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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät
zum Bestimmen von Raumkoordinaten an einem Messobjekt, mit einem
Tastkopf mit einer Tastkopfsensorik, mit einem Gestellaufbau, der dazu
ausgebildet ist, den Tastkopf relativ zu dem Messobjekt zu verfahren,
mit einem Taststift zum Antasten des Messobjekts, und mit einem
passiven Dreh-Schwenk-Mechanismus, über den der Taststift räumlich
verstellbar an den Tastkopf angekoppelt ist.
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Außerdem
betrifft die Erfindung einen passiven Dreh-Schwenk-Mechanismus für
ein solches Koordinatenmessgerät.
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Ein
solches Koordinatenmessgerät und ein solcher Dreh-Schwenk-Mechanismus
sind beispielsweise aus
DE
196 05 776 A1 bekannt.
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Das
bekannte Koordinatenmessgerät besitzt einen Tastkopf mit
einem Taststift, der am unteren freien Ende einer vertikal angeordneten
Pinole befestigt ist. Die Pinole ist in Vertikalrichtung verfahrbar,
so dass der Tastkopf senkrecht zu einem Messtisch verfahren werden
kann, der zur Aufnahme eines Messobjektes dient. Die Pinole ist
ihrerseits an dem Querträger eines Portals angeordnet,
und sie kann an dem Querträger in einer ersten Horizontalrichtung verfahren
werden. Das Portal kann zusammen mit der Pinole in einer zweiten
Horizontalrichtung verfahren werden, so dass der Tastkopf insgesamt
in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen verfahren werden kann.
Die maximalen Verfahrwege des Tastkopfes entlang der drei Bewegungsachsen
bestimmen das Messvolumen, innerhalb dessen Raumkoordinaten an einem
Messobjekt bestimmt werden können.
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Zur
Durchführung einer Messung wird das Messobjekt auf dem
Messtisch angeordnet. Anschließend werden ausgewählte
Messpunkte an dem Messobjekt mit der freien Spitze des Taststiftes
angetastet. Aus der Stellung des Tastkopfes innerhalb des Messvolumens
sowie aus den Auslenkungen des Taststiftes relativ zum Tastkopf
kann man dann Raumkoordinaten für den angetasteten Messpunkt bestimmen.
Durch Bestimmen von mehreren Raumkoordinaten an verschiedenen Messpunkten
lassen sich geometrische Abmessungen und sogar die Objektkontur
des Messobjektes bestimmen. Ein typisches Anwendungsgebiet für
solche Koordinatenmessgeräte ist die Vermessung von Werkstücken
zur Qualitätskontrolle.
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Häufig
liegen die Messpunkte an einem Messobjekt an einer für
den Taststift schwer zugänglichen Stelle, wie z. B. dann,
wenn die Tiefe einer seitlich am Messobjekt angeordneten Bohrung
bestimmt werden soll. Um an derartig "versteckte" Messpunkte zu
gelangen, ist es bekannt, verschiedene Taststifte und/oder Taststiftkombinationen
einzusetzen. Beispielsweise gibt es Taststiftkonfigurationen, bei
denen ein Taststift quer zur Z-Achse des Koordinatenmessgerätes
angeordnet ist. Zur Durchführung vielfältiger
und komplexer Messaufgaben sind häufige Wechsel der Taststifte und/oder
Taststiftkombinationen erforderlich. Dies ist von Nachteil, weil
ein Taststiftwechsel Zeit kostet und sich daher die Zeit für
die Durchführung der Messung verlängert. Darüber
hinaus ist die Flexibilität auf die zur Verfügung
stehenden Taststiftkombinationen beschränkt. Soll beispielsweise
die Tiefe einer Bohrung bestimmt werden, die um 45° gegenüber
der Oberfläche des Messobjekts geneigt ist, wird ein geeigneter
Taststift oder eine geeignete Taststiftkombination benötigt.
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Die
eingangs genannte
DE
196 05 776 A1 schlägt einen Taststift mit einem
passiven Dreh-Schwenk-Mechanismus vor. Der Dreh-Schwenk-Mechanismus
ermöglicht es, die räumliche Lage des Taststiftes
relativ zu dem Tastkopf zu verändern. Beispielsweise kann
der Taststift gegenüber der Z-Achse um einen Winkel von
vielleicht 30° oder 40° verschwenkt werden und
zusätzlich um die Z-Achse gedreht werden. Der Dreh-Schwenk-Mechanismus
aus
DE 196 05 776
A1 beinhaltet keinen Antrieb zum Durchführen dieser Dreh-
und Schwenkbewegungen (daher die Bezeichnung passiver Dreh-Schwenk-Mechanismus).
Zum Verstellen des Taststiftes ist im Messvolumen des Koordinatenmessgerätes
ein Anschlag in Form eines Sternkörpers angeordnet. Der
Taststift wird mit Hilfe der Antriebe des Koordinatenmessgerätes
zwischen die Zacken des Sternkörpers gebracht, bis er dort einklemmt.
Anschließend wird der Tastkopf des Koordinatenmessgerätes
innerhalb des Messvolumens bewegt, wodurch sich die räumliche
Lage des Taststiftes relativ zum Tastkopf verändert. Innerhalb
des Dreh-Schwenk-Mechanismus ist ein federbelastetes Rastmittel
angeordnet, dessen Rastwirkung durch die Bewegungen des Tastkopfes
bei eingeklemmtem Taststift überdruckt wird.
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Aus
DE 28 04 398 A1 ist
ein anderes Koordinatenmessgerät bekannt, bei dem die räumliche Lage
des Taststiftes relativ zum Tastkopf mit Hilfe eines Anschlages
verändert werden kann, während der Tastkopf verfahren
wird.
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In
der Praxis haben sich solche passiven Dreh-Schwenk-Mechanismen allerdings
nicht durchgesetzt. Ein großer Nachteil dieser Mechanismen
ist der Anschlag, der zum Verstellen der Taststiftausrichtung benötigt
wird. Dieser Anschlag muss inner halb des zur Verfügung
stehenden Messvolumens angeordnet sein, was das tatsächlich
für ein Messobjekt zur Verfügung stehende Messvolumen
beträchtlich reduziert.
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Was
allerdings in der Praxis vielfältige Anwendung gefunden
hat, sind Tastköpfe mit aktiven Dreh-Schwenk-Mechanismen
zum Verändern der Ausrichtung eines Taststiftes relativ
zum Tastkopf. Die aktiven Dreh-Schwenk-Mechanismen besitzen integrierte
Antriebe, mit denen die Ausrichtung des Taststiftes relativ zum
Tastkopf verändert werden kann. Beispiele für
einen aktiven Dreh-Schwenk-Mechanismus sind in
EP 1 126 237 A2 , in
US 5,189,806 oder in
DE 37 11 644 A1 offenbart.
Ein Nachteil bei aktiven Dreh-Schwenk-Mechanismen besteht allerdings
darin, dass die Tastkopfsensorik, also die Sensorik, mit denen Hilfe
die Auslenkungen des Taststiftes relativ zum Tastkopf bestimmt werden
kann, zwischen dem Taststift und den Dreh- und Schwenkachsen liegt
(aus Sicht des Taststiftes ist die Sensorik vor den Antrieben angeordnet).
Infolge dessen ist der Abstand zwischen der Spitze des Taststiftes
und der jeweiligen Dreh-Schwenk-Achse relativ groß. Infolgedessen
benötigt man relativ große Verfahrwege an einem
Messobjekt. Außerdem ist die maximale Gesamtmasse der Taststifte
oder Taststiftkombinationen bei aktiven Dreh-Schwenk-Mechanismen
relativ gering, da in der Tastkopfsensorik aus Platzgründen keine
Tariermechanismen untergebracht sind.
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DE 44 24 225 A1 offenbart
einen Tastkopf mit einer zentralen Tastkopfsensorik und mit Messkraftgeneratoren,
die eine definierte Vorauslenkung des Taststiftes in den drei senkrechten
Raumrichtungen ermöglichen. Tastköpfe dieser Art
werden in vielen Koordinatenmessgeräten verwendet, allerdings
ohne Dreh-Schwenk-Mechanismen für den Taststift oder die
verwendete Taststiftkombination.
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Vor
diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Koordinatenmessgerät der eingangs genannten Art anzugeben,
das eine sehr flexible, schnelle und trotzdem genaue Messung an
Messobjekten mit vielen verschiedenen Messpunkten ermöglicht.
Dabei soll das maximal zur Verfügung stehende Messvolumen
auf möglichst effizient genutzt werden.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Koordinatenmessgerät der
eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem der passive Dreh-Schwenk-Mechanismus
ein Getriebe mit einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite aufweist,
wobei die Abtriebsseite mit dem Taststift gekoppelt ist, um den
Taststift relativ zu dem Tastkopf zu verstellen, und wobei die Antriebsseite
zumindest einen Zugang aufweist, um ein externes Drehmoment zum
Verstellen des Taststiftes einzuleiten.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Dreh-Schwenk-Mechanismus
mit einer Wechselschnittstelle zum lösbaren Ankoppeln an
einen Tastkopf vorgeschlagen, wobei der Dreh-Schwenk-Mechanismus
eine Aufnahme zum Aufnehmen eines Taststiftes und ein Getriebe mit
einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite aufweist, wobei die
Abtriebsseite mit der Aufnahme gekoppelt ist, um den Taststift relativ
zu einem Tastkopf zu verstellen, und wobei die Antriebsseite zumindest
einen Zugang aufweist, um ein externes Drehmoment zum Verstellen
des Taststiftes einzuleiten.
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Das
neue Koordinatenmessgerät kombiniert die Vorteile eines
Tastkopfes mit einer zentralen Tastkopfsensorik mit den Vorteilen,
die ein relativ zum Tastkopf verschwenkbarer Taststift bietet. Im
Gegensatz zu den bislang bekannten Vorschlägen benötigt das
neue Koordinatenmessgerät jedoch keinen Anschlag, an dem
der Taststift abgestützt oder geklemmt wird, um eine Verstellung
des Taststiftes relativ zum Tastkopf durchzuführen. Vielmehr
besitzt der passive Dreh-Schwenk-Mechanismus ein Getriebe mit einem
externen Zugang, der das direkte Einspeisen eines Dreh- oder Antriebsmoments
an dem Dreh-Schwenk-Mechanismus selbst ermöglicht. Das Antriebsmoment
könnte beispielsweise mit einem elektrischen Antrieb erzeugt
werden, der jedoch im Gegensatz zu den aktiven Dreh-Schwenk-Mechanismen
extern angeordnet ist, vorzugsweise an einer möglichst
zentralen Stelle des Koordinatenmessgerätes. Beispielsweise
könnte eine Welle des externen elektrischen Antriebes in
eine entsprechende Wellenaufnahme des Dreh-Schwenk-Mechanismus eingreifen,
um das Antriebsmoment zum Verstellen des Taststiftes auf der Antriebsseite
des Getriebes einzuleiten.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform, die nachfolgend anhand
eines detaillierten Ausführungsbeispiels näher
beschrieben ist, macht sich das neue Koordinatenmessgerät
jedoch die ohnehin vorhandenen Stellantriebe des Koordinatengerätes
zunutze, d. h. es wird in der bevorzugten Ausführung kein
weiterer Antrieb benötigt.
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Unabhängig
von der praktischen Realisierung besitzt das neue Koordinatenmessgerät
den Vorteil, dass das Messvolumen weitgehend uneingeschränkt
zur Aufnahme eines Messobjektes zur Verfügung steht. Darüber
hinaus kann das externe Antriebsmoment an einer zentralen Position
des Tastkopfes innerhalb des Messvolumens in den Dreh-Schwenk-Mechanismus
eingeleitet werden, so dass zum Verstellen der räumlichen
Ausrichtung des Taststiftes nur geringe Verfahrwege erforderlich
sind. Die zentrale Tastkopfsensorik, die vom Taststift aus gesehen
nach den Dreh- und Schwenkachsen angeordnet ist, kann sehr viel
komplexer ausgebildet sein als bei aktiven Dreh-Schwenk-Gelenken,
weil der zur Verfügung stehende Bauraum nur einen recht
geringen Einfluss auf die Zugänglichkeit zum Messobjekt hat.
Sehr vorteilhaft kann ein Tastkopf mit einem oder mehreren Messkraftgeneratoren
verwendet werden, die einerseits eine Vorauslenkung des Taststiftes
und andererseits eine Tarierung ermöglichen. Auch andere
Tariermechanismen können aufgrund der zentralen Tastkopfsensorik
relativ einfach integriert oder weiter verwendet werden.
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Auf
der anderen Seite bietet das neue Koordinatenmessgerät
sämtliche Vorteile, die sich aus der variablen Verstellbarkeit
des Taststiftes relativ zum Tastkopf ergeben. Insbesondere können
komplexe Messobjekte mit verschiedenen Messpunkten mit wenigen Taststiften
und/oder Taststiftkombinationen vermessen werden. Da die Anzahl
der bislang benötigten Taststiftwechsel reduziert werden
kann, ermöglicht das neue Koordinatenmessgerät
eine sehr schnelle Durchführung komplexer Messaufgaben. Die
zentrale Tastkopfsensorik ermöglicht außerdem sehr
exakte Messungen.
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Die
oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Dreh-Schwenk-Mechanismus
zumindest einen Sperrmechanismus mit einer Freigabeposition und einer
Schließposition auf, wobei der Sperrmechanismus den Taststift
in der Freigabeposition freigibt, so dass der Taststift über
das Getriebe verstellt werden kann, und wobei der Sperrmechanismus
den Taststift in der Schließposition drehfest blockiert.
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Alternativ
hierzu könnte der Taststift beispielsweise auch durch Reibung,
die mit Hilfe des extern eingeleiteten Antriebsmoments überwunden wird,
in seiner Position gehalten werden. Die Verwendung eines Sperrmechanismus
mit einer Freigabeposition und einer Schließposition ermöglicht
demgegenüber eine größere Haltekraft
an dem Taststift in der Schließposition. Die größere
Haltekraft ermöglicht eine höhere Messgenauigkeit
und verhindert ein unbeabsichtigtes Verstellen der Taststiftposition,
beispielsweise beim Antasten des Messobjekts.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist der Dreh-Schwenk-Mechanismus
zumindest eine erste und eine zweite Drehachse auf, wobei die erste
Drehachse in einer Ebene parallel zu dem Taststift verläuft,
und wobei die zweite Achse quer zu dem Taststift verläuft.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Drehachse orthogonal
zueinander.
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In
dieser Ausgestaltung ermöglicht der Dreh-Schwenk-Mechanismus
eine flexible Verstellung des Taststiftes an vielfältige
Positionen innerhalb eines Kugelsegments. Alternativ hierzu kann
die vorliegende Erfindung auch bei einem Mechanismus realisiert
sein, der lediglich eine Bewegungsachse für den Taststift
aufweist, wobei der Begriff "Dreh-Schwenk-Mechanismus" hier der
Einfachheit halber auch für solche vereinfachten Mechanismen verwendet
wird. Die größere Flexibilität aufgrund
von zwei Drehachsen ermöglicht schnellere und variablere
Messungen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist der Sperrmechanismus eine erste
Sperre und eine zweite Sperre auf, wobei die erste Sperre den Taststift
um die erste Drehachse blockiert, und wobei die zweite Sperre den
Taststift um die zweite Drehachse blockiert.
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In
dieser Ausgestaltung kann der Taststift gezielt in Bezug auf die
erste oder die zweite Drehachse freigegeben werden. Insbesondere
ermöglicht diese Ausgestaltung, den Taststift um eine der
Drehachsen zu verstellen, während die zweite Drehachse
blockiert ist, so dass der Taststift in Bezug auf die zweite Drehachse
in einer stabilen Position gehalten wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht
eine sehr genaue Verstellung des Taststiftes und infolge dessen
eine sehr hohe Messgenauigkeit.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das Getriebe dazu ausgebildet,
den Taststift um die erste oder um die zweite Drehachse zu verstellen.
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In
dieser Ausgestaltung werden zumindest Teile des Getriebes sowohl
für die Verstellung um die erste Drehachse als auch um
die zweite Drehachse verwendet. Es handelt sich somit um ein Getriebe, das
ggf. über mehrere alternative Abtriebsseiten verfügt.
Alternativ hierzu könnten jede Drehachse mit einem eigenen,
separaten Getriebe verbunden sein. Die bevorzugte Ausgestaltung
ermöglicht demgegenüber eine Gewichtsreduzierung,
was in Bezug auf die verwendbaren Taststiftlängen und -konfigurationen
von Vorteil ist. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung in
Kombination mit einer separat lösbaren ersten und zweiten
Sperre für die erste und zweite Drehachse. Diese Kombination
ermöglicht einen sehr einfachen und leichten Aufbau des
neuen Dreh-Schwenk-Mechanismus. Aufgrund der separaten Sperren kann
das Getriebe mit wenigen Teilen realisiert werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist der Dreh-Schwenk-Mechanismus
zumindest einen Betätiger auf, der dazu ausgebildet ist,
den zumindest einen Sperrmechanismus von der Schließposition
in die Freigabeposition zu bringen.
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In
dieser Ausgestaltung kann der Taststift mit Hilfe des Betätigers
gezielt entsperrt werden, um eine neue Taststiftposition einzustellen.
Vorzugsweise ist der Betätiger in den Dreh-Schwenk-Mechanismus
integriert, so dass am Tastkopf keine Modifikation erforderlich
ist.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist der Dreh-Schwenk-Mechanismus
einen weiteren Zugang auf, um den Betätiger von außen
zu betätigen.
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Diese
Ausgestaltung ermöglichen eine einfache Nachrüstung
des neuen Dreh-Schwenk-Mechanismus bei älteren Koordinatenmessgeräten.
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In
einer weiteren Ausgestaltung beinhaltet der Dreh-Schwenk-Mechanismus
ein Antriebsrad, insbesondere ein Zahnrad mit einer Außenverzahnung,
das den weiteren Zugang bildet.
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Wie
nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
dargestellt ist, ermöglicht ein Antriebsrad, wie ein Zahnrad
mit einer Außenverzahnung, eine sehr einfache und kostengünstige
Erzeugung und Einleitung des Antriebsmoments mit Hilfe der bei einem
Koordinatenmessgerät ohnehin vorhandenen Stellantriebe.
Anstelle eines Zahnrades kann prinzipiell auch ein Reibradantrieb
zur Anwendung kommen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung besitzt der Betätiger zumindest
drei Betätigerpositionen, wobei eine erste Betätigerposition
so ausgebildet ist, dass der Sperrmechanismus den Taststift um alle
Drehachsen blockiert, und wobei eine zweite und eine dritte Betätigerposition
so ausgebildet sind, dass der Sperrmechanismus den Taststift um
jeweils eine Drehachse freigibt.
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Diese
Ausgestaltung ermöglicht eine besonders leichte und kompakte
Realisierung des neuen Dreh-Schwenk-Mechanismus, die von sämtlichen Vorteilen
der zuvor genannten Ausgestaltungen Gebrauch macht.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist das Getriebe ein zweites Antriebsrad
auf, insbesondere ein mit einer Außenverzahnung versehenes
zweites Zahnrad, das den Zugang für das externe Antriebsmoment
bildet.
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Wie
bereits weiter oben erwähnt, ist ein Zahnrad mit einer
Außenverzahnung eine sehr einfache, leichte und kostengünstige
Realisierung, um ein externes Antriebsmoment mit Hilfe der ohnehin
bei einem Koordinatenmessgerät vorhandenen Stellantriebe
zu erzeugen. Prinzipiell kann man aber auch hier einen Reibradantrieb
verwenden. Beide Ausgestaltungen ermöglichen eine sehr
einfache und kostengünstige Realisierung.
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In
einer weiteren Ausgestaltung besitzt der Dreh-Schwenk-Mechanismus
zumindest einen Excenter, der drehfest mit dem zweiten Antriebsrad
verbunden ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist ein weiterer
Excenter an einem Grundkörper angeordnet, der zusammen
mit dem Taststift um die erste Drehachse drehbar ist.
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Solche
Excenter ermöglichen eine sehr einfache und exakte Bestimmung
der jeweiligen Taststiftposition relativ zu dem Tastkopf. Vorteilhafterweise
kann dazu die Tastkopfsensorik verwendet werden, indem der Tastkopf
einen bekannten Messpunkt (Referenzmesspunkt) mit dem Excenter antastet.
Die Verwendung von jeweils einem Excenter ermöglicht eine
einfache Bestimmung der jeweiligen Taststiftposition in Bezug auf
jede der Drehachsen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung besitzt das Koordinatenmessgerät
einen Linearanschlag, insbesondere in Form einer Zahnstange, mit
einer Längsausdehnung, wobei der Tastkopf relativ zu dem
Linearanschlag entlang der Längsausdehnung verfahrbar ist.
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Diese
Ausgestaltung ist eine sehr einfache und kostengünstige
Möglichkeit, um ein externes Antriebsmoment auf den Dreh-Schwenk-Mechanismus mit
Hilfe der vorhandenen Stellantriebe des Koordinatenmessgerätes
zu erzeugen. Vorteilhafterweise ist der Linearanschlag in einem
zentralen Bereich des Koordinatenmessgerätes angeordnet.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist der Gestellaufbau einen Querträger
auf, an dem die Zahnstange angeordnet ist, wobei der Tastkopf relativ
zu dem Querträger verfahrbar ist.
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Bei
einem Koordinatenmessgerät in Portal- oder Brückenbauweise
ist der Linearanschlag vorteilhafterweise an dem Querträger
des Portals oder der Brücke angeordnet, was besonders kurze
Fahrwege zum Verstellen der Taststiftposition ermöglicht.
Außerdem steht das Messvolumen dieser Koordinatenmessgerätes
vollständig zur Aufnahme eines Messobjektes zur Verfügung.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist der Tastkopf zumindest einen
Messkraftgenerator auf, der in der Lage ist, eine Vorauslenkung
des Taststiftes zu erzeugen.
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Diese
Ausgestaltung ist von Vorteil, weil der Messkraftfaktor dazu verwendet
werden kann, den Dreh-Schwenk-Mechanismus mit der Quelle für
das externe Antriebsmoment zu verbinden, wie etwa der oben beschriebenen
Zahnstange und/oder mit einem externen elektrischen Antrieb.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist der Dreh-Schwenk-Mechanismus lösbar
an dem Tastkopf angeordnet.
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Diese
Ausgestaltung ermöglicht es, den Dreh-Schwenk-Mechanismus
alternativ zu herkömmlichen Taststiften oder Taststiftkombinationen an
einem Tastkopf zu verwenden. Außerdem ist eine einfache
und kostengünstige Nachrüstung von vorhandenen
Koordinatenmessgeräten in dieser Ausgestaltung möglich.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Koordinatenmessgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
vereinfachte Darstellung eines Tastkopfes mit einer Tastkopfsensorik
und einem Messkraftgenerator,
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3 ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Dreh-Schwenk-Mechanismus
für das Koordinatenmessgerät aus 1 in
einem seitlichen Querschnitt,
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4–8 den
Dreh-Schwenk-Mechanismus aus 3 in verschiedenen
Betriebspositionen.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel des neuen Koordinatenmessgerätes
in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Das Koordinatenmessgerät 10 besitzt hier eine
Basis 12, auf der ein Portal 14 in Längsrichtung
verschieblich angeordnet ist. Die Bewegungsrichtung des Portals 14 relativ
zu der Basis 12 wird üblicherweise als Y-Achse
bezeichnet. Am oberen Querträger des Portals 14 ist
ein Schlitten 16 angeordnet, der in Querrichtung verschieblich
ist. Die Querrichtung wird üblicherweise als X-Achse bezeichnet.
Der Schlitten 16 trägt eine Pinole 18,
die in Z-Richtung, also senkrecht zu der Basis 12, verfahren
werden kann. Mit den Bezugsziffern 20, 22, 24 sind
Messeinrichtungen bezeichnet, anhand derer die Position des Portals 14,
des Schlittens 16 und der Pinole 18 bestimmt werden
können. Typischerweise handelt es sich bei den Messeinrichtungen 20, 22, 24 um
Glasmaßstäbe, die mit Hilfe geeigneter Sensoren
abgelesen werden.
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Am
unteren freien Ende der Pinole 18 ist ein Tastkopf 26 mit
einem Taststift 28 angeordnet. Der Taststift 28 besitzt
an seinem unteren freien Ende eine Tastkugel 29, die dazu
dient, einen Messpunkt an einem Messobjekt 30 anzutasten.
Mit Hilfe der Messeinrichtungen 20, 22, 24 lässt
sich die Position des Tastkopfes 26 innerhalb des Messvolumens beim
Antasten des Messpunktes bestimmen. In Abhängigkeit davon
kann man dann die Raumkoordinaten des angetasteten Messpunktes bestimmen.
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Mit
der Bezugsziffer 32 ist eine Auswerte- und Steuereinheit
bezeichnet. Die Auswerte- und Steuereinheit 32 dient einerseits
dazu, die motorischen Antriebe für die Bewegungen des Tastkopfes 26 entlang
der drei Koordinatenachsen X, Y und Z anzusteuern. Außerdem
liest die Auswerte- und Steuereinheit 32 die Messwerte
aus den Messeinrichtungen 20, 22, 24 ein,
und sie bestimmt in Abhängigkeit davon und in Abhängigkeit
von den Auslenkungen des Taststiftes 28 die aktuellen Raumkoordinaten
des Messpunktes und gegebenenfalls weitere geometrische Größen
des Messobjektes 30. Mit der Bezugsziffer 34 ist
ein Bedienpult bezeichnet, das optional vorgesehen sein kann, um
den Tastkopf 26 manuell zu verfahren.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist hier eine Zahnstange 36 an
dem Querträger des Portals 14 befestigt. Die Zahnstange 36 ist
so angeordnet, dass der Tastkopf 26 mit Hilfe der Pinole 18 in
den Bereich der Zahnstange 36 verfahren werden kann, wie
dies weiter unten anhand der 3 bis 8 näher
erläutert wird. Alternativ zu einer Zahnstange könnte
hier beispielsweise eine Reibfläche angeordnet sein, an
der ein Reibrad gedreht werden kann. Des weiteren könnte
hier in anderen Ausführungsbeispielen ein elektrischer
Antrieb angeordnet sein, um ein externes Antriebsmoment zum Verstellen
des Taststiftes 28 zu erzeugen. Außerdem könnte die
Zahnstange 36 oder der elektrische Antrieb (hier nicht
dargestellt) auch an einer anderen Stelle innerhalb des Messvolumens
des Koordinatenmessgerätes 10 angeordnet sein,
beispielsweise an einer der Portalsäulen und/oder an einem
Taststiftmagazin, das hier der Einfachheit halber nicht dargestellt
ist.
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2 zeigt
anhand einer vereinfachten, schematischen Darstellung die grundlegende
Funktionsweise des Tastkopfes 26. Der Tastkopf 26 besitzt einen
feststehenden Teil 38 und einen beweglichen Teil 40,
die über zwei Blattfedern 42, 44 miteinander verbunden
sind. Die Blattfedern 42, 44 bilden ein Federparallelogramm,
das eine Bewegung des Teils 40 in Richtung des Pfeils 46 (und
zurück) ermöglicht. Damit kann der Taststift 28 um
eine Distanz D aus seiner Ruhelage ausgelenkt werden. Bei der Bezugsziffer 28' ist
der Tastkopf 28 in der ausgelenkten Position schematisch
dargestellt.
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Die
Auslenkung des Taststiftes 28 relativ zu dem feststehenden
Teil 38 kann die Folge einer Antastung des Messobjekts 30 an
einem Messpunkt sein. Vorteilhafterweise wird die Auslenkung des Taststiftes
bei der Bestimmung der Raumkoordinaten berücksichtigt.
Darüber hinaus kann die Auslenkung des Taststiftes in bevorzugten
Ausführungsbeispielen mit Hilfe eines Messkraftgenerators
erzeugt werden, wie nachfolgend näher erläutert
ist.
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An
dem feststehenden Teil 38 und an dem beweglichen Teil 40 ist
jeweils ein Schenkel 48, 50 angeordnet. Die Schenkel 48, 50 stehen
parallel zu den Blattfedern 42, 44 und parallel
zueinander. Zwischen den Schenkeln 48, 50 ist
ein Sensor 52 (hier mit einer Skala 54 dargestellt)
und ein Messkraftgenerator 56 angeordnet. Der Sensor 52 kann
eine Tauchspule, ein Hall-Sensor, ein piezoresistiver Sensor oder
ein anderer Sensor sein, mit dessen Hilfe die räumliche
Auslenkung des Taststiftes 28 relativ zu dem feststehenden
Teil 38 bestimmt werden kann. Der Messkraftgenerator 56 kann
beispielsweise eine Tauchspule sein, mit deren Hilfe die beiden
Schenkel 42, 50 gegeneinander gezogen oder auseinander
gedrückt werden können.
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In
der vereinfachten Darstellung in
2 ermöglicht
der Tastkopf
26 lediglich eine Auslenkung des Taststiftes
in Richtung des Pfeils
46. Den einschlägigen Fachleuten
ist allerdings bekannt, dass ein solcher Tastkopf typischerweise
eine entsprechende Auslenkung in zwei weiteren, orthogonalen Raumrichtungen
ermöglicht. Ein Ausführungsbeispiel für
einen solchen Tastkopf ist in der eingangs genannten
DE 44 24 225 A1 beschrieben,
deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf diesen speziellen Tastkopf beschränkt
und kann auch mit anderen messenden oder schaltenden Tastköpfen
realisiert werden.
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Den
einschlägigen Fachleuten ist bekannt, dass ein Tastkopf
der in 2 stark vereinfacht dargestellten Art in der Regel
eine Aufnahme besitzt, an der der Taststift 28 auswechselbar
befestigt ist.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird anstelle eines
Taststiftes 28 ein Dreh-Schwenk-Mechanismus mit einem Taststift 28 in
die Taststiftaufnahme des Tastkopfes 26 eingesetzt, so
dass wahlweise der Dreh-Schwenk-Mechanismus oder ein herkömmlicher
Taststift an dem Tastkopf 26 befestigt werden kann. Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen Dreh-Schwenk-Mechanismus
wird nachfolgend anhand der 3 bis 8 näher
beschrieben.
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Der
bevorzugte Dreh-Schwenk-Mechanismus ist in den 3 bis 8 in
seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 60 bezeichnet. Der Dreh-Schwenk-Mechanismus 60 besitzt
an seinem oberen Ende einen Teller 62, der an die Taststiftaufnahme
des Tastkopfes 26 angepasst ist. Es handelt sich hier um
einen herkömmlichen Wechselteller, wie er bei auswechselbaren
Taststiften üblicherweise verwendet wird. Der Wechselteller 62 ist
an einem Grundkörper 64 befestigt. Der Grundkörper 64 bildet den
feststehenden Teil des Dreh-Schwenk-Mechanismus 60. Er
trägt an seinem unteren freien Ende ein erstes Zahnrad 66 mit
einer radialen Außenverzahnung 67. Das Zahnrad 66 ist
auf dem Grundkörper 64 um die Hochachse 68 des
Dreh-Schwenk-Mechanismus 60 drehbar.
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Der
Grundkörper 64 besitzt hier einen innenliegenden
Hohlraum, an dessen Grund eine Stange 70 befestigt ist,
die sich vertikal nach unten erstreckt. Die Stange 70 besitzt
an ihrem unteren freien Ende einen Teller 72, auf dem eine
Schraubenfeder 74 abgestützt ist.
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Konzentrisch
zu der Stange 70 ist ein Rohr 76 angeordnet, das
vertikal auf der Stange 70 verschieblich ist (siehe 4).
Das Rohr 76 besitzt an seinem unteren Ende einen Konuskörper 78 und
an seinem oberen Ende einen Doppelkonuskörper 80, die
jeweils fest mit dem Rohr 76 verbunden sind.
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Mit
der Bezugsziffer 82 ist ein Achskörper bezeichnet,
der konzentrisch zu dem Rohr 76 angeordnet ist. Der Achskörper 82 wird
mit Hilfe der Feder 74 gegen das untere Ende des Grundkörpers 64 gedrückt.
Zwischen den einander gegenüberliegenden Endflächen
des Grundkörpers 64 und des Achskörpers 82 ist
eine Kugelverzahnung 84 angeordnet. Die Kugelverzahnung 84 bildet
eine erste Sperre, mit der der Achskörper 82 drehfest
an dem Grundkörper 64 abgestützt ist.
Die Kugelverzahnung 84 beinhaltet eine Vielzahl von ersten
und zweiten Kugeln, wobei die ersten Kugeln in einer Ringnut am
unteren freien Ende des Grundkörpers 64 angeordnet
sind, während die zweiten Kugeln in einer entsprechenden Ringnut
am oberen Ende des Achskörpers 82 angeordnet sind.
Die Kugeln verrasten aufgrund der Federspannung der Feder 74 ineinander.
Anstelle einer Kugel-Kugel-Verzahnung könnte auch eine
Kugel-Rollen-Verzahnung, eine Hirth-Verzahnung oder ein anderer
geeigneter Sperrmechanismus zur Anwendung kommen.
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Der
Achskörper 82 trägt an seinem oberen Ende
(unterhalb der Kugelverzahnung 84) ein zweites Zahnrad 86 mit
einer radialen Außenverzahnung 88. Das Zahnrad 86 ist
zusammen mit dem Achskörper 82 um die Hochachse 68 herum
drehbar, sobald die Kugelverzahnung 84 in der nachfolgend
beschriebenen Weise gelöst ist. In der in 3 dargestellten
Betriebssituation ist das Zahnrad 86 aufgrund der Kugelverzahnung 84 drehfest
blockiert.
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Der
Achskörper 82 besitzt an seiner Mantelfläche
unterhalb des Zahnrades 86 ein Lager, in dem eine Hohlwelle 90 drehbar
gelagert ist. Die Hohlwelle 90 erstreckt sich orthogonal
zu der Hochachse 68, und sie ist um eine Querachse 91 drehbar
(7). Auf der Hohlwelle 90 ist ein weiteres
Zahnrad 92 mit einer radialen Außenverzahnung 94 angeordnet.
Die Außenverzahnung 94 greift in eine axiale Verzahnung 96 ein,
die auf der Unterseite des Zahnrades 86 ringförmig
umlaufend angeordnet ist.
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Ferner
ist auf der Hohlwelle 90 ein weiterer Achskörper 98 angeordnet,
der drehfest mit dem Zahnrad 92 verbunden ist. Der Achskörper 98 wird über
eine weitere Kugelverzahnung 100 drehfest an der Mantelfläche
des ersten Achskörpers 82 blockiert. Die Kugelverzahnung 100 bildet
eine zweite Sperre, solange der Achskörper 98 mit Hilfe
der weiteren Feder 102 gegen den ersten Achskörper 82 gedrückt
wird. Auch hier könnte anstelle einer Kugel-Kugel-Verzahnung
eine Kugel-Rollen- oder Hirth-Verzahnung verwendet werden.
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Die
Außenverzahnung 94 des Zahnrades 92 erstreckt
sich nicht über den gesamten Außenumfang des Zahnrades 92,
sondern lediglich über etwa 270°. In dem Kreissegment
des Zahnrades 92, in dem keine Außenverzahnung 94 vorhanden
ist, ist der Taststift 28 in einer Taststifthalterung lösbar
befestigt.
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An
der axialen Endfläche des Achskörpers 98,
die der Mantelfläche des ersten Achskörpers 82 zugewandt
ist, ist ein Hubstift 104 angeordnet (6),
dessen freies Ende auf der Konusfläche des Konuskörpers 78 abgestützt
ist. Durch Anheben des Konuskörpers 78 lässt
sich der Hubstift 104 nach außen drücken,
wodurch die Kugelverzahnung 100 gelöst wird und
die Drehbewegung des Zahnrades 92 ermöglicht wird.
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In ähnlicher
Weise wirkt der Doppelkonuskörper 80 am oberen
Ende des Rohrs 76 mit zwei weiteren Hubstiften 106, 108 zusammen
(4). Die Hubstifte 106, 108 können
federbelastet sein, um eine definierte Ruheposition einzustellen.
Der Grundkörper 64 besitzt an seinem unteren freien
Ende zwei Radialbohrungen, in denen jeweils einer der Hubstifte 106, 108 verschieblich
angeordnet ist. Die Hubstifte 106, 108 liegen
auf einer Ebene mit dem ersten Zahnrad 66. Der Hubstift 106 stützt
sich auf der oberen Konusfläche des Doppelkonuskörpers 80 ab, während
der Hubstift 108 an der unteren Konusfläche des
Doppelkonuskörpers 80 anliegt. Wenn der Hubstift 106 in
Richtung des Pfeils 110 (4) gedrückt wird,
drückt er das Rohr 76 mit Hilfe des Doppelkonuskörpers 80 gegen
die Federkraft der Feder 74 nach unten. Da der Konuskörper 78 am
unteren Ende des Rohrs 76 auf dem Achskörper 82 abgestützt
ist, wird durch diese Bewegung des Rohrs 86 der gesamte
Achskörper 82 einschließlich des zweiten Zahnrades 86 und
des dritten Zahnrades 92 nach unten gedrückt.
Diese Bewegung ist in 4 bei dem Pfeil 112 angedeutet.
Durch die Bewegung des Achskörpers 82 in Richtung
des Pfeils 112 wird die Sperre der ersten Kugelverzahnung 84 freigegeben.
In dieser Betriebsposition kann der Achskörper 82 einschließlich
des daran blockierten Zahnrades 92 um die Hochachse 68 gedreht
werden.
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Wird
hingegen der Hubstift 108 in Richtung des Pfeils 114 (6)
radial nach innen gedrückt, hebt er das Rohr 76 mit
Hilfe des Doppelkonuskörpers 80 nach oben. Durch
diese Bewegung wird der Konuskörper 78 nach oben
angehoben, und er drückt den Hubstift 104 radial
nach außen, wodurch die zweite Kugelverzahnung 100 freigegeben
wird. In dieser Betriebsposition (6) kann
das Zahnrad 92 relativ zu dem Achskörper 82 verdreht
werden.
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Um
die Hubstifte 106, 108 zu betätigen,
besitzt das Zahnrad 66 eine radial innen liegende, exzentrische
Ausnehmung 116. In der in 3 dargestellten
Betriebsposition ist die Ausnehmung 116 so angeordnet,
dass keiner der beiden Hubstifte 106, 108 in Richtung
des Doppelkonuskörpers 80 vorgeschoben wird. Daher
befindet sich das Rohr 76 mit dem Konuskörper 78 und
dem Doppelkonuskörper 80 in seiner Ruhestellung.
Beide Kugelverzahnungen 84, 100 sind eingerastet.
Der Taststift 28 ist in einer definierten Position und
Ausrichtung relativ zu dem Tastkopf (hier nicht dargestellt) fixiert.
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Um
nun den Taststift 28 zu verstellen, wird der Tastkopf 26 des
Koordinatenmessgerätes 10 zunächst in
den Bereich der Zahnstange 36 verfahren. Anschließend
wird das Zahnrad 66 mit Hilfe der Messkraftgeneratoren 56 mit
der Zahnstange 36 in Eingriff gebracht (4).
Indem man nun den Tastkopf 26 parallel zu der Zahnstange 36 (X-Richtung) verfahren
wird, erzeugt man ein Antriebsmoment, das auf das Zahnrad 66 einwirkt.
Je nach Verfahrrichtung des Tastkopfes 26 relativ zu der
Zahnstange 36 wird das Zahnrad 66 im Uhrzeigersinn
oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. In der in 4 dargestellten
Betriebsposition „öffnet" sich die exzentrische Ausnehmung 116 aufgrund
der Drehbewegung im Bereich des Hubstiftes 108. Im Bereich
des Hubstiftes 106 "schließt" sich die Ausnehmung 116 hingegen,
und der Hubstift 106 wird in Richtung des Pfeils 110 nach
innen gedrückt. Infolgedessen wird das Rohr 76 nach
unten gedrückt, und es nimmt den Achskörper 82 gegen
die Federkraft der Feder 74 mit. Die erste Kugelverzahnung 84 ist
nun freigegeben.
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Wie
in 5 dargestellt ist, wird der Tastkopf 26 als
nächstes in Z-Richtung verfahren, um das zweite Zahnrad 86 in
Eingriff mit der Zahnstange 36 zu bringen. Durch eine erneute
Bewegung des Tastkopfes 26 entlang der X-Achse, und damit
entlang der Zahnstange 36, wird der Achskörper 82 um
die Hochachse 68 verdreht, was in 5 mit dem
Pfeil 118 dargestellt ist. Sobald die gewünschte
Drehposition des Taststiftes 28 um die Hochachse 68 erreicht ist,
wird die Vorschubbewegung des Tastkopfes 26 relativ zu
der Zahnstange 36 gestoppt. Das Zahnrad 86 wird
mit Hilfe der Messkraftgeneratoren 56 aus dem Eingriff
mit der Zahnstange 36 genommen. Anschließend wird
die Pinole 18 mit dem Tastkopf 26 wieder in Z-Richtung
verfahren, und das erste Zahnrad 66 wird erneut in Eingriff
mit der Zahnstange 36 gebracht (4). Durch
eine entgegengesetzte Bewegung des Tastkopfes 26 entlang
der Zahnstange 36 wird das Rohr 76 wieder freigegeben,
und die Feder 74 drückt den Achskörper 82 in
die Kugelverzahnung an dem Grundkörper 64. Die
neu eingestellte Drehposition des Taststiftes 28 ist nun
fixiert.
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Das
Verstellen des Taststiftes 28 um die zweite Drehachse 91 ist
in den 6 und 7 dargestellt. Auch hier wird
zunächst das Zahnrad 66 in Eingriff an der Zahnstange 36 gebracht.
Durch eine geeignete Vorschubbewegung des Tastkopfes 26 entlang
der Zahnstange 36 wird das Zahnrad 66 so gedreht,
dass der Hubstift 108 den Doppelkonuskörper 80 nach
oben drückt. Hierdurch wird der Hubstift 104 am
zweiten Achskörper 98 radial nach außen
gedrückt (Pfeil 120). Die zweite Kugelverzahnung 100 wird
freigegeben. Anschließend wird der Tastkopf 26 in
Z-Richtung angehoben, um das zweite Zahnrad 86 in Eingriff
mit der Zahnstange 36 zu bringen. Durch eine Bewegung des
Tastkopfes 26 entlang der Zahnstange 36 wird ein
Antriebsmoment erzeugt, das sich über die Verzahnungen 94, 96 auf
das Zahnrad 92 überträgt. Infolge dessen
wird der Taststift 28 um die Querachse 91 gedreht,
was in 7 bei dem Doppelpfeil 122 angedeutet
ist.
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die Länge
des Hubstiftes 104 und der Konuswinkel des Konuskörpers 78 so
dimensioniert, dass die Kugelverzahnung 100 nicht vollständig
gelöst wird, sondern ein minimaler Resteingriff bestehen
bleibt. Auf diese Weise wird ein Bremsmoment erzeugt, das verhindert,
dass der Taststift 28 beim Lösen des Zahnrades 86 von
der Zahnstange 36 aufgrund der Schwerkraft zurückgedreht
wird. Die einschlägigen Fachleute werden erkennen, dass
abweichend hiervon auch andere Realisierungen möglich sind,
um ein entsprechendes Bremsmoment zu erzeugen, beispielsweise mit
Hilfe eines Elektromagneten und/oder eines Reibkörpers,
der bei gelöster Kugelverzahnung 100 an dem Zahnrad 92 anliegt.
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Durch
Zurückstellen des ersten Zahnrades 66 wird der
Hubstift 108 wieder in seine Ruheposition gebracht, und
die Kugelverzahnung 100 sperrt den Taststift 28 wieder.
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8 zeigt
eine Variante, mit deren Hilfe die jeweilige Position des Taststiftes 28 relativ
zu dem Tastkopf 26 bestimmt werden kann. Zur Positionsbestimmung
dienen hier zwei Excenterscheiben 124, 126. Die
erste Excenterscheibe 124 ist drehfest mit dem Achskörper 82 verbunden
und konzentrisch zu dem Achskörper 82 angeordnet,
so dass sich am Außenumfang der Excenterscheibe 124 die
Drehwinkelposition des Achskörpers 82 um die Hochachse 68 bestimmen
lässt. Die zweite Excenterscheibe 126 ist drehfest
mit dem zweiten Zahnrad 86 verbunden und so angeordnet,
dass sich die Drehwinkelposition des Zahnrades 86 um die
Hochachse 68 anhand der Excenterscheibe 126 bestimmen
lässt. Um nun die Raumposition des Taststiftes 28 zu
bestimmen, wird der Tastkopf 26 so an die Zahnstange 36 (oder
einen anderen definierten Referenzmesspunkt) verfahren, dass die
Excenterscheibe 26 die Zahnstange 36 berührt.
Mit Hilfe der Tastkopfsensorik 52 lässt sich dann
die Drehwinkelposition des Zahnrades 86 bestimmen. Anschließend
wird der Tastkopf 26 so verfahren, dass die Excenterscheibe 124 an
der Zahnstange 36 (oder einem anderen definierten Referenzmesspunkt)
antastet. Mit Hilfe der Tastkopfsensorik 52 wird die Drehwinkelposition
des Achskörpers 82 bestimmt. Da die Drehwinkelposition
des Zahnrades 86 in diesem Ausführungsbeispiel
die Summe der Drehbewegungen um die Hochachse 68 und die Querachse 91 repräsentiert,
lässt sich aus der Differenz der Drehwinkelpositionen der
beiden Excenterscheiben 124, 126 die Drehwinkelposition
des Taststiftes 28 um die Querachse 91 bestimmen.
Alternativ hierzu könnte die Drehwinkelposition des Taststiftes 28 auch
auf andere Weise bestimmt werden, beispielsweise mit Hilfe von Inkrementalgebern,
die im Bereich des Zahnrades 92 und im Bereich des Achskörpers 82 angeordnet
sind.
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Eine
weitere Abwandlung der dargestellten Ausführungsbeispiele
besteht darin, dass das Antriebsmoment für die Verstellung
des Taststiftes 28 nicht mit Hilfe der Zahnstange 36 und
einer entsprechenden Vorschubbewegung des Tastkopfes 26 entlang
der Zahnstange 36 erzeugt wird. Beispielsweise könnte
ein Antriebsmoment mit Hilfe eines elektrischen Motors direkt auf
die Zahnräder 66, 86 aufgebracht werden.
Vorzugsweise wäre ein solcher Antriebsmotor (hier nicht
dargestellt) ebenfalls im Bereich des Querträgers des Portals 14 angeordnet.
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In
allen bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen bildet
das Zahnrad 86 ein Getriebe, an dessen Antriebsseite (Zugang über
die Außenverzahnung 94) ein Antriebsmoment zum
Verstellen des Taststiftes 28 eingeleitet werden kann.
Je nachdem, welche Drehachse der Taststift 28 verstellen
soll, wirkt das Zahnrad 86 mit dem Zahnrad 92 zusammen,
um das Antriebsmoment auf den Taststift 28 zu übertragen.
Die Kugelverzahnungen 84, 100 bilden einen Sperrmechanismus,
mit dessen Hilfe der Taststift 28 freigegeben oder drehfest
blockiert werden kann. Das Zahnrad 66 bildet zusammen mit
den Hubstiften 104–108 und zusammen mit
dem Rohr 76 und den Konuskörpern 78, 80 einen
Betätiger, mit dessen Hilfe der Sperrmechanismus wahlweise
von einer Schließposition in die Freigabeposition gebracht
werden kann. Der gesamte Dreh-Schwenk-Mechanismus 60 kommt
ohne integrierten Antrieb aus, weshalb der Dreh-Schwenk-Mechanismus 60 sehr
leicht konstruiert werden kann und daher als Ganzes in die Taststiftaufnahme
eines Tastkopfes 26 eingewechselt werden kann. Die passiven
Drehachsen 68, 91 sitzen zwischen dem Taststift 28 und
der zentralen Tastkopfsensorik, weshalb von allen Vorteilen einer zentralen
Tastkopfsensorik Gebrauch gemacht werden kann. Insbesondere können
vorhandene, komplexe Tastköpfe ohne Modifikationen mit
dem neuen Dreh-Schwenk-Mechanismus 60 verwendet werden. Es
versteht sich, dass lediglich eine Anpassung in der entsprechenden
Auswertesoftware erforderlich ist, um die jeweilige Stellposition
des Taststiftes 28 relativ zu dem Tastkopf 26 zu
berücksichtigen. Durch die zentrale Tastkopfsensorik und
die bevorzugte zentrale Position für die Einleitung des
Antriebsmoments wird das zur Verfügung stehende Messvolumen
kaum beeinträchtigt. Vorteilhafterweise wird die Zahnstange 36 (oder
ein anderer Antriebsmechanismus zum Erzeugen des Antriebsmoments)
im Bereich der oberen Endlage des Tastkopfes 26 entlang der
Z-Achse angeordnet, um das Messvolumen weitgehend freizuhalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19605776
A1 [0003, 0007, 0007]
- - DE 2804398 A1 [0008]
- - EP 1126237 A2 [0010]
- - US 5189806 [0010]
- - DE 3711644 A1 [0010]
- - DE 4424225 A1 [0011, 0061]