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Die
Erfindung betrifft eine Messvorrichtung mit einem räumlich verstellbaren
Messarm zum Vermessen eines körperlichen
Messobjekts mit insbesondere mindestens einer gekrümmten Oberfläche, mit
einer an dem Messarm anordenbaren Stützstellen-Vorgabeeinrichtung
mit einer Definitionsfläche zum
Vorgeben mindestens einer Stützstelle,
an der oder auf der das Messobjekt während einer Vermessung auf
einer Stützvorrichtung
der Messvorrichtung liegt, und mit Positioniermitteln zum Positionieren
der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung
an der mindestens einen Stützstelle.
Die Erfindung betrifft ferner eine Stützvorrichtung für eine derartige
Messvorrichtung sowie ein Messverfahren.
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Eine
derartige Messvorrichtung bzw. ein diesbezügliches Messverfahren ist beispielsweise aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 196 40 579 A1 bekannt. Die dort beschriebene
Messmaschine positioniert Tragstützen,
auf die später
ein Messobjekt aufgelegt wird, an vorbestimmten Positionen einer
Be zugsfläche.
Sodann bringt ein Messarm bzw. ein Greifer eine Säule aus
der jeweiligen Tragstütze in
eine gewünschte
Höhenposition
aus und klemmt die Stütze
fest. Auf diese weise positioniert die Messmaschine mehrere Tragstützen auf
der Bezugsfläche.
Sodann kann ein Messobjekt auf diese Tragstützen aufgelegt werden und durch
die Messmaschine vermessen werden.
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Die
verwendeten Stützen
weisen jedoch eine sehr eingeschränkte Positionierbarkeit bzw.
Einstellbarkeit an den gewünschten
Stützpositionen
auf. Der Messarm muss die jeweilige Tragstütze auf der Bezugsfläche beispielsweise
in X-Richtung und in Y-Richtung zunächst exakt positionieren. Sodann
ist lediglich ein Freiheitsgrad in vertikaler Richtung bzw. Z-Richtung
vorhanden, um die Stütze
an der Stützstelle
vollends einzurichten.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Vorrichtungen und
ein Verfahren bereitzustellen, mit denen die Stützstellen räumlich möglichst flexibel positionierbar
sind.
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Zur
Lösung
der Aufgabe ist bei einer Messvorrichtung der eingangs genannten
Art vorgesehen, dass die Stützvorrichtung
mindestens einen Gelenkfuß mit
mindestens zwei drehgelenkig oder kugelgelenkig miteinander verbundenen
Schenkeln aufweist, dass der mindestens eine Gelenkfuß mit einem
Fußteil an
seinem unteren Endbereich auf einer Basisfläche der Messvorrichtung positionierbar
ist, dass ein Stützteil
zum Auflegen des Messobjekts an einem oberen Endbereich der Stützvorrichtung
mittels des mindestens einen Gelenkfußes räumlich im Wesentlichen frei
zu der an der mindestens einen Stützstelle positionierten Stützstellen-Vorgabeeinrichtung
hin verstellbar ist, so dass das Stützteil die mindestens eine
Stützstelle
bilden kann, und dass die Stützvorrichtung
fixierbar ist. Ferner sind eine erfindungsgemäße Stützvorrichtung für eine derartige
Messvorrichtung sowie ein erfindungsgemäßes Messverfahren zur Lösung der
Aufgabe vorgesehen.
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Erfindungsgemäß hat der
Gelenkfuß also
ein Drehgelenk bzw. ein Kugelgelenk zwischen den Schenkeln und ist
somit räumlich
wesentlich freier verstellbar bzw. konfigurierbar als die Stütze, die
im Stand der Technik verwendet wird. Auch wenn die Stützvorrichtung
auf der Basisfläche
bzw. Bezugsfläche
der Messvorrichtung bereits positioniert ist, beispielsweise in
X- oder Y-Richtung, ist das Stützteil nicht
nur vertikal, d.h. in Z-Richtung, sondern zusätzlich auch horizontal, d.h.
in X- und/oder Y-Richtung durch entsprechendes Verstellen des mindestens
einen Gelenkfußes
räumlich
verstellbar. Dadurch fällt die
Einrichtung der Stützvorrichtung
sehr leicht. Es ist ein optimale Anpassung und Ausrichtung der Stützvorrichtung
möglich.
Beispielsweise ist es somit möglich,
dass auch bei einer schräg
stehenden, d.h. nicht horizontal ausgerichteten Definitionsfläche der
Stützstellen-Vorgabeeinrichtung,
dass Stützteil
in der entsprechenden Schrägposition
an die Definitionsfläche sozusagen
herangefahren werden kann, sodass beispielsweise eine Normale der
Definitionsfläche
im Wesentlichen einer Normalen einer Auflagefläche des Stützteils entspricht.
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Ein
erfindungsgemäßer Gelenkfuß kann auch
mehr als zwei Schenkel aufweisen, die jeweils zweckmäßigerweise
gelenkig miteinander verbunden sind.
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Besonders
bevorzugt ist es, dass mehrere Gelenkfüße in der oben beschriebenen
Art bei der Stützvorrichtung
vorhanden sind, die an ihrem oberen Ende durch ein Koppelteil miteinander
gekoppelt sind. Das Koppelteil ist beispielsweise ein separates Bauteil.
Es ist auch möglich,
dass das Koppelteil durch das Stützteil
gebildet wird. Es ist zweckmäßig, dass
die Gelenkfüße jeweils
separat auf der Basisfläche
positionierbare Fußteile
aufweisen. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Gelenkfüße durch ein
gemeinsames Fußteil
gekoppelt sind. Bei diesem Fußteil
handelt es sich beispielsweise um eine Ständerplatte, auf der die unteren
Enden der Gelenkfüße fixiert
sind, beispielsweise festgeklemmt, durch Magnetkraft fixiert sind
oder dergleichen. An den unteren En den der Gelenkfüße, in der
Nähe des
Koppel-Fußteils,
sind vorteilhaft Gelenke vorgesehen.
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Zur
Verbesserung der Gelenkigkeit des Gelenkfußes bzw. der Stützvorrichtung
insgesamt ist es zweckmäßig, dass
ein unterer Schenkel des Gelenkfußes bzw. der Gelenkfüße mittels
eines Drehgelenks oder Kugelgelenks an das Fußteil angelenkt ist. Auch am
oberen Ende, d.h. am oberen Schenkel des jeweiligen Gelenkfußes ist
es zweckmäßig, ein
Drehgelenk oder Kugelgelenk vorzusehen, mit dem das Stützteil oder
das vorher erwähnte
Koppelteil gelenkig befestigt ist.
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Prinzipiell
denkbar ist aber auch eine Variante der Erfindung, bei der ein unterer
Schenkel eines Gelenkfußes
das Fußteil
bildet oder starr mit dem Fußteil
verbunden ist. Es ist ferner möglich,
dass ein oberer Schenkel eines Gelenkfußes das Stützteil bildet oder starr mit
dem Stützteil
verbunden ist. Es ist allerdings bei beiden vorgenannten Alternativen
vorteilhaft, wenn zumindest zwei Gelenke, zweckmäßigerweise Kugelgelenke, zwischen
dem Stützteil
und dem Fußteil
vorgesehen sind.
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Die
Schenkel des Gelenkfußes
sind zweckmäßigerweise
schräg
bezüglich
der Basisfläche
positionierbar.
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Das
Fußteil
weist vorteilhafterweise Fixiermittel zum Fixieren auf der Basisfläche der
Messvorrichtung auf. Als Fixiermittel werden beispielhaft mehrere,
auch in Kombination miteinander mögliche Varianten vorgeschlagen:
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Beispielsweise
kann eine Schraubeinrichtung, z.B. eine Schraube, eine Nutanordnung
oder dergleichen, zum Anschrauben oder Klemmfixieren auf einem Untergrund,
insbesondere an der Basisfläche,
vorgesehen sein. Auch eine Magnetanordnung zum magnetischen Halten
oder eine Saugeinrichtung zum Halten auf dem Untergrund mittels
Unterdruck sind vorteilhaft. Es ist auch möglich, das Fußteil an einer
Ständerplatte
fest zu montieren oder dass das Fußteil eine Ständerplatte
bildet. Diese Ständerplatte ist
zweckmäßigerweise
derart schwer, dass sie am jeweiligen Positionierort zuverlässig bleibt.
Es ist auch möglich,
eine Klemmeinrichtung zum Festklemmen an dem Untergrund vorzusehen.
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Das
Fußteil
kann fest oder auswechselbar an dem jeweiligen Gelenkfuß befestigt
sein.
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Zum
Fixieren des Gelenkfußes
ist es zweckmäßig, dass
eine einzige Betätigungshandhabe möglichst
viele, zweckmäßigerweise
alle Gelenke des Gelenkfußes
fixiert. Dadurch wird die Handhabung vereinfacht. Es ist vorteilhaft,
dass die Gelenke sequentiell mittels der Betätigungshandhabe, beispielsweise
einer Klemmschraube oder dergleichen, fixierbar sind. Somit werden
nacheinander sämtliche Gelenke
des Gelenkfußes
fixiert. Es versteht sich, dass auch eine gruppenweise Fixierung
vorteilhaft ist, wobei beispielsweise jeweils zwei oder mehr Gelenke
gleichzeitig fixiert werden, die anderen Gelenke jedoch noch beweglich
bleiben. Jedem Gelenk kann auch eine separate Fixier-Betätigungshandhabe
zugeordnet sein.
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Das
Stützteil
weist vorteilhafterweise eine kugelförmige Auflagefläche auf.
Der jeweilige Abstand von der Kugeloberfläche zu einem Mittelpunkt des
Stützteils
ist dabei jeweils von allen Seiten der Kugel gleich. Damit kann
eine Kalibrierung der Messvorrichtung entfallen, wenngleich eine
Kalibrierung dennoch in manchen Anwendungsfällen zweckmäßig ist.
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Es
versteht sich, auch eine ebene Auflagefläche des Stützteils Vorteile aufweisen
kann, beispielsweise dann, wenn das jeweilige Messobjekt flächig aufgelegt
werden soll. Dadurch ist die Belastung des Messobjekts an der jeweiligen
Stützstelle
bzw. Auflagestelle verringert.
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Die
freie Positionierbarkeit der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung erlaubt es auch,
eine Aufnahmeöffnung
entweder am Stützteil
oder am Messobjekt, auf einfache Weise relativ zu einander zu positionieren.
Das Stützteil
weist beispielsweise eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Messobjekts, insbesondere
eines stiftartigen oder vorsprungartigen Teils des Messobjekts auf.
Es ist auch möglich, dass
das Stützteil
einen Vorsprung, z.B. einen Stift, aufweist, der in eine Aufnahmeöffnung an
dem Messobjekt eindringt, wenn dieses auf der Stützvorrichtung bzw. auf den
Stützvorrichtungen
der Messvorrichtung zu Messzwecken aufgelegt wird. Dieser Stütz-Stift
an der Stützvorrichtung
kann beispielsweise zylindrisch sein, konisch oder dergleichen.
Die Außenkontur
des Vorsprungs ist vorteilhafterweise rund, wobei auch mehrkantige
Konturen zweckmäßig sind.
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Die
Stützstellen-Vorgabeeinrichtung
weist zweckmäßigerweise
eine mit der jeweiligen Auflagenkontur des Stützteils korrelierende Definitionsfläche zur
Vorgabe der Stützstelle
auf, z.B. eine hohl-kugelförmige
oder eine ebene Definitionsfläche, eine
Aufnahmeöffnung
für einen
Vorsprung am Messobjekt oder dergleichen.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform
der Erfindung, bei der das Stützteil
eine dreidimensional verformbare Stützoberfläche aufweist. Diese Stützoberfläche kann
beispielsweise durch eine verformbare Masse gebildet sein, die vorteilhafterweise
chemisch aushärtet.
Es ist aber auch vorteilhaft, dass eine Stützstiftanordnung insgesamt
eine resultierende dreidimensionale Stützoberfläche bildet. Die Stützstiftanordnung
enthält
beispielsweise mehrere in gleicher Richtung orientierte Stützstifte, die
in einer gemeinsamen Verstellrichtung verstellbar und anschließend fixierbar
sind.
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Die
Freiheitsgrade bei der Verstellung der Stützvorrichtung bzw. bei der
Positionierung der Stützvorrichtung
werden dadurch erhöht,
dass die Stützvorrichtung
zweckmäßigerweise
an ihrem oberen Ende eine Linearführung zur linearen Verstellung des
Stützteiles
aufweist. Es versteht sich, dass auch eine Schwenkhalterung, eine
Drehhalterung oder dergleichen zur Schwenk- bzw. Drehverstellung
des Stützteils
bezüglich
des Gelenkfußes
bzw. der Gelenkfüße vorteilhaft
sein kann.
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Die
Gelenke eines erfindungsgemäßen Gelenkfußes haben
zweckmäßigerweise
jeweils zwei Verstell-Freiheitsgrade. Beispielsweise kann man Kugelgelenke
oder eine Gelenkanordnung mit zwei Drehgelenken verwenden, deren
Drehachsen quer, insbesondere rechtwinkelig, zueinander sind.
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Die
Positionierung des Stützteils
relativ zu der bereits an der Stützstelle
befindlichen Stützstellen-Vorgabeeinrichtung
wird durch die folgenden Maßnahmen
erleichtert. Beispielsweise können
an dem Stützteil
und/oder an der Stützstellenvorga beeinrichtung
Ansaugmittel vorhanden sein, die das jeweilige andere Teil in Position
saugen. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Variante, bei der magnetische Mittel
als Positionierhilfe dienen. Beispielsweise kann das Stützteil,
zumindest teilweise, magnetische Eigenschaften aufweisen und sich
sozusagen an die am Positionierort bzw. Stützstellenort befindliche Stützstellen-Vorgabeeinrichtung
anklinken. Sodann wird die Stützvorrichtung
fixiert, d.h. werden deren Drehgelenke in der jeweiligen Position
festgelegt. Die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung
gibt dann die jeweilige Stützstelle
frei, d.h. sie entfernt sich von dem Stützteil, das dann die Stützstelle
zum Auflegen bzw. Anlegen des Messobjekts bildet. Die magnetischen Mittel
können
durch Dauermagnete, zweckmäßigerweise
aber auch durch Elektromagnete gebildet werden. Beispielsweise ist
in der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung
ein Elektromagnet vorhanden, der während des Platziervorgangs
bzw. Positioniervorgangs der Stützvorrichtung
aktiviert und zum Freigeben der jeweiligen Stützstelle deaktiviert ist.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung vorgestellt. Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Messvorrichtung
zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Messverfahrens
mit meh reren erfindungsgemäßen Stützvorrichtungen,
die jeweils drei Gelenkfüße aufweisen,
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2 eine
erfindungsgemäße Stützvorrichtung
mit einem einzigen Stützfuß, beispielsweise
zur Verwendung mit der Messvorrichtung gemäß 1,
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3 eine
erfindungsgemäße Stützvorrichtung
mit drei Gelenkfüßen zur
Verwendung mit einer Messvorrichtung in der Art der Messvorrichtung
gemäß 1,
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4a, 4b ein
Stützteil
einer Stützvorrichtung
mit einer räumlich
verstellbaren bzw. verformbaren Stützoberfläche zum Auflegen eines Messobjekts,
und
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5 eine
erfindungsgemäße Stützvorrichtung
mit einem Stützteil
mit einer räumlich
verstellbaren bzw. verformbaren Stützoberfläche.
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Eine
insgesamt mit 10 bezeichnete Messvorrichtung gemäß 1 enthält erfindungsgemäße Stützvorrichtungen 11, 12, 13, 14,
auf die ein körperliches
Messobjekt 15, beispielsweise die Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges,
aufgelegt ist. Die Stützvorrichtungen 11–14 stützen das
Messobjekt 15 während
eines Messvorgangs mittels eines Messarms 16 der Messvorrichtung 10.
Der Messarm 16 bildet beispielsweise den Bestandteil einer
Ständermessmaschine
oder einer Portalmessmaschine. Am vorderen, freien Ende 27 des
Messarms 16 ist eine Messeinrichtung 17 mit einem
in der Figur nicht sichtbaren Tastkopf 18 angeordnet. Der
Messarm 16 ist mittels in der Figur nicht dargestellten
Antrieben dreidimensional, d.h. räumlich verstellbar und tastet
das Messobjekt 15 ab, das ebene und/oder gekrümmte Oberflächen aufweist.
Eine Druckmesseinrichtung im Tastkopf 18 misst den jeweiligen
Anpressdruck und löst
bei einem geeigneten Anpressdruck ein Mess-Signal aus, wobei eine
Auswerteeinrichtung 19 die jeweilige Messposition anhand
der Position des Messarms 16 bzw. des Tastkopfs 18 ermittelt.
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Die
Auswerteeinrichtung 19 bildet einen Bestandteil einer schematisch
dargestellten Steuereinrichtung 20 der Messvorrichtung 10 und
enthält
beispielsweise einen Prozessor 21 sowie Speicher 22. Mit
dem Prozessor 21 ist Programmcode von Programmmodulen ausführbar, beispielsweise
von einem Auswertemodul 23 der Auswerteeinrichtung 19 zur
Ermittlung einer Messposition des Tastkopfs 18 sowie von
einem Positioniermodul 24, das Bestandteil von Positioniermitteln 25 zur
Positionierung des Messarms 16 bildet.
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Die
Stützvorrichtungen 11–14 sind
frei konfigurierbar, so dass außer
dem Messobjekt 15 auch andere Messobjekte mit anderer Gestalt
aufgelegt werden können.
Wenn z.B. eine andere Art von Fahrzeugscheibe, ein Karosserieteil
oder ein sonstiges Messobjekt auf die Stützvorrichtungen 11–14 aufgelegt
werden sollen, werden diese auf die nachfolgend beschriebene Weise
neu eingerichtet bzw. konfiguriert.
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Zur
Einrichtung der Stützvorrichtungen 11–14 wird
zunächst
an Stelle der Messeinrichtung 17 eine Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 26,
die im Detail in 2 dargestellt ist, am freien
Ende 27 des Messarms 16 montiert. Ein Vorgabekopf 29 am
vorderen, freien Ende 60 der Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 26 hat eine
beispielsweise kugelförmige bzw.
hohlkugelförmige
Definitionsfläche 28,
die mit einer kugelförmigen
Auflagefläche
bzw. Stützoberfläche 30 eines
Stützteils 31 einer
jeweiligen Stützvorrichtung 11, 12, 13 oder 14 korreliert.
Die Definitionsfläche 28 ist
sozusagen ein Negativ der Stützoberfläche 30.
Zur Positionierung und Einrichtung der Stützvorrichtungen 11–14 steuert
das Positioniermodul 24 und somit die Messvorrichtung 10 den
Messarm 16 in die Position der von Stützstellen 32 bis 35.
Die Stützstellen 32 bis 35 sollen
durch die Stützvorrichtungen 11–14 gebildet
werden, die zunächst
noch nicht auf einem Untergrund bzw. einer Basisfläche 36 der Messvorrichtung 10 positioniert
sind. An den durch die Stützvorrichtungen 11–14 gebildeten
Stützstellen 32 bis 35 soll
später
das Messobjekt 15 zur Vermessung aufgelegt werden.
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Die
Stützvorrichtungen 11–14 weisen
teilweise ähnliche
Komponenten auf, wie die in den 2, 3 und 5 dargestellten
Stützvorrichtungen 200, 300 bzw. 500.
Gleiche oder gleichartige Komponenten der Stützvorrichtungen 11–14, 200, 300 und 500 werden
daher im Folgenden mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht
im Einzelnen wiederholt beschrieben.
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Die
Stützvorrichtungen 11–14 weisen
jeweils 3 Gelenkfüße 37 auf,
die durch ein Koppelteil 38 an ihren oberen Endbereichen 39 miteinander
gekoppelt sind. An ihren unteren Endbereichen 40 haben
die Gelenkfüße 37 Fußteile 41,
mit denen sie auf der Basisfläche 36 positionierbar
sind. Bei den Stützvorrichtungen 11–14 sowie
bei der Stützvorrichtung 500 sind die
jeweiligen Fußteile 41 in
eine gemeinsame Ständerplatte
bzw. ein gemeinsames Fußteil 42 eingeschraubt.
Die Fußteile 41 sind
mittels Schraubeinrichtungen 59 an die Ständerplatten 42 angeschraubt.
Es versteht sich, dass die Fußteile 41 auch unmittelbar
an die Basisfläche 36 angeschraubt
werden können,
sofern dort korrespondierende Schraubmittel, beispielsweise Schraubaufnahmen,
vorhanden sind.
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Die
Ständerplatte 42 besteht
beispielsweise aus schwerem Metallmaterial, enthält einen Sandkern oder dergleichen,
sodass die Ständerplatte 42 auf
der Basisfläche 36 einerseits
frei positionierbar ist, anderseits aber am Positionierort zuver lässig verbleibt
und nicht verrutscht, wenn das Messobjekt 15 auf die jeweilige
Stützvorrichtung 11–14, 500 aufgelegt
wird. Wenn nämlich
der Vorgabekopf 29 an der jeweiligen Stützstelle 32, 33, 34 oder 35 positioniert ist,
wird die jeweils einzurichtende Stützvorrichtung 11, 12, 13 oder 14 an
dieser Position in X-Richtung bzw. Y-Richtung, d.h. vertikal grob
positioniert. Dabei ist das Stützteil 31 noch
von dem Vorgabekopf 29 entfernt.
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Die
Ständerplatte 42 hat
eine plane Unterseite, die flächig
auf dem Untergrund bzw. der Basisfläche 36 aufliegt. An
der Unterseite können
Haftmittel, beispielsweise Gummierungen oder dergleichen vorgesehen
sein. Die Ständerplatte 42 könnte auch
mit einer Saugvorrichtung zum Ansaugen auf der Basisfläche 36 ausgestattet
sein.
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Nachdem
der Messarm 16 bzw. der Vorgabekopf 29 an der
Stützstelle 32 positioniert
ist, kann beispielsweise die Stützvorrichtung 11 so
positioniert und konfiguriert werden, dass sie die Stützstelle 32 bildet.
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Die
Stützvorrichtung 11 wird
an der Stützstelle 32 unterhalb
des Vorgabekopfes 29 positioniert. Dann werden die Gelenkfüße 37 so
positioniert bzw. konfiguriert, dass die Auflagefläche bzw.
Stützoberfläche 30 des
Stützteils 31 an
der Definitions fläche 28 des
Vorgabekopfes 29 anliegt. Dies ist bei den erfindungsgemäßen Stützvorrichtungen 11–14 einfach
zu bewerkstelligen, da die Gelenkfüße 37 ein sehr freies Positionieren
des Stützteils 31 relativ
zum Vorgabekopf 29 in X-, Y- und Z-Richtung ermöglichen.
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Die
Gelenkfüße 37 haben
einen unteren und einen oberen Schenkel 43, 44,
die mittels eines Dreh-Gelenks 45 gelenkig miteinander
verbunden sind. Anstelle des Drehgelenks 45, das eine Drehung um
eine einzige Drehachse ermöglicht,
könnte
auch ein Kugelgelenk oder eine Gelenkanordnung mit zwei Axial-Drehgelenken vorgesehen
sein, deren Drehachsen winkelig, insbesondere rechtwinkelig zueinander
stehen. Eine derartige Axial-Drehgelenkanordnung könnte auch
an Stelle von Kugel-Gelenken 46 vorgesehen
sein, die zwischen den unteren Schenkeln 43 und den Fußteilen 41 die
Gelenkigkeit der Gelenkfüße 37 verbessern.
Die oberen Schenkel 44 sind gelenkig mit dem Koppelteil 38 verbunden, beispielsweise
verbunden, beispielsweise durch Kugel-Gelenke 47. An Stelle
der Gelenke 46, 47 könnten auch Axial-Drehgelenke
in der Art der Drehgelenke 45 vorgesehen sein.
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Die
Gelenke 45, 46, 47 sind mittels einer
einzigen Betätigungshandhabe 48 fixierbar.
Die Betätigungshandhabe 48,
beispielsweise eine Griffmutter, ein Kipphebel oder dergleichen, fixiert
bzw. arretiert die Gelenke 45, 46. 47 zweckmäßigerweise
sequentiell, d.h. dass zunächst
ein erstes der Gelenke 45, 46, 47 fixiert
ist und die beiden anderen Gelenke, beispielsweise die Gelenke 46, 47 noch
beweglich sind. Dadurch kann der jeweilige Gelenkfuß 37 zwar
einerseits bequem räumlich
verstellt werden, wobei seine Schenkel 43, 44 beliebige
Schrägstellungen
zu dem Untergrund 36 einnehmen können, und andererseits auf
einfache Weise fixiert werden, weil nicht mehrere Betätigungshandhaben
zu bedienen sind und die Gelenkigkeit bzw. die Verstellbarkeit des
Gelenkfußes 37 stufig
abnimmt. Es versteht sich, dass auch eine stufenlose Feststellbarkeit
bzw. Fixierbarkeit mit den Gelenkfüßen 37 zweckmäßig sein
kann.
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Jedenfalls
sind die Gelenkfüße 37 derart
beweglich, dass das Stützteil 31 auf
einfache Weise an die Definitionsfläche 28 angenähert werden
kann und zwar nicht nur exakt von unten, wie im Stand der Technik,
sondern auch in beliebigen Schrägstellungen,
sodass die Stützoberfläche 30 bezüglich der
Definitionsfläche 28 beispielsweise
im Wesentlichen zentrierbar ist.
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Das
Stützteil 31 kann
fest oder beweglich mit dem Koppelteil 38 verbunden sein
oder durch ein einziges Bauteil gebildet werden. Bei den Stützvorrichtungen 11–14 sowie
der Stütz vorrichtung 500 sind
die Stützteile 31, 531 an
einer Linearführung 49 zur
linearen Verstellung des Stützteils 31, 531 relativ
zu dem Koppelteil 38 bzw. den Gelenkfüßen 37 angeordnet. Ein
Schlitten 50, an dessen Oberseite das Stützteil 31, 531 angeordnet
ist, ist an einem Führungsteil 51 linear
geführt.
Mit Hilfe einer Klemmmutter 53 oder einer sonstigen Betätigungshandhabe
kann ein Klemmteil 52 relativ zu dem Führungsteil 51 so verstellt
werden, dass es den Schlitten 50 an dem Führungsteil 51 festklemmt.
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Nachdem
alle Gelenkfüße 37 mit
Hilfe der Betätigungshandhaben 48 fixiert
sind, gegebenenfalls die Linearführung 49 eingestellt
ist, ist das Stützteil 31 an
der Stützstelle 32 positioniert.
Sodann entfernen die Positioniermittel 25 den Messarm 16 von der
Stützstelle 32 und
fahren die Stützstelle 33 an, sodass
die dortige Stützvorrichtung 12 in
der vorgenannten Weise eingerichtet und positioniert werden kann.
Die Stützvorrichtungen 13, 14 werden
später entsprechend
positioniert und eingerichtet. Sodann wird die Vorgabeeinrichtung 26 demontiert
und die Messeinrichtung 17 am Messarm 16 montiert
und das Messobjekt 15 auf die Stützvorrichtungen 11–14 an
den nunmehr eingerichteten Stützstellen 32–35 aufgelegt.
Die Messvorrichtung 10 tastet dann mit Hilfe des Tastkopfes 18 das
Messobjekt 15 ab und vermisst es.
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Es
ist vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich, die Messvorrichtung
mit Hilfe einer Kalibriereinrichtung 54 zu kalibrieren.
Eine beispielsweise auf einem Ständer 56 angeordnete
Kalibrierungskugel 55 wird mit der jeweils am Messarm 16 montierten Messeinrichtung 17 oder
Vorgabeeinrichtung 26 an mehreren Punkten des Außenumfangs
der Kalibrierungskugel 55 abgetastet, um den Mittelpunkt
der Kalibrierungskugel 55 bzw. den Abstand eines Mittelpunkts
dieser Kugel 55 zu einem Bezugspunkt der Messeinrichtung 17 oder
der Vorgabeeinrichtung 26 zu ermitteln. Es ist beispielsweise
vorteilhaft, vor der Einrichtung der Stützstellen 32–35 zunächst die
Vorgabeeinrichtung 26 mittels der Kalibriereinrichtung
zu kalibrieren und später,
d.h. nach dem Einrichten der Stützvorrichtungen 11–14 und
vor dem Auflegen des Messobjekts 15 auf die Stützvorrichtungen 11–14, die
Messeinrichtung 17 mittels der Kalibriereinrichtung zu
kalibrieren.
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Durch
die drei Gelenkfüße 37 haben
die Stützvorrichtungen 11–14 im
fixierten Zustand eine hohe Stabilität bzw. können eine verhältnismäßig große Traglast
aufnehmen. Sofern geringere oder höhere Traglasten gefordert sind,
können
auch beispielsweise nur zwei oder mehr als drei Gelenkfüße vorhanden
sein. Für
verhältnismäßig kleine
Traglasten ist die in 2 dargestellte Stützvorrichtung 200 vorgesehen.
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Die
Stützvorrichtung 200 hat
einen einzigen Gelenkfuß 37,
an dessen oberem Ende 39 ein Stützteil 231 mit einer
kugelförmigen
Oberfläche
bzw. Auflagefläche 30 angeordnet
ist. Das Stützteil 231 ist
gelenkig mit einem Kugelgelenk 247 am oberen Ende des Gelenkfußes 37 befestigt.
Ein unteres Gelenk 246, im Ausführungsbeispiel ein Kugelgelenk,
am unteren Ende 40 des Gelenkfußes 37 verbindet den
Gelenkfuß 37 gelenkig
mit einem Fußteil 241.
Das Fußteil 241 enthält eine
Saugeinrichtung 206 zum Ansaugen auf einem Untergrund 236,
beispielsweise der Basisfläche 36.
Ein flexibler Saugkopf kann sich an den Untergrund 236 ansaugen.
Mit Hilfe eines Bedienteils in Gestalt eines Bedienhebels 208 kann
ein Unterdruck an dem Saugkopf 207 zum Ansaugen an den
Untergrund 236 erzeugt werden, bzw. zum Lösen vom
Untergrund 236 aufgehoben werden. Die Ständerplatte 42 bzw.
die Saugeinrichtung 206 sind erfindungsgemäße Fixiermittel 57.
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Magnetische
Mittel bzw. ein Magnet 58 erleichtern das Positionieren
des Stützteils 31 relativ
zu der Vorgabeeinrichtung 26. Der Magnet 58 ist
beispielsweise in die Vorgabeeinrichtung 26 integriert. Der
Magnet 58 ist beispielsweise ein Dauermagnet oder ein Elektromagnet.
Zur Positionierung der Stützteile 31, 231 wird
der Magnet 58 mit elektrischem Strom beaufschlagt und somit
aktiviert. Der Magnet 58 zieht die ferromagnetischen Stützteile 31, 231 an, sofern
sie sich in einem vorbestimmten Abstand zu der Vorgabeeinrichtung 26 bereits
befinden, sodass die Stützoberfläche 30 an
der Definitionsfläche 28 anliegt.
Es ist dann besonders einfach, die Gelenkfüße 37, d.h. insgesamt
die Stützvorrichtungen 11–14, 200 mit
Hilfe der Betätigungshandhaben 48 zu
fixieren.
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Ein
alternatives Befestigungskonzept ist bei Fixiermitteln 57 der
Stützvorrichtung 300 realisiert. Prinzipiell
ist der Aufbau der Stützvorrichtung 300 ähnlich wie
der der Stützvorrichtungen 11–14.
Im Unterschied zu den vorgenannten Stützvorrichtungen sind jedoch
Fußteile 341 an
den unteren Enden der Gelenkfüße 37 der
Stützvorrichtung 300 individuell und
separat voneinander auf dem Untergrund platzierbar. Beispielsweise
haben die Fußteile 341 die Gestalt
von Nutensteinen, die in entsprechende Nuten am Untergrund 36 einbringbar
und dort klemmbar sind. Ferner sind als Fixiermittel 57 an
den Fußteilen 341 Magnete 301 angeordnet.
Mittels der Magnete 301 können die Fußteile 341 magnetisch
am Untergrund 36 fixiert werden.
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Wie
die Stützvorrichtungen 11–14, 500 hat auch
die Stützvorrichtung 300 ein
die Gelenkfüße 37 koppelndes
Koppelteil 38 sowie eine Linearführung 49 an dessen
Oberseite. An dem Schlitten 50 ist ein Stützteil 331 angeordnet.
Ein walzenförmiges
Stützelement 332 ist
auf einem nach oben vor den Schlitten 50 vorstehendes Ständerteil 333 angeordnet.
Das Stützelement 332 hat
eine zylindrische Auflagefläche 334.
Ein auf dem Stützteil 331 aufliegendes
flächiges Messobjekt
wird somit nicht nur punktförmig,
sondern etwa entlang einer Linie auf der Oberseite des Stützteils 331 abgestützt. Es
ist auch möglich,
dass das Stützteil 331 in
eine am jeweiligen Messobjekt vorgesehene Aufnahmeöffnung eindringt
und somit eine Art Stift zum Eindringen in diese Aufnahmeöffnung bildet.
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Das
Stützteil 331 ist
lösbar,
beispielsweise mit einer Schraubverbindung, an der Linearführung bzw.
an dem Schlitten 50 befestigt. An Stelle des Stützteils 331 könnte auch
beispielsweise das in den 4a, 4b dargestellte
Stützteil 431 am
Schlitten 50 befestigt werden. Das Stützteil 431 ist eine
Art 3D-Stützteil
mit einer dreidimensional verformbaren Stützoberfläche 432. Die Stützoberfläche 432 wird durch
eine aus einem Gehäuse
nach oben ausfahrbaren Stützstiftanordnung 434 mit
Stützstiften 435 gebildet.
Die Stützstifte 435 bilden
eine Art Stützstiftpaket.
Jeder Stützstift 435 ist
einzeln in Längsrichtung
des Stützteils 431 aus
dem Gehäuse 433 ausfahrbar.
Zweckmäßigerweise
sind die Stützstifte 435 mittel
Federn in dem Gehäuse 433 gelagert
bzw. stützen
sich auf Federn ab. Die Stützstiftanordnung 434 ist
somit federnd in dem Gehäuse 433 gelagert.
Beim Entspannen der in der Figur nicht sichtbaren Federanordnung
fahren die Stützstifte 435 aus
dem Gehäuse 433 heraus,
vorliegend nach oben, bis sie an einer Definitionsfläche 428 einer
Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 426 anliegen.
Die Vorgabeeinrichtung 426 ist an dem in der 4 nicht sichtbaren Messarm 16 montiert
und wird durch diesen an einer vorgegebenen Stützstelle in der oben beschriebenen
Weise positioniert. Die Definitionsfläche 428 ist zweckmäßigerweise
kugelförmig,
d.h. sie hat die Gestalt der Innenfläche einer Kugel. Wenn die Stützstiftanordnung an
der Definitionsfläche 428 anliegt,
wird sie mittels einer Klemmeinrichtung, z.B. mittels eines Spannrings
oder einer Klemmschraube 436, fixiert bzw. in der gewünschten
Position geklemmt.
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Auch
das am Schlitten 50 der Stützvorrichtung 500 oben
angeordnete Stützteil 531 hat
eine Stützstiftanordnung
in der Art des Stützteils 331, nämlich eine
Stützstiftanordnung 534 mit
Stützstiften 535,
die durch nicht dargestellte Klemmmittel in einer gewünschten
Position klemmbar sind. Im nichtgeklemmten Zustand sind die Stützstifte 535 aus
einem Gehäuse 533 zweckmäßigerweise
durch Federkraft herausfahrbar. Im nichtgeklemmten Zustand können die
Stützstifte 535 mit
Hilfe einer Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 526 zur
Bildung einer Stützstelle
verstellt werden.
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Dabei
hat sich folgende Vorgehensweise als zweckmäßig herausgestellt. Die an
dem Messarm 16 vorn befestigte Vorgabeeinrichtung 526 wird
an einer gewünschten
Stützstelle
positioniert. Sodann wird die Stützvorrichtung 500 relativ
zu einem Stempelelement 536 am vorderen, freien Ende der
Vorgabeeinrichtung 526 verstellt, sodass die Vorgabeeinrichtung
bzw. das Stempelelement 536 die Stützstifte 535 in das
Gehäuse 533 partiell
hineinverstellen. Das Stempelelement 536 formt durch entsprechendes Verstellen
der Stützstifte 535 eine
resultierende, dreidimensionale Stützoberfläche an der Oberseite der Stützstiftanordnung 534.
Nachdem die Stützvorrichtung 500 fixiert
ist, d.h. die Gelenkfüße 37 festgeklemmt
sind und die Stützstiftanordnung 534 festgeklemmt
ist, kann die Vorgabeeinrichtung 526 wieder entfernt werden,
was in 5 dargestellt ist.
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Es
versteht sich, dass auch eine andere Vorgehensweise möglich ist:
Zunächst
wird die Stützstellen-Vorgabeeinrichtung 526 in
etwa in die gewünschte
Position verfahren, ist jedoch von der gewünschten Stützstellenposition entfernt.
Sodann wird die Stützvorrichtung 500 mittels
der Gelenkfüße 37 sozusagen
grob unterhalb bzw. im Bereich der Vorgabeeinrichtung 526 positioniert
und fixiert. Sodann wird die Vorgabeeinrichtung 526 in
Richtung der Stützstiftanordnung 534 verstellt,
beispielsweise nach unten, um die gewünschte Stützoberfläche zu bilden, sozusagen einzuprägen bzw.
einzustempeln. Dann wird die Stützstiftanordnung 534 in
der durch die Vorgabeeinrichtung 526 definierten Längspositionen
bezüglich
des Gehäuses 533 geklemmt
bzw. fixiert.
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Es
versteht sich, dass mit Hilfe der Stützstiftanordnungen 534, 434 weitgehend
beliebige Stützoberflächen definierbar
sind. Beispielsweise ist eine kugelförmige Oberfläche mit
einer vorteilhaft punktförmigen
Stützstelle
mit Hilfe der Kalotte bzw. Vorgabeeinrichtung 426 definierbar.
Es ist auch möglich,
dass beispielsweise einige der Stützstifte 435 oder 535 so
vor die übrigen
Stützstifte 434 bzw. 534 vorstehen,
dass sie in eine korrelierende Aufnahmeöffnung an einem aufzulegenden
Messobjekt eindringen und dieses so stützen.