DE102005036929B4

DE102005036929B4 - Tastermagazin

Info

Publication number: DE102005036929B4
Application number: DE102005036929A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Eckhard Dr. Habermehl
Original assignee: Hexagon Metrology GmbH
Current assignee: Hexagon Metrology GmbH
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2025-08-06
Also published as: DE102005036929A1

Abstract

Tastermagazin mit einer Tasterbank zur Aufnahme wenigstens eines Tasters oder einer Tasterkombination eines Koordinatenmessgerätes, wobei die Tasterbank beweglich ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Anschlag (26, 31) für wenigstens eine Endposition der Tasterbank (2), die gleichzeitig die Übergabeposition für Ablage und Aufnahme der Taster oder Tasterkombinationen ist, vorgesehen ist, und dass der wenigstens eine Anschlag (26, 31) drei Lager (24, 25, 33) aufweist, und dass die Tasterbank drei in der Endposition in die drei Lager (24, 25, 33) greifende Gegenlager (22, 23, 37) aufweist, und dass eine Verriegelungsvorrichtung (28) zum Fixieren der Tasterbank (2) in der Übergabeposition vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass der Kraftfluss der Anschlagskräfte lokal im Bereich des Anschlags geschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Tastermagazin zur Aufnahme wenigstens eines Tasters oder einer Tasterkombination eines Koordinatenmessgerätes.
Die heute in Messmaschinen eingesetzten Tastköpfe weisen eine mechanische Schnittstelle auf, die es erlaubt, unterschiedliche Tasterkonfigurationen automatisch einzuwechseln. Dies spart Messzeit ein und erhöht das Spektrum der möglichen Messaufgaben.
Die verwendeten Tasterkonfigurationen befinden sich in einem Tastermagazin und die jeweils benötigte Konfiguration wird zum Messen in den Tastkopf eingewechselt. Dazu fährt die Messmaschine ihren Tastkopf zu einer leeren Haltevorrichtung (Tastergarage) und legt die aktuell verwendete Tasterkonfiguration dort ab. Anschließend fährt sie den Tastkopf zu einer Haltevorrichtung mit dem benötigten Taster. Dieser wird sodann in die mechanische Schnittstelle am Tastkopf eingewechselt.
Die Haltevorrichtungen für die Tasterkonfigurationen sind üblicherweise an einem gemeinsamen Halter angeschraubt, der so genannten Tasterbank. Diese Tasterbank ist fest mit der Struktur der Messmaschine verbunden.
Um eine aufwändige Übergabemechanik zu vermeiden, steht die Tasterbank mit den Haltevorrichtungen und den darin befindlichen Tasterkonfigurationen direkt im Messvolumen der Messmaschine, und zwar meistens am Rand. Dadurch wird jedoch der Messbereich der Maschine je nach Tasterkonfiguration eingeschränkt. Insbesondere bei Tastern mit langen seitlichen Komponenten, beispielsweise bei Tastern mit Auskragungen von bis zu einem Meter Länge kann die dadurch hervorgerufene Reduktion des Messvolumens erheblich sein.
Eine Lagerung der Taster in einem Magazin außerhalb des Messvolumens, wie sie auch gemäß dem Stand der Technik bekannt ist, benötigt eine Übergabemechanik, die meist aus einem Greifer (auch Handler genannt) besteht, der die Taster zwischen Magazin und Übergabeposition im Messvolumen transportiert. Der Greifer bewegt sich nur zur Übergabe an die Übergabeposition im Messvolumen. Damit steht das gesamte Messvolumen für die eigentliche Aufgabe zur Verfügung. Solche zum Stand der Technik gehörenden Systeme sind jedoch mechanisch aufwändig und teuer.
Eine weitere zum Stand der Technik gehörende Lösung weist bewegliche Haltevorrichtungen für die Tasterkonfigurationen auf. Jede einzelne Haltevorrichtung in der Tasterbank ist verschieblich gelagert und dadurch in der Lage, sich in das oder aus dem Messvolumen zu bewegen. Lediglich zur Übergabe des Tasters wird die Haltevorrichtung durch einen Antrieb in das Messvolumen verschoben. Auch diese Lösung ist relativ aufwändig, da jede Haltevorrichtung einen eigenen Antrieb beziehungsweise eine Ansteuerung benötigt.
Zum Stand der Technik gehört darüber hinaus ein Tastermagazin für Koordinatenmessgeräte, welches durch eine Linearbewegung in das Messvolumen hinein und aus dem Messvolumen heraus verfahrbar ist. Dieses zum Stand der Technik gehörende Tastermagazin weist zwei parallele Führungen auf, in denen das Tastermagazin verfahrbar ist. Diese Führungen liegen größtenteils außerhalb des Messvolumens, um das Tastermagazin aus dem Messvolumen herausfahren zu können.
Sämtliche zum Stand der Technik gehörenden Tastermagazine für Koordinatenmessgeräte, die in das Messvolumen des Koordinatenmessgerätes hineingefahren werden, haben den Nachteil, dass die Reproduzierbarkeit der Übergabeposition stark eingeschränkt ist. Hierdurch besteht die Gefahr, dass die Ablage oder Aufnahme von Taster oder Tasterkombinationen fehlschlägt, was einen automatisierten Messablauf nachteilig beeinflusst.
Zum Stand der Technik ( DE 39 22 296 A1 ) gehört ein Magazin für Koordinatenmessgeräte. Dieses Magazin ist außerhalb des Messbereiches angeordnet. Um eine Tasterübergabe zu ermöglichen, ist ein Doppelgreifer zwischen dem Tastermagazin und dem Tastkopf vorgesehen.
Dieses zum Stand der Technik gehörende Tastermagazin weist den Nachteil auf, dass es zum einen durch den Doppelgreifer sehr aufwändig in seinem Aufbau ist. Darüber hinaus gestaltet sich durch den Doppelarmgreifer die Einhaltung der exakten Position bei Übergabe des Tasters als äußerst schwierig.
Weiterhin gehört zum Stand der Technik ( DE 34 47 706 A1 ) ein Werkzeugmagazin, bei dem ein schwenkbarer Werkzeugträger an einem Werkstücktisch angehängt ist.
Dieses zum Stand der Technik gehörende Werkzeugmagazin weist einen Wechselmechanismus auf, der sehr robust aufgebaut ist. Der Grund dafür ist das erheblich größere Gewicht der zu wechselnden Werkzeuge sowie die Wechselgeschwindigkeit. Der robuste und damit sehr steife Aufbau birgt inhärent eine genügend hohe Genauigkeit für die Reproduzierbarkeit der Werkzeugwechselpositionen. Dieses zum Stand der Technik gehörende Werkzeugmagazin weist jedoch den Nachteil auf, dass es aufgrund seiner Robustheit sehr teuer ist.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Tastermagazin zur Aufnahme wenigstens eines Tasters oder einer Tasterkombination eines Koordinatenmessgerätes anzugeben, mit dem eine reproduzierbare Übergabeposition für die Taster oder Tasterkombinationen ermöglicht wird.
Dieses technische Problem wird durch ein Tastermagazin gemäß Anspruch 1 gelöst.
Dadurch, dass bei dem Tastermagazin mit einer Tasterbank zur Aufnahme wenigstens eines Tasters oder einer Tasterkombination eines Koordinatenmessgerätes die Tasterbank beweglich ausgebildet ist, und dadurch dass wenigstens ein Anschlag für wenigstens eine Endposition der Tasterbank, die gleichzeitig die Übergabeposition für Abgabe und Aufnahme der Taster oder Tasterkombinationen ist, vorgesehen ist, und dadurch, dass der wenigstens eine Anschlag drei Lager aufweist und dass die Tasterbank drei in der Endposition in die drei Lager greifende Gegenlager aufweist, und dadurch, dass die Verriegelungsvorrichtung zum Fixieren der Tasterbank in der Übergabeposition vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass der Kraftfluss der Anschlagskräfte lokal im Bereich des Anschlags geschlossen ist, befindet sich das Tastermagazin während der Übergabe der Taster oder Tasterkombinationen in einer Übergabeposition, die reproduzierbar wiederholt von dem Tastermagazin eingenommen werden kann. Hierdurch wird erreicht, dass die Ablage und Aufnahme von Tastern und Tasterkombinationen problemlos erfolgen kann. Es ist auch möglich, einen weiteren Anschlag in einer Ruheposition vorzusehen.
Um eine exakte Lagerung zu erhalten, sind die drei Lager vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie sechs Anlagepunkte aufweisen und die drei Gegenlager sind vorteilhaft als an den Anlagepunkten liegende Kugeln ausgebildet. Die Lager können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie jeweils zwei zylinderförmig ausgebildete Rollen aufwei sen, so dass beim Eingreifen einer Kugel in ein Lager zwei Anlagepunkte vorhanden sind.
Es ist auch möglich, die drei Lager als ein Planlager, ein V-Lager und ein Tripellager, das dieselbe Geometrie wie eine von drei Flächen begrenzte Innenecke (zum Beispiel Würfelecke) aufweist, auszubilden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlag als Säule ausgebildet. Die Säule ist vorteilhaft derart an dem Koordinatenmessgerät oder an der Basis für das Tastermagazin angeordnet, dass das Tastermagazin in der Übergabeposition an der Säule anliegt, und zwar mit der beschriebenen Lager-/Gegenlagerverbindung.
Um eine Krafteinwirkung des Tastermagazines auf die Säule in der Übergabeposition zu vermeiden, weist die Säule vorteilhaft eine Verriegelungsvorrichtung auf, die lokal an den Anschlagpunkten den Kraftfluss schließt, um die Säule nicht zu belasten. Die Verriegelungsvorrichtung wird ihrerseits vorteilhaft als eine selbsthemmende Verriegelungsvorrichtung, wie etwa in der Art eines Kniehebels, ausgeführt. Mittels der Verriegelungsvorrichtung wird das Tastermagazin in die Lager oder Gegenlager der Säule gezogen, um einen reproduzierbaren Anschlag zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Sensor zur Überwachung der wenigstens einen Endlagenposition vorgesehen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Tastermagazines nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Tastermagazin mit Anschlag in Seitenansicht;
2 eine Ansicht eines Säulenanschlages in Richtung des Pfeiles III der 1.
1 zeigt ein Tastermagazin 1, welches auf einer Maschinenstruktur 5 mit einer Basis 13 angeordnet ist. Die Basis 13 kann mittels Schraub- oder Klemmverbindungen (nicht dargestellt) an der Maschinenstruktur 5 befestigt sein.
An der Basis 13 ist über einen Anlenkpunkt 14 eine Säule 15 schwenkbar an der Basis 13 angeordnet. An einem weiteren, in 1 nicht sichtbaren Anlenkpunkt 16 ist eine zweite Säule 17 schwenkbar an der Basis 13 angeordnet. Die Säulen 15, 17 tragen die Tasterbank 2, an der wiederum Haltevorrichtungen 3 angeordnet sind. In der Haltevorrichtung 3 ist eine Tasterkonfiguration 4 mit einem weit auskragenden Taster 18 abgelegt. Damit die Tasterbank 2 und die daran angeordneten Haltevorrichtungen 3 während des Schwenkvorganges eine waagerechte Ausrichtung beibehalten, ist ein Band 19, beispielsweise ein Stahlband, vorgesehen, welches auf Rollen 20, 21 angeordnet ist. Der Schwenkvorgang von der rechten Position A in die linke Position B erfolgt über den Antrieb 8 mit dem Hubzylinder 9.
In der Position B sind der besseren Übersicht wegen die Tasterbank 2, die Haltevorrichtungen 3 und die Tasterkonfiguration 4 nicht dargestellt. In der Position B sind Gegenlager 22, 23, die als Kugeln ausgebildet sind, der Tasterbank 2 dargestellt, die in Lager 24, 25 greifen, die in 2 näher dargestellt sind. Die Lager 24, 25 sind in einem Anschlag 26, der als Säule 27 ausgebildet ist, angeordnet.
Wie in 1 dargestellt, ist an der Säule 27 eine Verriegelungsvorrichtung 28 angeordnet, die über einen Hydraulikzylinder 29 um den Schwenkpunkt 30 verschenkbar angeordnet ist.
Die Verriegelungsvorrichtung 28 umgreift mit einer sich verjüngenden Aufnahme 35 einen Stift 34. Bei Ausführen einer Schwenkbewegung in Richtung des Pfeiles C wird die Säule 15 in Richtung des Pfeiles D an den Anschlag 26 und damit in die Lager 24, 25 (2) gezogen. Dadurch, dass der Kraftfluss der Verriegelungsvorrichtung 28 am oberen Ende der Säule 27 geschlossen wird, wird eine Verbiegung der Säule 27 durch die Anpresskräfte der Gegenlager 22 und 23 in die Lager 24 und 25 vermieden.
Sensoren 12 dienen zur Überwachung des Erreichens der Endlagenpositionen.
2 zeigt das Tastermagazin 1 mit der Basis 13, dem Anschlag 26 mit der Säule 27 und dem Anschlag 31 mit der Säule 32. Der Anschlag 26 weist die zwei Lager 24, 25 auf, wobei das Lager 24 als Tripellager und das Lager 25 als V-Lager ausgebildet ist. Der Anschlag 31 weist das Lager 33 auf, welches als Planlager ausgebildet ist. An den Säulen 27, 32 sind die Verriegelungsvorrichtungen 28 angeordnet, die, wie schon beschrieben, über die Hydraulikzylinder 29 bewegt werden.

1: Tastermagazin
2: Tasterbank
3: Haltevorrichtung
4: Tasterkonfiguration
5: Maschinenstruktur
8: Antrieb
9: Hubzylinder
12: Sensoren
13: Basis
14: Anlenkpunkt
15: Säule
16: Anlenkpunkt
17: Säule
18: Taster
19: Band
20, 21: Rollen
22, 23: Gegenlager
24, 25: Lager
26: Anschlag
27: Säule
28: Verriegelungsvorrichtung
29: Hydraulikzylinder
30: Anlenkpunkt
31: Anschlag
32: Säule
33: Lager
34: Stift
35: Ausnehmung
37: Gegenlager
A: Position
B: Position
C: Pfeil
D: Pfeil

Claims

Tastermagazin mit einer Tasterbank zur Aufnahme wenigstens eines Tasters oder einer Tasterkombination eines Koordinatenmessgerätes, wobei die Tasterbank beweglich ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Anschlag (26, 31) für wenigstens eine Endposition der Tasterbank (2), die gleichzeitig die Übergabeposition für Ablage und Aufnahme der Taster oder Tasterkombinationen ist, vorgesehen ist, und dass der wenigstens eine Anschlag (26, 31) drei Lager (24, 25, 33) aufweist, und dass die Tasterbank drei in der Endposition in die drei Lager (24, 25, 33) greifende Gegenlager (22, 23, 37) aufweist, und dass eine Verriegelungsvorrichtung (28) zum Fixieren der Tasterbank (2) in der Übergabeposition vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass der Kraftfluss der Anschlagskräfte lokal im Bereich des Anschlags geschlossen ist.
Tastermagazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Lager (24, 25, 33) als insgesamt sechs Anlagepunkte aufweisende Lager (24, 25, 33) und die drei Gegenlager (22, 23, 37) als an den Anlagepunkten liegende Kugeln oder umgekehrt ausgebildet sind.
Tastermagazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlag (26, 31) als Säule mit Lagern (24, 25, 33) ausgebildet ist.
Tastermagazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (12) zur Überwachung der Endlagenposition vorgesehen ist.
Tastermagazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (28) als eine Verriegelungsvorrichtung ausgebildet ist, bei der die Verriegelung als selbsthemmende Verriegelung ausgeführt ist.
Tastermagazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (29) der Verriegelungsvorrichtung (28) als ein von einem Antrieb (8) von Säulen (15, 17), die die Tasterbank (2) tragen, unabhängiger Antrieb (29) ausgebildet ist.