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Die
Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung für eine Messvorrichtung
mit einem räumlich
verstellbaren Messarm zum Vermessen eines körperlichen Messobjekts, wobei
die Stützvorrichtung
mittels einer an dem Messarm angeordneten Vorgabeeinrichtung zur
Bereitstellung mindestens einer Stützstelle positionierbar ist,
an der oder auf der das Messobjekt während einer Vermessung anordenbar
ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Messvorrichtung und ein
Messverfahren.
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Eine
derartige Messvorrichtung bzw. ein entsprechendes Messverfahren
sind beispielsweise aus der
DE 196 40 579 A1 sowie der
DE 196 48 864 C2 bekannt.
Die Stützen
gemäß der Messvorrichtung gemäß der
DE 196 40 579 A1 sind
vertikal verstellbar und stellen jeweils punktförmige Auflagenflächen für das Messobjekt
bereit. Somit ist es möglich,
beispielsweise ein Messobjekt mit gekrümmten Oberflächen auf
den Stützstellen
zu positionieren. Allerdings sind nur zwei Freiheitsgrade vorhanden,
nämlich
einerseits eine Verstellung der jeweiligen Stützen auf der Basisfläche der
Messvorrichtung mit Hilfe des Messarms und ferner eine Höhenverstellung
der Stützstellen.
Eine etwas größere Flexibilität stellen Stützen gemäß der
DE 196 48 864 C2 bereit.
Diese Stützen
weisen zwei gelenkig miteinander verbundene Schenkel auf, so dass
auch schräg
stehende Stützstellen
für das
Messobjekt einstellbar sind.
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Bei
den bekannten Messvorrichtungen bzw. Stützvorrichtungen ist es jedoch
nachteilig, dass die einzelnen Stützstellen mechanisch nur eingeschränkt belastbar
sind und die Flexibilität
zur Einstellung der Stützstellen
gering ist.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Vorrichtungen
und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen mechanisch belastbare
Stützstellen
für ein
Messobjekt räumlich
möglichst
flexibel bereitgestellt werden können.
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Zur
Lösung
der Aufgabe ist bei Stützvorrichtung
der eingangs genannten Art vorgesehen, dass sie mindestens zwei
Stützfüße mit jeweils
einem mit der Vorgabeeinrichtung korrespondierenden Kopfende aufweist,
so dass die Stützfüße mit Hilfe
der Vorgabeeinrichtung auf einer Basisfläche der Messvorrichtung positionierbar
sind, dass sie ein Koppelteil mit Koppelungseinrichtungen für die Kopfenden
der Stützfüße aufweist,
so dass das Koppelteil nach der Positionierung der Stützfüße an den
Stützfüßen montierbar
ist, und dass das Koppelteil die mindestens eine Stützstelle
bereitstellt. Ferner sind eine erfindungsgemäße Stützvorrichtung für eine derartige Messvorrichtung
sowie ein erfindungsgemäßes Messverfahren
zur Lösung
der Aufgabe vorgesehen.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung ist es, zunächst einzelne Stützfüße zu positionieren
und auf diesen Stützfüßen dann
ein Koppelteil anzuordnen, das die Stützfüße miteinander koppelt. Das
Koppelteil stellt die Stützstelle
für das
Messobjekt bereit. Durch die Koppelung mehrerer Stützfüße ist die
mechanische Belastbarkeit der Stützvorrichtung
größer. Ferner
können
die Stützstellen
exakt eingestellt werden, weil die Stützfüße zunächst vorpositioniert werden,
bevor das Koppelteil an den Stützfüßen montiert wird.
Eine räumliche
Positionierung und Verstellung der zweckmäßigerweise gelenkigen und/oder
biegeflexiblen Stützfüße fällt somit
leicht.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht mindestens drei Stützfüße vor, was eine hohe mechanische
Belastbarkeit bei gleichzeitig großer räumlicher Flexibilität zur Einrichtung
der Stützstelle
ermöglicht.
Ferner ist das Koppelteil bei drei Auflagebereichen mechanisch nicht überbestimmt.
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Bei
den Kopfenden sind viele Ausführungsformen
denkbar. Beispielsweise können
die Kopfenden kugelförmig
oder walzenförmig
sein. Polygonale Oberflächen
sind möglich.
Die Kopfenden können Schraubenden
oder Rastenden aufweisen. Die Koppelungseinrichtungen an dem Koppelteil
sind korrespondierend ausgestaltet, das heißt sie haben beispielsweise
kugelförmige
oder kalottenförmige
Aufnahmen, Rinnen für
walzenförmige
Kopfenden, Schraubaufnahmen oder Schraubbolzen sowie Rastmittel
zum Einrasten von als Rastenden ausgestalteten Kopfenden.
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Kugelförmige Kopfenden
haben den Vorteil, dass der jeweilige Abstand von der Kugeloberfläche zu einem
Mittelpunkt der Kugel jeweils von allen Seiten der Kugel gleich
ist, so dass eine Kalibrierung der Messvorrichtung eine optionale,
nicht unbedingt erforderliche Maßnahme ist. Eine Kalibrierung
mit beispielsweise einer Kalibrier-Messeinrichtung ist jedoch beispielsweise
bei unterschiedlichen, zur Anpassung an verschiedene Arten von Kopfenden
vorgesehenen Vorgabeeinrichtungen vorteilhaft.
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Auch
die umgekehrte Bauform ist denkbar, dass nämlich die Kopfenden der Stützfüße Aufnahmen,
beispielsweise kalottenförmige
Aufnahmen, aufweisen. Die Koppelungseinrichtungen des Koppelteils
umfassen dann korrespondierende Vorsprünge, z.B. Kugelköpfe.
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Die
Koppelungseinrichtungen können
beispielsweise Pratzen enthalten, mit denen die Kopfenden in eine
Aufnahme der Koppelungseinrichtung gespannt werden. Die Pratze hat
zweckmäßigerweise zumindest
an einem Bereich eine Kontur, die mit einer Außenkontur des Kopfendes korreliert,
beispielsweise eine Hohlkugelkontur oder eine hohlzylindrische Kontur
für einen
stabförmigen
Abschnitt eines Kopfendes. Die Pratze kann durch Klemmen, durch eine
Schraube oder dergleichen fixierbar sein. Zweckmäßigerweise bildet die Pratze
einen Winkel, dessen einer Schenkel an einer Seite des Koppelteils angeschraubt
ist und dessen anderer Schenkel unter das Koppelteil zur Aufnahme
hin vorsteht. Das Koppelteil ist beispielsweise als eine Platte
ausgestaltet.
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Zweckmäßigerweise
ist der Pratze eine Federanordnung zugeordnet, um sie in eine das
Kopfende fixierende Stellung zu spannen. Dadurch fällt die
Montage der Pratze leicht. Zu diesem Zweck kann zweckmäßigerweise
auch ein Magnet vorgesehen sein.
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Ein
Magnet kann zweckmäßigerweise
auch als eine Positionierhilfe dienen und beispielsweise an einem
Kopfende oder an einer Koppelungseinrichtung des Koppelteils angeordnet
sein. Somit kann das Koppelteil leicht an den Kopfenden positioniert und
montiert werden. Bei ausreichend großer magnetischer Haltekraft
ist es sogar denkbar, dass bereits die magnetische Kopplung des
Koppelteils mit den Stützfüßen zur
Bildung einer mechanisch belastbaren Stützstelle ausreicht.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
sieht vor, dass das Koppelteil an einem beweglichen Bereitstellungsfuß angeordnet
ist. Das Koppelteil kann an dem Bereitstellungsfuß fest oder
lösbar
befestigt sein. Mit Hilfe des Bereitstellungsfußes kann das Koppelteil relativ
zu den mindestens zwei Stützfüßen verstellt
werden, die zuvor mit Hilfe der Vorgabeeinrichtung an dem Messarm
bereits vorpositioniert sind. Der Bereitstellungsfuß stellt
eine Art Montagehilfe dar.
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Der
Bereitstellungsfuß und/oder
die Stützfüße sind
zweckmäßigerweise
gelenkig und/oder biegeflexibel und/oder längsverstellbar. Es versteht
sich, dass beliebige Kombinationen solcher Stützfüße und Bereitstellungsfüße denkbar
sind.
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Das
Kuppelteil ist vorteilhafterweise dreh- oder kugelgelenkig an den
Bereitstellungsfuß angelenkt.
Somit sind viele Freiheitsgrade zur Positionierung des Kuppelteils
vorhanden.
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Bevorzugt
ist es, wenn bei mindestens einem der Stützfüße und/oder dem Bereitstellungsfuß mindestens
zwei Verstell-Freiheitsgrade
vorhanden sind. Diese Verstell-Freiheitsgrade können beispielsweise durch die
freie Positionierbarkeit des jeweiligen Fußes auf einem Untergrund und/oder
durch längenverstellbare
Abschnitte und/oder durch Gelenke, insbesondere Dreh- oder Kugelgelenke,
bereitgestellt werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die Stützfüße und/oder der Bereitstellungsfuß Gelenkfüße sind.
Diese Gelenkfüße haben
zweckmäßigerweise
mindestens zwei dreh- oder kugelgelenkig miteinander verbundene
Schenkel. Die Schenkel können
schräg
bezüglich
der Basisfläche
der Messvorrichtung positioniert werden, was die Einstellung der
Stützfüße bzw.
des Bereitstellungsfußes
erleichtert. Bevorzugt ist es, wenn an den jeweiligen Enden der
Schenkel zusätzlich
Dreh- oder Kugelgelenke vorhanden sind, so dass die Freiheiten bei
der Einrichtung der Stützfüße bzw.
des Bereitstellungsfußes
groß sind.
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Vorteilhafterweise
wird das Kopfende eines erfindungsgemäßen Stützfußes durch ein Kopfteil gebildet,
dass mittels eines Drehgelenkes, eines Kugelgelenkes oder eines
Längsverstellmechanismus an
dem jeweiligen Stützfuß angeordnet
ist. Auch fußseitig
ist es vorteilhaft, wenn Drehgelenke oder Kugelgelenke an den Stützfüßen oder
Bereitstellungsfüßen vorhanden
sind. Eine bevorzugte Ausführungsform
sieht vor, dass die Fußteile
auswechselbar sind. Beispielsweise können Fußteile mit Schraubeinrichtungen
zum Anschrauben an der Basisfläche,
Magnetanordnungen zum magnetischen Halten an der Basisfläche, Saugeinrichtungen
zum Halten mittels Unterdruck, Klemmeinrichtungen zum Festklemmen oder
dergleichen vorgesehen sein.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die mindestens zwei Stützfüße durch
ein gemeinsames Fußteil
miteinander gekoppelt sind, beispielsweise eine Ständerplatte.
Auch der Bereitstellungsfuß ist
vorteilhaft an diesem Fußteil
befestigt. Auch eine Kombination eines einzelnen Stützfußes mit
einem Bereitstellungsfuß an
einem gemeinsamen Fußteil
ist denkbar.
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Der
Bereitstellungsfuß und/oder
die Stützfüße sind
zweckmäßigerweise
mit Hilfe einer einzigen Betätigungshandhabe
fixierbar. Die Betätigungshandhabe
fixiert Gelenke der jeweiligen Füße sequenziell,
gruppenweise oder auch simultan. Die Gelenke werden beispielsweise
geklemmt. Dadurch fällt die
Montage bzw. Festlegung der Stützfüße und des Bereitstellungsfußes leicht.
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Der
Bereitstellungsfuß kann
bei entsprechend mechanisch belastbarer Ausgestaltung die Stabilität der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung erhöhen.
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Die
mindestens eine Stützstelle
wird zweckmäßigerweise
durch das Koppelteil gebildet. Es ist auch denkbar, an einem Koppelteil
ein Stützteil
anzuordnen, das die Stützstelle
bildet.
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Ferner
ist es möglich,
dass an einem Koppelteil mehrere Stützstellen vorhanden sind. Die Stützstellen
können
verschiedene Ausgestaltungen haben, beispielsweise kugelförmige oder
ebene Auflageflächen,
Aufnahmeöffnungen
zur Aufnahme des Messobjektes oder eines Vorsprungs des Messobjektes,
Vorsprünge,
die in eine korrelierende Aufnahmeöffnung am Messobjekt eingreifen
oder dergleichen. Zweckmäßigerweise
ist ein jeweiliges Stützteil an
dem Koppelteil auswechselbar, so dass die Anpassung an unterschiedliche
Stützvoraussetzungen bzw.
die Anpassung an Messobjekte erleichtert ist.
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Zweckmäßigerweise
steht die Stützfläche schräg zu einer
durch mindestens zwei, vorteilhaft drei Koppelungseinrichtungen
definierten Ebene oder eine Stützplatte
des Koppelteils vor. Die Stützfläche ist
vorteilhaft an einem Vorsprung oder einem vor eine Platte des Koppelteils
vorstehenden Element angeordnet. Die Stützfläche ist z.B. ein schrägstehender
Zylinder. Diese Maßnahmen
ermöglichen jeweils
unabhängig
voneinander beispielsweise einen tangential schrägstehende Stützfläche bzw.
ein tangential darauf aufliegendes Messobjekt, z.B. eine Scheibe
eines Kraftfahrzeugs.
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Eine
hohe Flexibilität
ist bei einer Ausgestaltung der Erfindung gegeben, bei der die Stützstellen durch
eine dreidimensional verformbare Stützoberfläche gebildet ist. Die Stützoberfläche kann
beispielsweise durch ein chemisches Material gebildet sein, das
aushärtet
und die entsprechende Stützoberfläche bereitstellt.
Ferner ist eine Stützstiftanordnung
vorteilhaft, mit der eine dreidimensionale Stützoberfläche einstellbar ist. Die Stützstifte
sind beispielsweise klemmbar, wenn sie eine durch die Vorgabeeinrichtung
an dem Messarm vorgegebene Stellung eingenommen haben, das heißt die Stützoberfläche eine
entsprechende dreidimensionale Struktur oder Kontur aufweist.
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Wenn
das Koppelteil bereits auf den erfindungsgemäß positionierten Stützfüßen montiert
ist, kann sein Stützteil
beispielsweise mit Hilfe einer Linearführung und/oder einer Drehlagerung
feinpositioniert werden. Auch hierfür ist es zweckmäßig, dass der
Messarm die jeweilige Position der Stützstelle vorgibt.
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Die
Vorgabeeinrichtung des Messarms ist zweckmäßigerweise auswechselbar, so
das beispielsweise eine Vorgabeeinrichtung an dem Messarm anordenbar
ist, die an die Kontur der jeweiligen einzurichtenden Stützstelle
oder eines Kopfendes angepasst ist. Hier zeigt sich ein Vorteil
der Erfindung: zur Einrichtung der Stützvorrichtungen kann eine Vorgabeeinrichtung
an dem Messarm verbleiben, die an die Kopfenden der Stützfüße angepasst ist.
Mit dieser Vorgabeeinrichtung können
sämtliche Stützfüße eingerichtet
werden, sofern sie gleiche Kopfenden aufweisen, was vorteilhaft
ist. Das Koppelteil stellt sodann die individuell an einer Stützstelle erforderliche
Auflagekontur für
das Messobjekt bereit.
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Die
erfindungsgemäße Messvorrichtung weist
Positioniermittel zum Positionieren der Vorgabeeinrichtung an den
Positionen der Kopfenden auf. Es ist denkbar, diese Positionen beispielsweise
in einem Speicher der Messvorrichtung einzuspeichern, so dass der
Messarm die Positionen für
die Kopfenden anfahren kann.
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Bevorzugt
ist es, wenn die Positionen der Stützstellen bei der Messvorrichtung
konfiguriert oder programmiert werden. Die Positioniermittel berechnen
dann anhand der Positionen der Stützstellen die Positionen der
Kopfenden der Stützfüße einer Stützvorrichtung,
die die Stützstelle
später
bereitstellt. Die Positioniermittel transformieren beispielsweise die
Koordinaten der einzureichenden Stützstelle auf die Koordinaten
der Kopfenden der Stützfüße.
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Die
Positioniermittel können
z.B. als ein Softwaremodul ausgestaltet sein, was an sich eine eigenständige Erfindung
darstellt.
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Bei
den nachfolgend anhand der Zeichnung vorgestellten Ausführungsbeispielen
der Erfindung sind jeweils Gelenkfüße eingesetzt. Es versteht
sich, dass beispielsweise auch lediglich frei auf der Basisfläche der
Messvorrichtung positionierbare, in einer Längsrichtung, z.B. in Vertikalrichtung,
verstellbare Stützfüße denkbar
sind. Es zeigen:
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1 eine
Messvorrichtung zur Ausführung des
Messverfahrens mit mehreren Stützvorrichtungen,
die jeweils drei Stützfüße aufweisen,
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2 einen
einzelnen Stützfuß einer
Stützvorrichtung
gemäß 1,
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3a, 3b eine
Stützvorrichtung
mit drei Stützfüßen zur
Verwendung mit der Messvorrichtung gemäß 1,
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4a, 4b ein
Koppelteil der Stützvorrichtung
gemäß 3a, 3b von
schräg
unten und schräg
oben, und
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5 eine
Stützvorrichtung
mit einem Stützteil
mit einer räumlich
verstellbaren bzw. verformbaren Stützoberfläche.
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Eine
Messvorrichtung 10 enthält
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 Zeichnung nicht sichtbaren Tastkopf 18 angeordnet.
Der Messarm 16 ist mittels 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 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 Vorgabeeinrichtung 26 hat
eine beispielsweise kalottenförmige
bzw. hohlkugelförmige Definitionsfläche 28,
die mit Kopfenden 30 von Stützfüßen 37 der Stützvorrichtungen 11, 12, 13 oder 14 korreliert.
Die Definitionsfläche 28 ist
sozusagen ein Negativ der Kopfenden 30. Die Stützfüße 37 sind
vorteilhaft Gelenkfüße.
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Zur
Positionierung und Einrichtung der Stützvorrichtungen 11–14 an
Stützstellen 32 bis 35 steuert das
Positioniermodul 24 und somit die Messvorrichtung 10 den
Messarm 16 in Positionen, wo die Kopfenden 30 der
Stützfüße 37 der
Stützvorrichtungen 11, 12, 13 oder 14 positioniert
sein sollen. Sodann werden Koppelteile 38, die jeweils
3 Stützfüße 37 einer
Stützvorrichtung 11, 12, 13 oder 14 an
ihren oberen Endbereichen 39 miteinander koppeln, an den Kopfenden 30 montiert.
Die Koppelteile 38 der Stützvorrichtungen 11–14 stellen
Stützstellen 32 bis 35 bereit,
auf denen später
das Messobjekt 15 zur Vermessung aufgelegt wird.
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Die
Stützvorrichtungen 11–14 sowie
weitere Stützvorrichtungen 700 und 500 gemäß der nachfolgenden
Beschreibung weisen teilweise ähnliche Komponenten
auf. Gleiche oder gleichartige Komponenten werden im Folgenden mit
denselben Bezugszeichen versehen und nicht im Einzelnen wiederholt beschrieben.
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An
ihren unteren Endbereichen 40 haben die Stützfüße 37 Fußteile 41,
mit denen sie auf der Basisfläche 36 positionierbar
sind. Die Fußteile 41 sind z.B.
mittels Schraubeinrichtungen 59 vorteilhaft an eine Ständerplatte 42 bzw.
ein gemeinsames Fußteil 42 angeschraubt,
das eine Basis für
mindestens zwei Stützfüße 37 bildet.
Es versteht sich, dass die Fußteile 41 auch
unmittelbar an die Basisfläche 36 angeschraubt
werden können,
sofern dort korrespondierende Schraubmittel, beispielsweise Schraubaufnahmen,
Nuten mit Schraubaufnahmen aufweisenden Nutsteinen oder dergleichen,
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 frei
positionierbar ist und am Positionierort zuverlässig verbleibt und nicht verrutscht,
wenn das Messobjekt 15 auf die jeweilige Stützvorrichtung 11–14, 700, 500 aufgelegt
wird. Die Ständerplatte 42 hat
vorteilhaft 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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Die
Stützfüße 37 können statt
mittels eines gemeinsamen Fußteils
auch einzeln auf der Basisfläche 36 positioniert
werden. Ein Fußteil 241 ist
z.B. mit einem unteren Gelenk 246, im Ausführungsbeispiel ein
Kugelgelenk, am unteren Ende 40 eines in 2 einzeln
dargestellten Stützfußes 37' gelenkig befestigt.
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 und zum Lösen vom Untergrund 236 aufgehoben
werden.
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Die
Ständerplatte 42 bzw.
die Saugeinrichtung 206 sind erfindungsgemäße Fixiermittel 57.
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Die
Stützvorrichtung 11 wird
an der Stützstelle 32 unterhalb
des Vorgabekopfes 29 positioniert. Dann werden die Stützfüße 37 jeweils
einzeln so positioniert bzw. konfiguriert, dass deren Kopfenden 30 an
der Definitionsfläche 28 des
Vorgabekopfes 29 anliegen. Dies ist bei den erfindungsgemäßen Stützvorrichtungen 11–14 einfach
zu bewerkstelligen, da die gelenkigen Stützfüße 37 ein sehr freies
Positionieren ihrer Kopfenden 30 relativ zum Vorgabekopf 29 in
X-, Y- und Z-Richtung ermöglichen.
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Die
Stützfüße 37 haben
einen unteren und einen oberen Schenkel 43, 44,
die mittels eines Dreh-Gelenks 45 gelenkig miteinander
verbunden sind. Anstelle des Dreh-Gelenks 45, das eine
Drehung um eine einzige Drehachse ermöglicht, könnte auch ein Kugelgelenk oder
eine Gelenkanordnung mit zwei Axial-Dreh-Gelenken vorgesehen sein,
deren Drehachsen winkelig, insbesondere rechtwinkelig zueinander
stehen. Eine derartige Axial-Dreh-Gelenkanordnung könnte auch
an Stelle von Kugel-Gelenken 46 vorgesehen
sein, die zwischen den unteren Schenkeln 43 und den Fußteilen 41 die
Gelenkigkeit der Stützfüße 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-Dreh-Gelenke
in der Art der Dreh-Gelenke 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 synchron
oder 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 Stützfuß 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
Stützfußes 37 stufig
abnimmt. Es versteht sich, dass auch eine stufenlose Feststellbarkeit
bzw. Fixierbarkeit mit den Stützfüßen 37 zweckmäßig sein kann.
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Die
Stützfüße 37 sind
beweglich, so dass ihre Kopfenden 30, 30' leicht von
unten und in beliebigen Schrägstellungen
an die Definitionsfläche 28 angenähert werden
können.
Zur Veranschaulichung hat der Stützfuß 37' (2)
z.B. ein vergrößertes oder
vergrößert dargestelltes
kugelförmiges
Kopfende 30'.
Das Kopfende 30' ist
gelenkig mit einem Kugelgelenk 247 am oberen Ende des Stützfußes 37 befestigt.
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Durch
das Stützteil 31 der
Stützvorrichtung 11 wird
z.B. die Stützstelle 32 bereitgestellt.
Sodann fahren die Positioniermittel 25 den Messarm 16 an die
für Einrichtung
der Stützstelle 33 erforderlichen Positionen,
sodass dort die Kopfenden 30 der Stützfüße 37 der Stützvorrichtung 12 in
der vorgenannten Weise eingerichtet und positioniert werden können. 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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Eine
Stützvorrichtung 700 gemäß 3a, 3b entspricht
im Wesentlichen den Stützvorrichtungen 11–14 und
hat drei Gelenkfüße bzw.
Stützfüße 37,
die an einer gemeinsamen Ständer platte 42 angeordnet
sind. Zusätzlich
ist an der Ständerplatte 42 ein
Bereitstellungsfuß 701 vorhanden,
der gleichartig aufgebaut ist wie die Stützfüße 37. Der Bereitstellungsfuß 701 ist
z.B. ein biegeflexibler Fuß oder ein
Gelenkfuß.
Der Bereitstellungsfuß 701 stellt
ein Koppelteil 738 bereit, an dem ein Stützteil 731 angeordnet
ist. Das Koppelteil 738 ist lösbar an den Kopfenden 30 der
Gelenkfüße 37 befestigbar,
wenn die Kopfenden 30 durch die Vorgabeeinrichtung 26 an die
gewünschte
Position positioniert sind. Das Koppelteil 738 ist an ein
Gelenkteil 702 eines Kugelgelenkes 703 des Bereitstellungsfußes 701 angeschraubt.
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In 3a ist
das Koppelteil 738 in seinem von den Kopfenden 30 entfernten
Zustand gezeigt. Die Stützfüße 37 sind
bereits in der oben beschriebenen Weise mit Hilfe des Messarms 16 positioniert und
anschließend
fixiert. In 3b ist das Koppelteil 738 an
den Kopfenden 30 montiert, so dass das Messobjekt 15 auf
das Stützteil 731 abgelegt
werden kann.
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Das
Koppelteil 738 enthält
beispielsweise eine Platte 739 mit Koppelungseinrichtungen 741 für die Kopfenden 30 an
seiner Unterseite 740. Die Koppelungseinrichtungen 741 sind
vorteilhaft an Eckpunkten eines Dreieckes angeordnet, z.B. eines gleichschenkligen
Dreieckes. Die Platte 739 hat dementsprechend ebenfalls
eine im Wesentlichen dreieckige Außenkontur. Die Koppelungseinrichtungen 741 sind
an Eckbereichen 742 der Platte 739 angeordnet.
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Aufnahmen 743 der
Koppelungseinrichtungen 741 haben eine mit den Kopfenden 30 korrelierende
Innenkontur und sind beispielsweise kalottenförmig. Zum Fixieren der Kopfenden 30 an
den Koppelungseinrichtungen 741 sind Pratzen 744 vorgesehen,
die mit Schrauben 745 an der Platte 739 verstellbar
sind. Seitliche Schenkel 746 werden von den Schrauben 745 durch drungen,
die in Seitenflächen 747 an
den Eckbereichen 742 eingeschraubt sind. Zweckmäßigerweise
sind an den Seitenflächen 747 Aufnahmen 748 zur
Aufnahme der Schenkel 746 vorgesehen.
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Die
Pratzen 744 greifen mit ihren unteren Schenkeln 749 unter
die Unterseite 740 bis zu den Aufnahmen 743 für die Kopfenden 30.
Beim Einschrauben der Schrauben 745 werden die Pratzen 744 nach
vorn in Richtung der Aufnahmen 748 verlagert, um die Kopfenden 30 in
den Aufnahmen 748 zu fixieren.
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Vorteilhafterweise
sind an vorderen Enden 750 der Pratzen 744 bzw.
der Schenkel 749 Haltekonturen 751 vorgesehen,
die mit den Konturen der Kopfenden 30 korrelieren. Beispielsweise
sind die Kopfenden 30 kugelig und die Haltekonturen 751 hohlkugelförmig.
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Es
versteht sich, dass auch eine Ausnehmung (nicht dargestellt) an
einem vorderen Ende 750 vorhanden sein kann, die beispielsweise
mit einem stabförmigen
oder zylindrischen Halteabschnitt 752 der Kopfenden 30 korreliert.
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An
den Eckbereichen 742 sind zweckmäßigerweise Magnete 753 vorhanden,
die die Pratzen 744 in eine die Kopfenden 30 haltende
Position ziehen. Kragen 754 an den Aufnahmen 748 stützen die Kopfenden 30.
Die Kragen 754 sind zweckmäßigerweise an einer den vorderen
Enden 750 gegenüberliegenden
Seite der Aufnahmen 748 angeordnet und erstrecken sich
nur über
einen Teilumfang der Aufnahmen 748. Die Kragen 754 bilden
Widerlager für die
Pratzen 744. Die Kragen 754 sind zweckmäßigerweise
an eine Außenkontur
der Kopfenden 30 angepasst.
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Das
Stützteil 731 ist
an dem Koppelteil 738 auswechselbar. Beispielsweise ist
das Stützteil 731 mittels
Schrauben 732 an das Koppelteil 738 angeschraubt.
Eine Stütze 733 des
Stützteils 731 steht beispielsweise
schräg
auf einem Halteblock 734 des Stützteils 731. Ein vorderes
Ende 735 der Stütze 733 ist
beispielsweise walzenförmig
und bildet eine Stützstelle 736 zum
Auflegen des Messobjekts 15. Wenn beispielsweise eine kugelförmige Stützstelle
gewünscht
ist, kann das Stützteil 731 von
dem Koppelteil 738 entfernt werden und ein anderes, die
gewünschte
Stützstellenkontur
bereitstellendes Stützteil
an dem Koppelteil 738 montiert werden.
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An
den Koppelungseinrichtungen 741 und/oder den Kopfenden 30 können Magnete
vorhanden sein, die als Positionierhilfen zum Befestigen des Koppelteils 738 an
den Kopfenden 30 dienen. Beispielsweise üben die
Magnete 753 eine Doppelfunktion aus. Die Magnete 753 ziehen
die Pratzen 744 in die Fixierstellung und die Kopfenden 30 in
die Aufnahmen 743.
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Die
Positioniermittel ermitteln anhand der gewünschten räumlichen Positionen der Stützstellen 32–35 die
jeweils erforderlichen Positionen der Kopfenden 30. Anhand
von Distanzen D1, D2 und D3 zwischen einer Stützoberfläche 741 des Stützteils 731 an
den Positionen der Stützstellen 32–35 und
den Aufnahmen 743 ermitteln die Positioniermittel 25 die Positionen
der Kopfenden 30 der Stützfüße 37,
so dass das Koppelteil 738 die Stützstellen 32–35 an den
jeweils gewünschten
Positionen bereitstellt, wenn das Koppelteil 738 an den
Kopfenden 30 montiert ist. In 4b sind
die Distanzen D1, D2 und D3 als Linien dargestellt. Es versteht
sich, dass die Distanzen D1, D2 und D3 als räumliche Relationen der Aufnahmen 743 bezüglich der
Stützoberfläche 741 von
den Positioniermitteln 25 ermittelt werden.
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Die
Positioniermittel 25 umfassen z.B. eine Bibliothek mit
gespeicherten Daten für
unterschiedlich ausgestaltete Koppel teile bzw. Stützteile,
um die oben erläuterte
Koordinatenberechnung der Positionen der Kopfenden 30 durchführen zu
können.
Ferner ist es zweckmäßig, an
einer beispielsweise grafischen Bedienoberfläche und/oder einer Parametrier-Schnittstelle der
Messvorrichtung 10 eine Eingabemaske vorzusehen, an der
bzw. über
die Geometrien erfindungsgemäßer Koppelteile
bzw. Stützteile definierbar
sind.
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Ein
Stützteil 31 kann
fest oder beweglich mit einem Koppelteil 38 verbunden sein
oder durch ein einziges Bauteil gebildet werden. Bei den Stützvorrichtungen 11–14 sowie
der Stützvorrichtung 500 sind
die Stützteile 31, 531 z.B.
an einer Linearführung 49 zur
linearen Verstellung des Stützteils 31, 531 relativ
zu dem Koppelteil 38 bzw. den Stützfüßen 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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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
der Kalibrierungskugel 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 Ein richten 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 Stützfüße 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 Stützfüße vorhanden sein.
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Magnetische
Mittel bzw. ein Magnet 58 erleichtern das Positionieren
der Kopfenden 30, 30' relativ zu der Vorgabeeinrichtung 26.
Der Magnet 58, beispielsweise ein Dauermagnet oder ein
Elektromagnet, ist beispielsweise in die Vorgabeeinrichtung 26 integriert.
Zur Einrichtung Kopfenden 30, 30' wird der Magnet 58 mit
elektrischem Strom beaufschlagt und somit aktiviert. Der Magnet 58 zieht
die ferromagnetischen Kopfenden 30, 30' an, sofern
sie sich in einem vorbestimmten Abstand zu der Vorgabeeinrichtung 26 bereits
befinden, so dass sie an der Definitionsfläche 28 anliegen. Es
ist somit einfach, die Stützfüße 37 und
somit insgesamt die Stützvorrichtungen 11–14 mit
Hilfe der Betätigungshandhaben 48 zu
fixieren.
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Ein
am Schlitten 50 eines Koppelteils 538 der Stützvorrichtung 500 oben
angeordnetes Stützteil 531 hat
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 Vorgabeeinrichtung 526 zur Bildung einer Stützstelle
verstellt werden.
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Zunächst wird
beispielsweise die Stützvorrichtung 500 mittels
der Stützfüße 37 in
der oben beschriebenen Weise unterhalb vorpositioniert, indem die
Stützfüße 37 einzeln
eingerichtet und dann das Koppelteil 538 an den Stützfüßen 37 befestigt
wird. Koppelungseinrichtungen 561 des Koppelteils 538 enthalten
z.B. Schraubenden oder Schraubaufnahmen. 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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Mit
Hilfe der Stützstiftanordnungen 534 sind weitgehend
beliebige Stützoberflächen definierbar, z.B.
eine kugelförmige
Oberfläche
mit einer vorteilhaft punktförmigen
Stützstelle
mit Hilfe einer kalottenförmigen
Vorgabeeinrichtung. Es ist auch möglich, dass beispielsweise
einige der Stützstifte 535 vor
die übrigen
Stützstifte 534 vorstehen,
dass sie in eine korrelierende Aufnahmeöffnung an einem aufzulegenden
Messobjekt eindringen und dieses so stützen.