DE102006021124B4

DE102006021124B4 - Taster zur Abtastung der Oberfläche eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102006021124B4
Application number: DE200610021124
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Speck
Original assignee: Hommel Etamic GmbH
Current assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Priority date: 2006-05-04
Filing date: 2006-05-04
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2026-05-05
Also published as: DE102006021124A1

Abstract

Taster zur Abtastung der Oberfläche (14) eines Werkstücks (16),
– mit einem mechanisch-elektrischen Wandler (2), der einen um eine Schwenkachse (6) schwenkbaren Tastarm (4) aufweist und Schwenkbewegungen des Tastarmes (4) in entsprechende elektrische Signale umwandelt,
– mit einem am freien Ende des Tastarmes (4) angeordneten, in eine erste Schwenkrichtung des Tastarmes (4) gerichteten ersten Tastkörper (10),
– mit Mitteln zur Erzeugung einer in eine Schwenkrichtung auf den Tastarm einwirkenden Tastkraft, um den Tastkörper (10) gegen die Oberfläche (14) des Werkstücks (16) in Anlage zu bringen und zu halten, und
– mit Mitteln zur Bewegung des mechanisch-elektrischen Wandlers, um den an der Oberfläche (14) des Werkstücks (16) anliegenden Tastkörper (10) entlang der Oberfläche (14) des Werkstücks (16) zu führen,
dadurch gekennzeichnet,
– daß an dem freien Ende des Tastarmes (4) ein zweiter Tastkörper (8) angeordnet ist, der in eine zweite Schwenkrichtung des Tastarmes (4) gerichtet...

Description

Die Erfindung betrifft einen Taster der im Oberbegriff des Anspruchs genannten Art zur Abtastung der Oberfläche eines Werkstücks. Er weist einen mechanisch-elektrischen Wandler auf, der einen um eine Schwenkachse schwenkbaren Tastarm aufweist und Schwenkbewegungen des Tastarmes in entsprechende elektrische Signale umwandelt. Am freien Ende des Tastarmes ist ein in eine erste Schwenkrichtung des Tastarmes gerichteter erster Tastkörper angeordnet. Es sind Mittel zur Erzeugung einer in eine Schwenkrichtung auf den Tastarm einwirkenden Tastkraft vorgesehen, um den Tastkörper gegen die Oberfläche des Werkstücks in Anlage zu bringen und zu halten. Außerdem sind Mittel zur Bewegung des mechanisch-elektrischen Wandlers vorgesehen, um den an der Oberfläche des Werkstücks anliegenden Tastkörper entlang der Oberfläche des Werkstücks zu führen.
Taster der betreffenden Art sind allgemein bekannt, beispielsweise durch DE 199 47 001 A1 , DE 102 40 292 A1 sowie Mahr GmbH: MarSurf LD 120 – Option: Doppeltastspitze. Ausgabe 22.04.2005. Göttingen, 2005. URL:http//www.mahr.de [abgerufen am 14.01.2009], und in Gebrauch. Bei einer Art der bekannten Taster ist die Tastform des Tastkörpers, die auf der Oberfläche des Werkstücks aufliegt, stumpf oder abgerundet, beispiels weise kugelförmig. Diese Tastform ist günstig für die Abtastung des Verlaufs der Oberfläche eines Werkstücks. Bei einer anderen Gruppe von bekannten Tastern ist die Tastform des Tastkörpers, die auf der Oberfläche des abzutastenden Werksktücks aufliegt, spitz, so daß die wesentlich feinere Kontur der Rauheit der Oberfläche eines Werkstücks abgetastet werden kann. Die Tastkraft, mit der die Spitze auf der Oberfläche aufliegt, ist dabei geringer, insbesondere wesentlich geringer als die Tastkraft im Falle der bekannten Taster zur Abtastung der Form einer Oberfläche eines Werkstücks.
Ein Nachteil dieser bekannten Taster besteht darin, daß sie immer nur für eine Tastaufgabe geeignet sind, also entweder zur Abtastung des Verlaufs der Oberfläche eines Werkstücks oder zur Abtastung der Rauhigkeit der Oberfläche eines Werkstücks. Das Auswechseln der Meßtaster ist aufwendig und erfordert jedesmal nach dem Auswechseln eine neue Justierung derart, daß die Schwenkfläche des Tastarmes senkrecht auf der abzutastenden Oberfläche des Werkstücks steht und die auf den Tastarm einwirkende Tastkraft die für die Tastform des jeweiligen Tastkörpers geeignete Größe hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Taster der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, der sowohl zur Abtastung der Form als auch der Rauhigkeit der Oberfläche eines Werkstücks geeignet ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.
Der Grundgedanke dieser Lehre besteht darin, am Ende des Tastarmes zwei unterschiedliche, in entgegengesetzte Schwenkrichtungen des Tastarmes gerichtete Tastkörper anzubringen und den mechanisch-elektrischen Wandler um 180° drehbar um eine Achse zu halten, die senkrecht zu der Schwenkachse des Tastarmes und in Richtung des Tastarmes verläuft. Durch eine 180°-Drehung des Wandlers kann somit einmal der eine und einmal der andere Tastkörper in Taststellung gebracht werden. Somit ist es möglich, in Abhängigkeit von den Meßaufgaben, also beispielsweise Abtastung der Form einer Oberfläche und der Rauhigkeit der Oberfläche eines Werkstücks, Tastkörper mit unterschiedlicher Tastform zu verwenden, also z. B. einer runden Tastform für eine Abtastung der Form einer Oberfläche und eine spitze Form zur Abtastung der Rauhigkeit der Oberfläche eines Werkstücks.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung erzeugen die Mittel zur Erzeugung einer Tastkraft dann, wenn der Tastkörper mit der spitzen Tastform sich in Taststellung befindet, eine geringere, vorzugsweise wesentlich geringere Tastkraft als dann, wenn sich der Tastkörper mit der abgerundeten Tastform in Taststellung befindet. Die Mittel zur Erzeugung der Tastkraft können mit der Drehung des mechanisch-elektrischen Wandlers gekoppelt sein, so daß sich je nach Drehlage die Tastkraft der Tastform des jeweils in Tastlage befindlichen Tastkörpers anpaßt. Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weisen die Mittel zur Erzeugung einer Tastkraft einen motorischen Antrieb auf, der automatisch die Tastkraft jeweils dem in Taststellung befindlichen Tastkörper anpaßt. Somit erübrigen sich manuelle Eingriffe eines Benutzers des erfindungsgemäßen Tasters zur Anpassung der Tastkraft an den jeweils in Taststellung befindlichen Taster.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und zeigt einen mechanisch-elektrischen Wandler 2, an dem ein Tastarm 4 schwenkbar um eine Schwenkachse 6 gehalten ist, also schwenkbar in der Ebene der Zeichnung. An dem freien Ende des Tastarmes 4 sind zwei Tastkörper 8 und 10 angeordnet, die in der Tastebene in entgegengesetzte Richtungen weisen. Der Tastkörper 10 liegt mit einer abgerundeten, kugelförmigen Tastform 12 an einer Oberfläche 14 eines Werkstücks 16 auf, und zwar mit einer Tastkraft, die durch einen Pfeil 18 symbolisiert ist.
Der mechanisch-elektrische Wandler 2 ist um 180° um eine Achse drehbar, symbolisiert durch einen Doppelpfeil 20, gehalten, die senkrecht zu der Schwenkachse 6 und in Richtung des Tastarmes 4 verläuft.
Am Tastende des Tastkörpers 8 befindet sich eine Diamantspitze 22. Diese kommt durch Drehung des mechanisch-elektrischen Wandlers 2 entsprechend dem Doppelpfeil 20 in eine entgegengesetzte Richtung, in der sich in der Darstellung der Zeichnung der Tastkörper 10 befindet, in Tastlage, so daß die Diamantspitze 22 auf der Oberfläche 14 des Werkstücks 16 zur Auflage kommt. Die durch den Pfeil 18 symbolisierte Auflagekraft ist dabei verringert, so daß die Rauhigkeit der Oberfläche 14 des Werkstücks 16 abgetastet werden kann.
Für diese Abtastung sind nicht dargestellte Mittel vorgesehen, mit denen der jeweilige Abtastkörper entlang der Oberfläche 14 des Werkstücks 16 geführt wird, entweder parallel zur Richtung des Tastarmes 4 oder auch in eine andere Richtung, z. B. quer dazu.

Claims

Taster zur Abtastung der Oberfläche (14) eines Werkstücks (16), – mit einem mechanisch-elektrischen Wandler (2), der einen um eine Schwenkachse (6) schwenkbaren Tastarm (4) aufweist und Schwenkbewegungen des Tastarmes (4) in entsprechende elektrische Signale umwandelt, – mit einem am freien Ende des Tastarmes (4) angeordneten, in eine erste Schwenkrichtung des Tastarmes (4) gerichteten ersten Tastkörper (10), – mit Mitteln zur Erzeugung einer in eine Schwenkrichtung auf den Tastarm einwirkenden Tastkraft, um den Tastkörper (10) gegen die Oberfläche (14) des Werkstücks (16) in Anlage zu bringen und zu halten, und – mit Mitteln zur Bewegung des mechanisch-elektrischen Wandlers, um den an der Oberfläche (14) des Werkstücks (16) anliegenden Tastkörper (10) entlang der Oberfläche (14) des Werkstücks (16) zu führen, dadurch gekennzeichnet, – daß an dem freien Ende des Tastarmes (4) ein zweiter Tastkörper (8) angeordnet ist, der in eine zweite Schwenkrichtung des Tastarmes (4) gerichtet ist, die der ersten Schwenkrichtung entgegengesetzt ist, in die der erste Tastkörper (10) weist, und – daß der mechanisch-elektrische Wandler (2) um 180° drehbar um eine Achse gehalten ist, die senkrecht zu der Schwenkachse (6) des Tastarmes (4) und in Richtung des Tastarmes (4) verläuft.
Taster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Tastkörper (8, 10) eine unterschiedliche Tastform haben.
Taster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Tastkörper (10) eine abgerundete Tastform (12) zur Abtastung der Form der Oberfläche (14) des Werkstückes (16) hat, während der andere Tastkörper (8) eine spitze Tastform zur Abtastung der Rauheit der Oberfläche (14) des Werkstücks (16) hat.
Taster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkörper (8) mit der spitzen Tastform durch eine Diamantspitze (22) gebildet ist.
Taster nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung einer Tastkraft dann, wenn der Tastkörper (8) mit der spitzen Tastform sich in Taststellung befindet, eine geringere, vorzugsweise wesentlich geringere Tastkraft erzeugen als dann, wenn sich der Tastkörper (10) mit der abgerundeten Tastform (12) in Taststellung befindet.
Taster nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung einer Tastkraft einen motorischen Antrieb aufweisen, der automatisch die Tastkraft jeweils dem in Taststellung befindlichen Tastkörper (8, 10) anpaßt.