriebsmotor

12

Antrieb

13

Drehgeber

14

mechanische Feststellvorrichtung

15

Antrieb

16

Taststiftaufnahme

17

Taststift

18

Schnittstelle

19

Wechselschnittstelle

20

Taststiftaufnahme
A Pfeil
B Pfeil

Claims

1. Koordinatenmessgerät mit einem an einer Pinole an geordneten Tastkopf und einem an dem Tastkopf angeordneten Taststift, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Taststift (10, 17) und dem Tastkopf (8) und/oder zwischen der Pinole und dem Tastkopf jeweils eine Verschiebeeinheit (9) zum Verschieben des Taststiftes (10, 17) und/oder des Tastkopfes vorgesehen ist.

2. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verschiebeeinheit (9) oder der sie tragende Tastkopf um eine Längsachse der Pinole (3) drehbar angeordnet ist.

3. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verschiebeeinheit (9) mit dem Tast stift (10) gegen einen weiteren Taststift oder gegen eine weitere Verschiebeeinheit mit einem Taststift auswechselbar ist.

4. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der an der Verschiebeeinheit (9) ange ordnete Taststift (10) gegen einen weiteren Taststift (17) austauschbar ist.

5. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Pinole (3) ein Rohr (4) oder eine massive Stange angeordnet ist, dass das Rohr (4) oder die Stange um eine Längsachse drehbar in der Pinole (3) gela gert ist, und dass an einem Ende des Rohres (4) oder der Stange die Verschiebeeinheit mit dem Tastkopf oder der Tastkopf (8) mit der Verschiebeeinheit (9) und dem Tast stift (10) angeordnet ist.

6. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Verschiebeachse der Verschiebeein heit (9) senkrecht zu der Pinole (3) ausgerichtet ist.

7. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen der Verschiebeachse der Ver schiebeeinheit (9) und der Pinole (3) ein Winkel größer oder kleiner 90° vorgesehen ist.

8. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Verschiebeachse der Verschiebeeinheit (9) und der Pinole (3) einstellbar ist.

9. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Antrieb der Verschiebeeinheit (9) zur Verschiebung des Tastkopfes und/oder des Taststiftes (10, 17) elektromotorisch, pneumatisch und/oder hydraulisch erfolgt.

10. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die Energie für den Antrieb durch die Schnittstelle der Verschiebeeinheit (9) geleitet wird.

11. Verfahren zur Durchführung einer Rundheitsmessung mit einem Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen der An sprüche 1 und 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens schritte:

a) Bestimmung der Lage des zu messenden Objektes,
b) Positionieren des Taststiftes (17) in einem Zentrum des zu messenden Objektes,
c) Verschiebung des Taststiftes (17) in einer zur Pinole radialen Richtung mittels der Verschiebeeinheit (9) bis zum Erreichen eines Werkstückkontaktes,
d) Einstellung der gewünschten Messkraft,
e) Scannen der Oberfläche durch Drehung der Verschiebeein heit (9).

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, dass nach dem Scannvorgang die Verschiebeeinheit (9) gegen einen Taster (10) oder eine Verschiebeeinheit (9) mit einem weiteren Taster (10) eingewechselt wird.