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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Höhenmess- und Anreißgerät
zum insbesondere dreidimensionalen Messen und/oder Anreißen
von Werkstücken, bestehend aus einem Basisteil, mindestens einem
beweglichen, ein Mess- oder Anreißwerkzeug tragenden und
mit dem Basisteil direkt oder indirekt verbundenen Arm, wobei jeder
Arm mit mindestens einem Drehgelenk versehen ist, dabei wird die
Position des Mess- und/oder Anreißwerkzeuges über Messmittel
des jeweiligen Drehgelenkes direkt oder indirekt an einem, ein entsprechendes
Rechnerprogramm aufweisenden Rechner zur Bestimmung und/oder Erfassung
und/oder Speicherung der Messwerte geleitet.
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Es
sind bereits Höhenmess- und Anreißgeräte
bekannt (z. B.
DE 44
03 901 A1 ), bei dem das transportable Messgerät
mit einem Basisteil und einer entsprechenden Anzahl von Gelenkarmen
versehen ist. Die Gelenkarme sind mit dem Basisteil oder jeweils
zwei Gelenkteile zueinander mit jeweils einem Drehgelenk versehen,
wobei diese Drehgelenke jeweils einen Drehgeber aufweisen. Die Drehgeber
erkennen die entsprechende Winkelstellung des Drehgelenkes und geben
diese Daten zur Erfassung, Bestimmung oder Speicherung der Messwerte
an einen Rechner werter. Die Bedienung des Messgerätes
erfolgt in der Weise, dass der Bediener den das Messwerkzeug oder
Anreißwerkzeug aufnehmenden Gelenkarm ständig
hält und zu dem messenden bzw. zu dem anreißenden
Objekt hinführt. Bei Beendigung dieses Vorganges ist der
entsprechende Gelenkarm in einer vorgegebenen Ruheposition abzulegen.
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Desweiteren
sind Meßeinrichtungen bekannt (
DE 298 16 854 U1 ) die eine
Scheibenbremse aufweisen. Dabei drücken zwei fix mit dem
Messarm verbundene Bremsbeläge auf eine rotierende Bremsscheibe.
Die Nachteile dieses bisherigen Systems sind zum einen die recht
großen Abmessungen (Scheibendurchmesser teilweise bei 200
mm und mehr) und zum Anderen die schlechte Integrierbarkeit in die
aktuelle Konstruktion des Messarmes. Dabei kann die Scheibe und
damit die Bremse nicht funktionsgerecht in die Mitte der Gabelkonstruktion gesetzt
werden, da andere Bauteile im Weg sind. Die Funktionsweise dieser
Konstruktion, welche ursprünglich als Bremse entwickelt
wurde, und als reine Klemmvorrichtung ausgebildet ist, benötigt
relativ hohe Kräfte oder Durchmesser.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Höhenmess- und Anreißgerät
zu schaffen, bei dem die Drehgelenke, die Bedienung einschließlich
der Messtechnik optimiert ist.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass mindestens drei dreh- und schwenkbare Drehgelenke vorgesehen
sind, deren Schwenkachsen durch die benachbarten Anbauteile in ihrer
Drehfreiheit begrenzt sind und dass mindestens eine der Drehachsen
in ihrem Verdrehwinkel begrenzt ist, wobei die übrigen
Drehachsen unbegrenzt drehbar angeordnet sind.
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Der
Messgelenkarm zeichnet sich durch seine Drehfreiheiten aus. Dabei
weist der Messgelenkarm folgende gelenkige Anordnung auf.
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Es
gibt ein erstes Gelenk (bzw. gelenkartige Anordnung), welches eine
Dreh- und eine Schwenkmöglichkeit beinhaltet. Weiter gibt
es eine zweite gelenkige Anordnung, welche mindestens eine Dreh- und
eine Schwenkmöglichkeit beinhaltet. Des Weiteren gibt es
eine dritte gelenkige Anordnung, weiche mindestens eine Dreh- und
Schwenkbewegung ermöglicht.
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Die
gelenkigen Anordnungen sind durch Elemente verbunden. Dieses können
z. B. Rohre oder Profile sein, welche aus Kunststoffen, Faserverbundmaterial
oder metallischen Materialien bestehen.
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Dabei
sind alle Schwenkachsen in Ihrer Drehfreiheit begrenzt durch die
Anbauteile.
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Die
Drehachsen sind in mindestens einer Achse begrenzt, alle anderen
Drehachsen sind unbegrenzt.
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Ein
weiteres Merkmal sieht vor, dass der Verdrehwinkel eines der Drehgelenke
auf 600° beschränkt ist, mit Vorteil ist dabei
vorgesehen, dass die Begrenzung des Drehwinkels durch eine umlaufende Kugel
erfolgt.
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Die
Datenübertragung zum Rechner erfolgt derart, dass mindestens
eines der Drehgelenke zur Signalübertragung mit einer entsprechenden
Anzahl von Schleifringen versehen ist.
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Darüber
hinaus ist vorgesehen, dass mindestes eines der Drehgelenke als
Gabelgelenk ausgebildet ist oder dass die beiden miteinander zusammenwirkenden
Teile mindestens eines der Drehgelenke außermittig angeordnet
sind.
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Zusätzlich
zu den angesprochenen Achsen können auch eine oder mehrere
zusätzliche Achsen angebaut werden um den Messbereich zu
erweitern. Im Speziellen kann eine Linearachse hinzugefügt werden,
weiche den Sinn hat, den Messbereich des Armes zu erweitern. Diese
Achse kann in verschiedenen Bauformen realisiert sein.
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Außerdem
kann auch aus gleichem Grund (Messbereichserweiterung) der Messgelenkarm
mit einem zweiachsigen Verschiebetisch kombiniert werden. Dieser
würde den Messbereich in zwei Richtungen erweitern. Der
Verschiebetisch kann, ebenso wie die einachsige Version, manuell
oder mittels einer anderen Aktorik bewegt werden (beispielsweise
elektromechanischer Antrieb z. B. kombiniert mit einer Steuerung).
Die Lagerung eines solchen Tisches kann auf üblichen Verfahren
basieren, wie z. B. auf Luftlagerung oder Linearführungen,
um die Bewegungsfreiheit zu realisieren. Hierbei ist in jeder Achse ein
Messsystem von Nöten, um die Wegänderung festzuhalten
und es zu ermöglichen die verschiedenen Messungen zusammenzufügen.
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Weiterführend
gibt es noch die Möglichkeit den Messgelenkarm mit einer
herkömmlichen Messmaschine (z. B. einer Ständermessmaschine)
zu kombinieren, wodurch der Messbereich auch in vertikaler Richtung
erweitert werden könnte. Somit wäre die Gesamtanzahl
der Achsen, entsprechend der Achsenanzahl des Messgelenkarmes in
Kombination der Achsenzahl der Messmaschine, in der Regel 6 + 3
Achsen.
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Vorgesehen
ist desweiteren, dass das Basisteil auf einem Verschiebetisch fixiert
ist, der in mindestens einer Linearachse bewegbar angeordnet ist, günstig
ist hierbei, dass der Verschiebetisch manuell oder aktuatorisch
bewegbar ist und dass die aktuatorische Bewegung mittels eines elektromechanischen Antriebes
erfolgt, der ggf. mit einer entsprechenden Steuerung versehen ist.
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Eine
weitere Ausführumngsform sieht vor, dass der Verschiebetisch
eine Lagerung aufweist, die als Luftlagerung oder Linearführung
ausgeführt ist.
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Dabei
ist besonders günstig, dass der Verschiebetisch für
die jeweilige bewegbare Linearachse ein Messsystem zur Erfassung
der Wegänderung aufweist.
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Ein
weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Höhenmess- und
Anreißgerät mit einer EDV-Maus versehen ist.
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In
weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die EDV-Maus im Bereich
des Mess- und Anreißwerkzeuges angeordnet ist.
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Der
Messgelenkarm beinhaltet eine im Sinne von PC-Mäusen eine
vollständig funktionsfähige Maus im Miniaturformat
(eine Maus ist ein sogenanntes Human Interface). Dies versetzt den
Bediener in die Lage auch von größerer Entfernung
zum angeschlossenen PC den Rechner bedienen zu können. Um
dennoch eine gute Bedienbarkeit des manuell oder motorisch angetriebenen
Messgelenkarmes zu gewährleisten ist diese Maus am äußeren
Ende des Messgelenkarmes, also im letzten Gelenk, montiert. Es wäre
aber auch eine Montage in einem der anderen Gelenke oder in einem
Verbindungselement denkbar.
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Desweiteren
ist vorgesehen, dass mindestens eines der Drehgelenke in einer gewünschten Position
klemmbar gehalten ist.
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Günstig
ist hierbei, dass die Klemmung mittels einer Bremstrommel erfolgt.
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Vorteilhaft
ist dabei, dass die Klemmung mechanisch, elektrisch oder elektromechanisch
erfolgt.
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Die
pneumatische Klemmung stellt in größeren Betrieben
eine sinnvolle Lösung dar, da diese den Bediener in die
Lage versetzt den Messgelenkarm an jeder beliebigen Position zu
klemmen. Das hat den Vorteil, dass bei pausieren während
des Messvorgangs der Arm nicht wieder abgelegt werden muss. Vor
allem bei großen Messbereichen kann letzteres Vorgehen
zu erheblichen Zeitverlusten beitragen. Dabei ist es auch sinnvoll
einzelne Achsen für sich gesteuert klemmen zu können,
da der Bediener sich somit den Messbereich verkleinern kann um leichter
und schneller Punkte anfahren kann. Außerdem würde
eine solche Option das Arbeiten mit dem Messgelenkarm noch ergonomischer
gestalten. Die pneumatische Klemmung basiert auf Druck und damit
erzeugter Reibung.
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Dabei
wird ein Bremsbelag mit Druck beaufschlagt, welcher eine sich relativ
zu diesem drehende Bremsscheibe durch Reibung so abbremst, dass
es zu einer Klemmung kommt.
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Die
angesprochene Klemmung kann als Alternative auch rein mechanisch
ausgeführt werden. Dies hätte den Vorteil, dass
man ohne Pneumatikversorgung arbeiten kann. Auch hier kann man die
Achsen einzeln klemmen, was ebenso einen Komfortgewinn als auch
einen zeitlichen Gewinn bei bestimmten Messungen verursachen kann.
Dabei kann diese mechanische Klemmung mittels einer Verschraubung
betätigt werden.
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Auch
eine elektrische beziehungsweise elektro-mechanische Klemmung ist
denkbar. Diese könnte auf einer Trommelbremse basieren.
Dabei würde das Stellelement elektrisch angetrieben die
Bremsbeläge auf die Bremstrommel drücken und somit
die Bremswirkung und damit die Klemmung herstellen. Auch diese Klemmung
wäre für eine Klemmung jeder einzelnen Achse,
sowie für mehrere Achsen simultan als auch für
eine Klemmung aller Achsen gleichzeitig geeignet, unter Verwendung
einer geeigneten Steuerung.
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Auch
Kombinationen solcher Klemmungen sind denkbar.
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Eine
weitere Ausführungsform sieht vor, dass ein integrierter
Gewichtsausgleich vorgesehen ist. Im besonderen Maße ist
auch der integrierte Gewichtsausgleich wichtig. Dieser ist mit seinen
kompakten Abmessungen in mindestens ein oder mehrere Gelenke integriert
wodurch der Benutzer den Messgelenkarm ermüdungsfrei nutzen
kann. Dabei werden auftretende Momente, hervorgerufen durch die
einzelnen Gewichte mechanisch oder elektromechan kompensiert.
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Wesentlich
ist außerdem, dass das Höhenmess- und Anreißgerät
eine Vorrichtung aufweist, die eine Deckenmontage zuläßt.
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Eine
weitere sinnvolle Option zu den Verschiebetischen kann eine 7. Achse
zur Deckenmontage sein. Damit kann man den Bediener in die Lage versetzen
beispielsweise Lötpunkte in -line zu vermessen. Hier ist
eine Klemmung einer oder mehrerer Achsen im besonderen Maße
sinnvoll, da der Bediener so von dem Messgelenkarm in seiner normalen Arbeit
nicht behindert wird und er sich nur bei Bedarf den Messarm in seinen
Arbeitsbereich bewegen kann. Hier wäre auch eine Reduzierung
der Achsen und damit der Freiheitsgrade interessant, da auf Grund
der Bedienung nicht alle Achsen vollständig genutzt werden
können oder müssen. Dies wiederum könnte
einen Kostenvorteil darstellen.
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In
weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass als Rechner ein PC oder
ein Notebook oder ein PDA (Personal Digital Assistant) in Verbindung
mit einem PC oder Notebook verwendet wird.
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Außerdem
wäre eine preiswerte „Stand-alone" Lösung
interessant. Dabei würde der Messgelenkarm, welcher bisher
meist mittels eines PCs oder eines Notebooks betrieben bzw. bedient
wird kostenmäßig reduziert.
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Dabei
würde ein handelsüblicher PDA (oder vergleichbares),
ausgestattet mit einer handelsüblichen Software (Betriebssystem),
zum Einsatz kommen.
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Der
genannte PDA würde eine einfache, speziell für
diese Anforderungen entwickelte Anwendungssoftware beinhalten. Diese
Software kann den Bediener in die Lage versetzen einfache Messungen auszuführen
(beispielsweise Bohrungen oder Kanten vermessen) und kann die Raumkoordinaten
(X, Y, Z), sowie weitere Werte, welche bestimmt werden sollen, anzeigen
und verarbeiten (beispielsweise Längen oder Durchmesser).
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Der
Datenaustausch mit einem festinstallierten PC kann dann via WLAN,
Bluetooth oder diversen Speichermedien wie SD-Karten erfolgen. Somit ist
auch eine Nachhaltigkeit der Daten gewährleistet.
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Der
Hauptvorteil an einer solchen Lösung ist das geringere
Gesamtgewicht und niedrigere Preis, da ein Notebook vergleichsweise
groß und teuer ist. Die Anwendersoftware auf dem PDA kann
gegenüber der kompletten Software auf das notwendige reduziert
werden.
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Ein
weiterer Vorteil der "Stand-alone" Lösung mit dem PDA ist
die Möglichkeit den Messgelenkarm als Ersatz für
die bisher verwendeten mechanischen Messgeräte einzusetzen.
Dieser wird damit ein hochgenaues Standardmessgerät für
die Längen- und Abstandsmessung, das den großen
Vorteil hat, das eine Protokollierung der Ergebnisse per Netzwerk (WLAN)
durchgeführt werden kann. Auch lassen sich Stichprobenmessungen
beispielsweise bei der Qualitätssicherung durchführen,
die direkt per Netzwerk in die Auswertungsstatistik einfließen
kann.
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Toleranzwerte,
die der Anwender automatisch mit den Vorgaben der Stichprobenmessung
aus dem Netzwerk erhält, können ausgewertet werden. Eine
optische und/oder akustische Wammeldung kann ausgegeben werden,
wenn die gemessenen Werte aus dem Toleranzbereich fallen oder nahe
der Toleranzgrenze liegen.
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Die
Auswahl der zu messenden Objekte oder Geometrien kann auch akustisch
geschehen. Per Sprachbefehl könnte der Anwender beispielsweise einen
Kreis oder einen Abstand oder eine vorgegebene Stichprobe auswählen.
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Eine
günstige Ausführungsform sieht vor, dass die Erfassung
der Messwerte durch eine optische und/oder fotografische Vorrichtung
erfolgt. Hierbei lassen sich die Messwerte durch eine entsprechende
Vorrichtung erfassen und entsprechend an den Rechner weiterleiten,
so dass dann eine Auswertung erfolgen kann.
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Eine
witere Ausführung sieht vor, dass in mindestens einem Drehgelenk
und/oder in einem mindestens einem Arm ein Beschleunigungssensor angeordnet
ist. Auf Grund von Massenträgheitskräften und
Beschleunigungen, welche mittels einer Aktorik erzeugt werden und
nicht durch eine zweite Hand des Bedieners am Messgelenkarm aufgefangen
werden können, kann es zu Vibrationen kommen. Hier ist
das Regelverhalten der Steuerung/Regelung ebenso wichtig, wie das
Ruhemoment bzw. Losbrechmoment des Antriebs (Motor und Getriebe) und
die Antriebs- und Bremsleistungen. Damit hängt auch direkt
die Messgeschwindigkeit zusammen, da erst bei Erreichen annähernd
völliger mechanischer Ruhe gemessenen werden sollte.
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Die
Protokollierung wäre also für eine qualitative
Bewertung der Messergebnisse entscheidend, die Kontrolle ist wichtig
um ein qualitativ gutes Ergebnis zu erzielen.
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Machbarkeit:
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Ein
bzw. mehrere Beschleunigungssensoren werden mit Vorteil eingesetzt,
idealerweise ist in jedem Gelenk oder zumindest in jedem Verbindungselement
jeweils ein Beschleunigungssensor vorgesehen. Dessen Messwerte werden
in die Steuerung/Regelung integriert, sodass ein permanenter Vergleich
zu einer maximal zulässigen Sollschwingung stattfinden
kann. Erst ab Unterschreiten einer bestimmten Amplitude darf bzw.
sollte gemessen werden. Dadurch könnten Zeiten, bei denen
der Proband mit verringerter Anfahrgeschwindigkeit angefahren werden
würde, reduziert werden und die Effizienz einer solchen
Messeinrichtung könnte so optimiert werden.
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In
weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass Dehnungs-Mess-Streifen
vorgesehen sind, welche eine Durchbiegung mindestens eines Armes sensieren
und ggf. eine Kompensationsvorrichtung aktivieren. Durch die verwendung
von Dehnungs-Mess-Streifen könnten Durchbiegungen am Gerät
kontrolliert und anschließend kompensiert werden. Hierdurch
läßt sich eine erhöhte Genauigkeit der Messwerte
erzielen.
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In
weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens eines der
Drehgelenke antreibbar ist. Hier wären elektrische Antriebe
bestehend aus Elektromotoren oder spezielle Getriebekonzepte anwendbar.
Außerdem sind Riemenantriebe und Linearantriebe mit einer
entsprechenden Übersetzung einsetzbar.
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Mit
Vorteil können als Antriebe pneumatische und/oder hydraulische
Vorrichtungen vorgesehen werden. Vorteilhaft ist heirbei, dass durch
Ausnutzung einer Dämpfung in der Hydraulik oder der Pneumatik
hohe Antastgeschwindigkeiten ausgeführt werden können.
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Auf
Grund von Antriebskräften kann es zu einer Unruhe, also
Schwingungen des Messgelenkarmes kommen. Neben der Regelung, welche über
die Dämpfung der jeweiligen Materialien die Unruhe ausschwingen
lässt, kann ein Gegentrieb vorgesehen werden. Dieser sollte
ebenfalls mit Beschleunigungssensoren ausgestattet sein und somit
in die Lage versetzt werden, den auftretenden Kräften entgegenzuwirken.
Beispielsweise durch Beschleunigung in der entgegengesetzten Richtung
des Hauptantriebes in Antastnähe. Dieses Prinzip basiert
auf dem Konzept der Interferenz.
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Nach
einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, dass der Antrieb ein- bzw.
auskuppelbar ist.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
schematisch dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 ein
Höhenmess- und Anreißgerät in Ansicht,
wobei die Vorrichtung mit seche angetriebenen Gelenken versehen
ist,
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2 ein
Höhenmess- und Anreißgerät in Ansicht,
bei dem die einzelnen Gelenke feststellbar sind,
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3 ein
Höhenmess- und Anreißgerät in Ansicht
in Standartbauweise,
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4 ein
Höhenmess- und Anreißgerät in Ansicht
bei dem gabelförmige Gelenke vorgesehen sind,
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5 ein
Höhenmess- und Anreißgerät in Ansicht
bei dem durch eine vorteilhafte Anordnung der Gelenke eine Verbesserung
im Handling auf engem Raum erzielt werden kann,
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6 als
Einzelheit ein Gelenk mit einer Drehbegrenzung durch eine Kugel
in einer Kugelumlaufbahn,
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7 eine
PC-Maus im Arm integriert, als Einzelheit,
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8 ein
Drehgelenk bei dem ein Schleifring vorgesehen ist,
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9 ein
Höhenmess- und Anreißgerät in Ansicht
mit der Möglichkeit einer optischen Erfassung der Messwerte,
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10 einen
Verschiebetisch zur Aufnahme eines Höhenmess- und Anreißgerätes.
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11 ein
Höhenmess- und Anreißgerät mit einem
ausschließlich optisch arbeitenden Taster.
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Das
in 1 dargestellte Höhenmess- und Anreißgerät
ist zum dreidimensionalen Messen und/oder Anreißen von
Werkstücken ausgebildet. Es besteht im wesentlichen aus
dem Basisteil 6, mehreren beweglichen Armen 7,
wobei einer der Arme 7 ein Messwerkzeug 8 trägt.
Die Drehgelenke 1 sind mit Messmitteln versehen und geben
ihre Position an einen Rechner 4 weiter. Der Rechner dient
zur Bestimmung und/oder der Erfassung und/oder der Speicherung der
Messwerte, welche vom Messwerkzeug 8 angefahren werden.
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Jedes
Drehgelenk 1 ist mit einem Antrieb 2 versehen,
so dass dieses Höhenmess- und Anreißgerät
eine angetriebene Variante der einzelnen Messgelenkarme 7 darstellen.
Der Einsatz ist in jeglicher Bauform denkbar. Hier werden ein oder
mehrere Gelenke 1 mittels einer Aktorik angetrieben. Diese Aktorik
kann manuell oder motorisch sein.
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Die 2 zeigt
einen Messgelenkarm mit Klemmung. Dabei ist eine pneumatische Klemmung in
den Gelenken 1a bis 1d vorgesehen, sowie eine einfache
mechanische Klemmung in den Gelenken 1e und 1f.
Es wäre auch denkbar alle Gelenke 1 mit einem
einheitlichen Klemmungstypen zu versehen oder auch nur bestimmte
Gelenke 1 zu klemmen. Außerdem Ware noch eine
motorisch/manuell angetriebene mechanische Klemmung oder eine elektro /magnetische
Klemmung möglich. Die Klemmung der Gelenke 1a bis 1d erfolgt
durch eine Scheibe 9, die entsprechend über eine
hydraulische oder pneumatische Druckvorrichtung 11 beaufschlagt
wird. Die Klemmung der Gelenke 1e bis 1f wird
durch eine Reibvorrichtung 10 vorgenommen. Auch bei diesem Höhenmess-
und Anreißgerät erfolgt die Übertragung
der Messwerte ausgehend vom Basisteil 6 zu einem Rechner 4.
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3 zeigt
eine Standartbauform eines Höhenmess- und Anreißgerätes
bestehend aus dem Basisteil 6, dem Rechner 4,
den Armen 7a und 7b, sowie den Gelenken 1a bis 1f.
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In
der 4 ist eine Ausführung mit Gelenken 1a bis 1f dargestellt,
bei der die Gelenke gabelförmig ausgebildet sind. Auch
diese Bauform läßt sich ohne weiteres mit einer
Klemmungvorrichtung kombinieren. Der Vorteil dieser Konstruktion
liegt in der gleichmäßigen Verteilung der Auflagekräfte,
wodurch es zu weniger Genauigkeitsverlusten bei den Messvorgängen
durch eine Durchbiegung kommt. Es folgt auf ein Drehgelenk 1c und 1e jeweils
ein Schwenkgelenk 1d und 1f. Dies hat Vorteile,
was die Beweglichkeit und damit Flexibilität des Messgelenkarmes
angeht.
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Aus
der 5 ist eine andere Angeordnung der gelenke 1a bis 1f dargestellt.
Es folgt wie in 4 ebenfalls auf ein Drehgelenk 1c und 18 jeweils
ein Schwenkgelenk 1d und 1f. Die Vorteile, bezüglich
der Beweglichkeit und der Flexibilität des Messgelenkarmes
entsprechen der Ausführung gemäß 4.
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Gemäß 6 wird
die Begrenzung des Verdrehwinkels eines Gelenkes 1 des
drehbaren Teiles 3 gegenüber dem weiteren drehbaren
Teiles 5 durch eine umlaufende Kugel 12 auf 600° dargestellt.
Dabei ist die Kugel 12 beidseitig (Welle und Lagerrohr) durch
eine Kugelbahn 13 geführt, wobei jede Kugelbahn 13 für
sich eine Begrenzung 14 aufweist. Somit ist ein Endanschlag
vorhanden, welcher die Begrenzung der Drehtfreiheit auf mehr als
eine Umdrehung aber weniger als zwei Umdrehungen begrenzt. Es wären
auch Begrenzungen mit mehr als zwei Umdrehungen (> 720°) denkbar.
Hier müsste ein Zwischenstück verbaut werden,
welches wiederum beidseitig eine Kugelbahn 13, mit jeweils
einer in diesen Kugelbahnen rollenden Kugel 12, aufweist.
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7 beschreibt
die in den Messgelenkarm 7 integrierte Maus 14 (PC-Maus).
Diese ist voll kompatibel zu handelsüblichen PC – Mäusen
und hat die gleichen Schnittstellen. Somit lässt sich diese
auch direkt an einen Rechner 4 anschließen. Die
Bewegungssteuerung erfolgt dabei nicht über eine Bewegung
einer Kugel oder über eine optische Abtastung sondern über
eine Art Pin 15. Dieser lässt sich ähnlich
einem Joystick bedienen. Später wären aber auch
optische, resistive oder kugelbasierende Mäuse 14 denkbar.
Die tasten 16a und 16b entsprechen in ihrer Funktion
ebenfalls denen einer handelsüblichen PC Maus.
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Die 8 zeigt
schematisch den üblichen Aufbau eines Schleifringes 17 (bzw.
eines Schleifkontaktübertragers) ohne Gehäuse
bei Anwendung in einem Gelenk 1. Dabei werden Signale uber
eine verschiedene Anzahl von Ringen und damit auch Kontakten über
eine Welle 18 (Rotor) zu einem Stator 19 übertragen.
Somit sind auch Datenübertragungen bei einer hohen Anzahl
von Umdrehungen eines Gelenkes 1 möglich, ohne
dass ein Kabelbruch befürchtet werden muss.
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Aus
der 9 ist die Möglichkeit gezeigt, den Messgelenkarm 7 mit
einer optischen Erfassung auszustatten, die mit einem Taster kombiniert
ist, so dass mechanisch und/oder optisch angetastet werden kann.
Um das Tast- oder messergebnis nicht zu verfälschenist
der Objektivsensor vom Messarm aus gesehen hinter der Tastspitze
angeordnet. Hierzu können Kameras wie eine CCD-Kameras
verwendet werden. Dabei wäre sowohl eine fotografische
als auch eine (dokumentierende) filmende Erfassung möglich.
Speziell bei der fotografischen Erfassung könnte mittels
Bildverarbeitung eine Auswertung der Oberflächen und/ oder
Messpunkte erfolgen. Auslöser könnte der messende
Taster im Arm 7 oder ein manueller Auslöser sein.
Eine andere Möglichkeit optischer Erfassungen wäre
ein Laser. Hier wären neben Triangulationsiasern, der eher
als Taster eingesetzt werden würde (in der Regel zur Längenmessung
eingesetzt) vor allem Laserscanner möglich. Durch Kombination
mehrerer Laserlinien lässt sich ein dreidimensionales Abbild
erzeugen, welches mittels Software wieder in CAD-Systeme übertragen werden
kann. Somit entsteht sehr schnell wieder ein sogenanntes "Solid"
(massives virtuelles Bauteil) oder ein Muster von Punkten und/oder
Linien, welches vor Allem für Reverse Engineering interessant ist
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Die 10 zeigt
die Möglichkeit ein Höhenmess- und Anreißgerät
mit zwei weiteren linearen Achsen zu kombinieren. Hierzu wird auf
mindestens zwei Linearführungen 20 eine Aufnahmeplatte 21 geführt,
die das Höhenmess- und Anreißgerät trägt. Dies
ist eine erweiterte Version der "7. Achse". Prinzipiell können
durch eine Zwischenplatte 22 zwei "7. Achsen" miteinander
kombiniert werden. Als lineare Achsen können handelsübliche
Linearführungen 20 verwendet werden. Aber auch
die anderen Kombinationen wie Laufrollen und Luftlagerführungen
könnten realisiert werden.
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Alle
Linearachsen sind kombiniert mit einem Messsystem. In Kombination
mit diesem ließe sich auch eine motorische Ansteuerung
realisieren, sodass die Linearachsen nicht zwangsweise manuell verschoben
werden müssen. Auch eine Klemmung dieser Achsen (nicht
veranschaulicht) ist sinnvoll, damit das Höhenmess- und
Anreißgerät während einer Messung nicht
die Position ändert. Hier können marktübliche
Klemmung eingesetzt werden.
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Die 11 zeigt
einen Ausschnitt eines Höhenmess- und Anreißgerätes
bei dem als Mess- oder Anreißwerkzeug ausschließlich
ein optischer Sensor verwendet wird, der dann – im Gegensatz
zu 9 – die Position der Tasterachse einnimmt,
d. h. die Linsenachse verläuft kongruent zur Tasterachse.
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- 1
- Drehgelenk
- 2
- Antrieb
- 3
- drehbares
Teil
- 4
- Rechner
- 5
- drehbares
Teil
- 6
- Basisteil
- 7
- Arm
- 8
- Messwerkzeug
- 9
- Scheibe
- 10
- Reibvorrichtungl
- 11
- Druckvorrichtung
- 12
- Kugel
- 13
- Kugelbahn
- 14
- Maus
(PC Maus)
- 15
- Pin
- 16
- Tasten
- 17
- Schleifring
- 18
- Welle
- 19
- Stator
- 20
- Linearführung
- 21
- Aufnahmeplatte
- 22
- Zwischenplatte
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4403901
A1 [0002]
- - DE 29816854 U1 [0003]