DE102006013073A1

DE102006013073A1 - Tasterwechseleinrichtung

Info

Publication number: DE102006013073A1
Application number: DE200610013073
Authority: DE
Inventors: David Dipl.-Ing. Sasse; Andreas Dipl.-Ing. Richter
Original assignee: Hexagon Metrology GmbH
Current assignee: Hexagon Metrology GmbH
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: DE102006013073B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tasterwechseleinrichtung für Koordinatenmessgeräte mit zwei voneinander beabstandet angeordneten Säulen, zwischen denen eine Brücke mit Aufnahmevorrichtungen zur Aufnahme von Tasterkonfigurationen angeordnet ist, wobei längs und oberhalb der Brücke wenigstens ein Biegebalken oder wenigstens ein Zuganker vorgesehen ist und dass wenigstens eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Brücke und dem Biegebalken oder der Brücke und dem Zuganker vorgesehen ist, wobei der Biegebalken oder der Zuganker sich an seinen beiden Enden oder in der Nähe der Enden an den Säulen und/oder an der Brücke abstützt, derart, dass eine die Gewichtskraft der Brücke wenigstens annähernd kompensierende Vorspannung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tasterwechseleinrichtung für Koordinatenmessgeräte.

Zum Stand der Technik ( DE 10 2005 036 928.6 ; DE 10 2005 036 929.4 ) gehören Tasterwechseleinrichtungen für Koordinatenmessgeräte, die ähnlich einer Brücke aufgebaut sind. Auf mindestens einer Säule, die üblicherweise feststehend ausgebildet ist, jedoch wie im genannten Stand der Technik auch beweglich ausgebildet sein kann, ruht ein horizontaler Balken, der eine Anzahl von Aufnahmevorrichtungen trägt, die ihrerseits die an einem Teller befestigten Tasterkonfigurationen tragen.

Die Teller sind mit einer Wechselschnittstelle versehen, die kinematisch exakt mit einer entsprechenden Schnittstelle am Tastkopf des Koordinatenmessgerätes zusammenpasst, so dass eine hohe Reproduzierbarkeit der Lage der eingewechselten Tasterkonfigurationen gewährleistet ist.

Bei komplexen Messaufgaben wird eine Vielzahl von Tasterkonfigurationen benötigt, die vom Koordinatenmessgerät in den Aufnahmevorrichtungen, die an der Brücke der Tasterwechseleinrichtung befestigt sind, abgelegt beziehungsweise bei Bedarf von dort automatisch CNC-gesteuert wieder aufgenommen werden.

Bei größeren Koordinatenmessgeräten werden bedingt durch die Größe der Werkstücke häufig Tasterkonfigurationen verwendet, die auskragende Taster aufweisen, was zur Folge hat, dass der Abstand der Aufnahmevorrichtungen an der Brücke der Tasterwechseleinrichtungen sehr groß werden kann, damit die einzelnen Tasterkonfigurationen von dem Koordinatenmessgerät abgelegt und wieder aufgenommen werden können, ohne dass es zu Berührungen mit der Nachbarkonfiguration kommt.

Dies hat zur Folge, dass sehr lange Tasterwechseleinrichtungen benötigt werden, damit sämtliche benötigten Tasterkonfigurationen untergebracht werden können. Die Länge einer solchen Brücke kann ohne weiteres mehrere Meter betragen.

Aufgrund der mit der Länge hoch drei anwachsenden Durchbiegung der Brücke gelangt man schnell an eine Grenze, bei der die Durchbiegung zu Funktionsstörungen bei den Tasterwechselvorgängen führen kann. Diesem Problem könnte man durch eine weitere Säule in der Mitte der Brücke begegnen.

Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Ablage seitlich auskragender Taster in der Nähe dieser Säule durch diese behindert oder gar unmöglich gemacht wird. Sind die Säulen beweglich ausgebildet, ist das Vorsehen einer weiteren Säule unverhältnismäßig aufwändig.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Tasterwechseleinrichtung anzugeben, bei der die Durchbiegung der Brücke weitestgehend beseitigt ist, ohne dass der Tasterwechsel zusätzlich behindert wird.

Dieses technische Problem wird durch eine Tasterwechseleinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Tasterwechseleinrichtung für Koordinatenmessgeräte zeichnet sich dadurch aus, dass sie zwei voneinander beabstandet angeordnete Säulen aufweist, zwischen denen eine Brücke wenigstens annähernd horizontal angeordnet ist, und bei der die Brücke Aufnahmevorrichtungen aufweist zur Aufnahme von Tasterkonfigurationen, und dass längs und oberhalb der Brücke wenigstens ein Biegebalken oder wenigstens ein Zuganker vorgesehen ist, und dass wenigstens eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Brücke und dem Biegebalken und der Brücke und dem Zuganker vorgesehen ist, und dass der Biegebalken oder der Zuganker sich an seinen beiden Enden oder in der Nähe der Enden an den Säulen und/oder an der Brücke abstützt, derart, dass eine die Gewichtskraft der Brücke wenigstens annähernd kompensierende Vorspannung ausgebildet ist.

Da erfindungsgemäß oberhalb der Brücke ein zusätzlicher Biegebalken oder ein Zuganker angebracht wird, der unter Vorspannung steht, kann in der Mitte oder wenigstens annähernd in der Mitte eine Zugkraft nach oben ausgeübt werden. Wird der Biegebalken oder der Zuganker in der Mitte oder wenigstens annähernd in der Mitte mit der Brücke verbunden, kompensiert er bei richtiger Dimensionierung die Gewichtskraft, die ohne den Biegebalken oder Zuganker zu einer Durchbiegung der Brücke führen würde.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Verbindungselement zwischen dem Biegebalken und der Brücke oder zwischen dem Zuganker und der Brücke bezogen auf die Länge in oder in der Nähe der Mitte der Brücke angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, wenigstens ein Verbindungselement außerhalb der Mitte anzuordnen. In diesem Fall sind vorteilhaft mehrere Verbindungselemente vorgesehen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Vorspannung erzeugenden Abstandsstücke zwischen den Biegebalken und den Säulen oder dem Biegebalken und der Brücke vorgesehen. Eine optimale Vorspannung erhält man, wenn die Abstandsstücke zwischen dem Biegebalken und den Säulen angeordnet sind.

Vorteilhaft sind die Abstandsstücke an den Enden des Biegebalkens angeordnet.

Der Zuganker kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Zugseil ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Zuganker, beispielsweise das Zugseil, nachspannbar ausgebildet ist, um eine Biegung der Brücke, die bei Betrieb des Koordinatenmessgerätes unter Umständen zunimmt, auch nachträglich kompensieren zu können.

Ist der Zuganker nachspannbar ausgebildet, ist es vorteilhaft, wenigstens eine Einstellvorrichtung für den Zuganker vorzusehen, um das Nachspannen einfach durchführen zu können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, das wenigstens eine Verbindungselement als längenverstellbares Verbindungselement auszubilden. Auch hierdurch ist es möglich, eine erst im Betrieb des Koordinatenmessgerätes auftretende oder sich verstärkende Durchbiegung nachträglich auf einfache Art und Weise zu kompensieren.

Für die nachträgliche Kompensation kann es auch vorteilhaft sein, die Abstandsstücke höhenverstellbar zur Nachspannung des Biegebalkens auszubilden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Verbindungselement als Seil oder als Distanzstück ausgebildet. Die Ausführungsform als Seil hat den Vorteil, dass eine Nachspannmöglichkeit relativ einfach realisiert werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Tasterwechseleinrichtung nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Tasterwechseleinrichtung in perspektivischer Ansicht;
2 einen Schnitt durch eine Tasterwechseleinrichtung mit einem Biegebalken und einem Drahtseil als Verbindungselement;
3 einen Schnitt durch eine Tasterwechseleinrichtung mit einem Biegebalken und Distanzstücken;
4 einen Schnitt durch eine Tasterwechseleinrichtung mit einem Zuganker;
5a eine Darstellung einer Biegelinie der Brücke ohne Kompensation;
5b eine Darstellung der Biegelinie der Brücke mit Kompensation.
1 zeigt eine Tasterwechseleinrichtung 1 mit einer Brücke 2, die mittels Säulen 3 an einem Tisch 4 eines Koordinatenmessgerätes (nicht dargestellt) befestigt ist. Die Brücke 2 trägt Aufnahmevorrichtungen 5 für die Aufnahme von an einem Teller 6 befestigten Tasterkonfigurationen 7. Da die Tasterkonfigurationen üblicherweise sehr auskragend ausgebildet sind und eine Vielzahl von Tasterkonfigurationen 7 an der Brücke 2 befestigt werden soll, ist die Brücke 2 in der Praxis sehr lang.
Das bedeutet, dass natürlich mehr als die zwei dargestellten Aufnahmevorrichtungen 5 an der Brücke 2 angeordnet sind.
Um eine Durchbiegung der Brücke 2 aufgrund der Gewichtskraft der Brücke 2 und der Aufnahmevorrichtungen 5 sowie der in den Aufnahmevorrichtungen 5 abgelegten Tasterkonfigurationen 7 zu kompensieren, ist ein Biegebalken 8 vorgesehen, der über Abstandsstücke 9 auf der Brücke 2 im Bereich der Säulen 3 gelagert ist. Über ein Verbindungselement 10, welches als Drahtseil ausgebildet ist, wird die Gewichtskraft, die ohne den Biegebalken 8 zu einer Durchbiegung der Brücke 2 führen würde, kompensiert.
2 zeigt die Tasterwechseleinrichtung 1 mit der Brücke 2 und den Säulen 3. Der Biegebalken 8 ist auf Abstandsstücken 9 gelagert. Durch die Brücke 2 und den Biegebalken 8 greift das Drahtseil 10. Das Drahtseil 10 ist an der Brücke 2 mittels einer Befestigungsschraube 11 festgelegt. Mit einer Verstellmutter 12 ist es möglich, die Länge des Drahtseiles 10 zu verändern, so dass auch eine nachträgliche Kompensation der Gewichtskraft möglich ist.
3 zeigt die Tasterwechseleinrichtung 1 mit der Brücke 2 und den Säulen 3. Der Biegebalken 8 ist mittels Abstandsstücken 9 auf der Brücke 2 im Bereich der Säulen 3 gelagert. Zwischen dem Biegebalken 8 und der Brücke 2 sind Distanzstücke 13 vorgesehen, die fest mit dem Biegebalken 8 und der Brücke 2 verbunden sind. Auch hierdurch wird die Gewichtskraft kompensiert, so dass eine Durchbiegung der Brücke 2 weitgehend vermieden wird.
4 zeigt die Tasterwechseleinrichtung 1 mit der Brücke 2 und den Säulen 3. Zur Kompensation der Durchbiegung der Brücke 2 ist ein Zuganker 14 vorgesehen, der als Zugseil 15 ausgebildet ist. In einer Befestigungsvorrichtung 16 ist das Zugseil 15 fixiert. In einem Gegenlager 17 kann das Zugseil 15 mittels einer Spannvorrichtung 18 nachgespannt werden. Das Zugseil 15 ist durch eine Öse 19 geführt, um die Gewichtskraft zu kompensieren.
Gemäß 5a ist eine Biegelinie 20 der in 5a nicht dargestellten Brücke 2 dargestellt, und zwar ohne Kompensation. Gemäß 5b ist die Biegelinie 20 mit Kompensation dargestellt.

1: Tasterwechseleinrichtung
2: Brücke
3: Säulen
4: Tisch
5: Aufnahmevorrichtung
6: Teller
7: Tasterkonfigurationen
8: Biegebalken
9: Abstandsstücke
10: Verbindungselement
11: Befestigungsschraube
12: Verstellmutter
13: Distanzstücke
14: Zuganker
15: Zugseil
16: Befestigungsvorrichtung
17: Gegenlager
18: Spannvorrichtung
19: Öse
20: Biegelinie

Claims

Tasterwechseleinrichtung für Koordinatenmessgeräte mit zwei voneinander beabstandet angeordneten Säulen, zwischen denen eine Brücke wenigstens annähernd horizontal angeordnet ist, bei der die Brücke Aufnahmevorrichtungen aufweist zur Aufnahme von Tasterkonfigurationen, dadurch gekennzeichnet, dass längs und oberhalb der Brücke (2) wenigstens ein Biegebalken (8) oder wenigstens ein Zuganker (14) vorgesehen ist, und dass wenigstens eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Brücke (2) und dem Biegebalken (8) oder der Brücke (2) und dem Zuganker (14) vorgesehen ist, und dass der Biegebalken (8) oder der Zuganker (14) sich an seinen beiden Enden oder in der Nähe der Enden an den Säulen (3) und/oder an der Brücke (2) abstützt, derart, dass eine die Gewichtskraft der Brücke (2) wenigstens annähernd kompensierende Vorspannung ausgebildet ist.
Tasterwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verbindungselement (10, 13) zwischen dem Biegebalken (8) und der Brücke (2) oder zwischen dem Zuganker (14) und der Brücke (2) bezogen auf die Länge in oder in der Nähe der Mitte der Brücke (2) angeordnet ist.
Tasterwechseleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung erzeugende Abstandsstücke (9) zwischen dem Biegebalken (8) und den Säulen (3) oder dem Biegebalken (8) und der Brücke (2) vorgesehen sind.
Tasterwechseleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsstücke (9) an den Enden des Biegebalkens (8) angeordnet sind.
Tasterwechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuganker (14) als Zugseil (15) ausgebildet ist.
Tasterwechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (10) als längenverstellbares Verbindungselement (10) ausgebildet ist.
Tasterwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (10, 13) als Seil (10) oder als Distanzstück (13) ausgebildet ist.
Tasterwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsstücke (9) höhenverstellbar zum Nachspannen des Biegebalkens (8) ausgebildet sind.
Tasterwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuganker (14) nachspannbar ausgebildet ist.
Tasterwechseleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Einstellvorrichtung (17) für den Zuganker (14) vorgesehen ist.