DE102008062763B3 - Coordinate measuring device has drive for vertically mobile component of coordinate measuring device, where drive moving counterweight mass is formed as drive rigid in comparison with traction mechanism - Google Patents

Coordinate measuring device has drive for vertically mobile component of coordinate measuring device, where drive moving counterweight mass is formed as drive rigid in comparison with traction mechanism

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DE102008062763B3
DE102008062763B3 DE200810062763 DE102008062763A DE102008062763B3 DE 102008062763 B3 DE102008062763 B3 DE 102008062763B3 DE 200810062763 DE200810062763 DE 200810062763 DE 102008062763 A DE102008062763 A DE 102008062763A DE 102008062763 B3 DE102008062763 B3 DE 102008062763B3
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Abstract

The coordinate measuring device has a drive (21) for a vertically mobile component of the coordinate measuring device. The drive moving a counterweight mass (13) is formed as a drive rigid in comparison with a traction mechanism. The drive is arranged below the counterweight mass and the drive rigid in comparison with the traction mechanism is formed as a spindle drive (22) or linear motor drive.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät mit einem Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil des Koordinatenmessgerätes. The invention relates to a coordinate measuring device with a drive for a vertically movable component of the coordinate measuring machine.
  • Aus der Praxis ist ein Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil eines kartesischen Koordinatenmessgerätes, beispielsweise für die Z-Achse bekannt. From practice, a drive mechanism for a vertically movable component of a Cartesian coordinate measuring machine, for example for the Z axis is known. Bei diesem Antrieb ist eine erste Masse vorgesehen, an der mittelbar oder unmittelbar ein Messelement angeordnet ist. In this drive a first mass is provided, a measuring element is arranged directly or indirectly to the. Das Messelement besteht üblicherweise aus einem Tastkopf, der einen Taststift mit Tastkugel trägt. The measuring element usually consists of a probe which carries a stylus pen having the ball tip.
  • Der Antrieb dieser ersten Masse in vertikaler Richtung erfolgt folgendermaßen: The drive of the first mass in the vertical direction as follows:
    Ein Motor treibt eine Trommel an, auf der wenigstens ein biegeschlaffes Zugmittel wie ein Band, Seil oder eine Kette derart angeordnet ist, dass bei Drehen der Trommel das wenigstens eine Zugmittel auf- oder abgewickelt wird. A motor drives a drum, is arranged on the at least one limp traction means such as a belt, rope or chain, that when rotating the drum up the traction means at least one or unwound. Der Motor ist dabei in der Nähe der Bandtrommel angeordnet und stützt sich an der das vertikal zu bewegende Bauteil tragenden Struktur ab. The motor is arranged in the vicinity of the belt drum and supported on said vertically moving member supporting structure. Das wenigstens eine Zugmittel ist mit der ersten Masse fest verbunden. The at least one traction means is fixedly connected to the first mass. Versetzt der Motor die Trommel in eine Drehbewegung, so wird die erste Masse in Bewegung versetzt. the motor rotates the drum in a rotary motion, the first mass is set in motion. Üblicherweise ist eine Umlenkrolle für die Umlenkung des wenigstens einen Seiles oder Bandes vorgesehen, so dass die erste Masse eine Bewegung in vertikaler Richtung durchführt. Typically, a deflection roller for the deflection is provided of at least one rope or belt, such that the first mass carries out a movement in the vertical direction.
  • Darüber hinaus ist eine Gewichtsausgleichsmasse vorgesehen, die ebenfalls über wenigstens ein biegeschlaffes Zugmittel wie beispielsweise ein Seil, Band oder eine Kette über die genannte Trommel angetrieben wird. In addition, a weight balance mass is provided, which is also driven by at least one limp traction means such as a rope, belt or chain on said drum. Für das wenigstens eine Zugmittel der Gewichtsausgleichsmasse ist eine zweite Umlenkrolle vorgesehen. For the at least one pulling means of the counterbalancing mass has a second deflection roller is provided.
  • Beide Massen können auch durch ein einziges Zugmittel miteinander verbunden sein, das kraftschlüssig – bei Band oder Seil – oder formschlüssig mittels eines Kettenrades bei einer Kette – mit der Trommel verbunden ist. Both materials may also be interconnected by a single traction means which frictionally - is connected to the drum - in tape or rope - or positively by means of a sprocket with a chain.
  • Zumindest die erste Masse stützt sich über Lager an einer Führung, beispielsweise einer vertikal angeordneten Strebe oder einem Pfeiler des Koordinatenmessgerätes ab. At least the first mass is supported via bearings on a guide, for example, a vertically disposed post or a pillar of the coordinate measuring machine. Die Gewichtsausgleichsmasse kann über Linearführungen, die beispielsweise durch die Gewichtsausgleichsmasse durchgreifen, geführt werden. The counterbalance mass may linear guides, which pass through, for example, by the counterbalance mass are performed.
  • Dieser zum Stand der Technik gehörende Antrieb eines der Schwerkraft unterliegenden Bauteiles weist den Nachteil auf, dass das System mit dem Antrieb über das Zugmittel nicht sehr steif ist. This belongs to the prior art driving a gravity underlying component has the disadvantage that the system with the drive via the traction mechanism is not very stiff. Hieraus resultiert, dass die Eigenfrequenz – gebildet aus den beiden Massen und dem Zugmittel – nicht sehr hoch ist und dass damit unerwünschte Schwingungen auftreten. The result is that the natural frequency - formed from the two masses and the traction means - is not very high and that this unwanted vibration. Darüber hinaus werden Drehmomente, die beim Beschleunigen und Abbremsen der Massen auftreten, bei diesem aus der Praxis bekannten Antrieb in die Struktur. In addition, torques that occur during acceleration and deceleration of the masses, in this known from practice drive into the structure. eingeleitet, was wiederum zu Messfehlern führt. initiated, leading to measurement errors.
  • Das aus der Praxis bekannte Koordinatenmessgerät weist darüber hinaus den Nachteil auf, dass der zum Antrieb erforderliche Motor ein aufwändiges Untersetzungsgetriebe, in vielen Fällen sogar ein zweistufiges Untersetzungsgetriebe aufweisen muss. The known from practice coordinate measuring machine further has the disadvantage that the required to the drive motor, a reduction gear consuming, in many cases required to have a two-stage reduction gear.
  • Zum Stand der Technik ( (With the prior art WO 89/09921 A1 WO 89/09921 A1 ) gehört ein Koordinatenmessgerät, bei dem in dem Antrieb zwei über ein Seil gekoppelte Massen vorgesehen sind. ) Is one of a coordinate measuring device are provided in which in the two drive via a cable coupled masses. Jede Masse wird von einem Reibradantrieb angetrieben. Each mass is driven by a friction wheel drive. Diese zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass Reibradantriebe sehr teuer sind. This belongs to the prior art device has the disadvantage that friction-wheel drives are very expensive. Darüber hinaus müssen die beiden Motoren der Reibradantriebe synchronisiert werden. Moreover, the two engines of the friction wheel drives must be synchronized. Der Motor, der jeweils die Aufwärtsbewegung durchführt, muss etwas langsamer als der andere Motor laufen, damit das Kopplungsseil unter Spannung steht. The engine, which each performs the upward movement must be running a little slower than the other motor so that the coupling wire is live. Kehrt sich die Bewegung um, muss der jeweils andere Motor entsprechend langsamer sein. the movement is reversed, the respective other motor must be correspondingly slower. Diese Synchronisation ist sehr schwierig und aufwändig. This synchronization is very difficult and expensive. Insbesondere bei Richtungsumkehr bei kontinuierlichen Abtastvorgängen (Scannen) gestaltet sich die Synchronisa tion schwierig, weil die Motore ihre ”Rollen” wechseln müssen. synchronizers is designed tion difficult because the motors have to change their "roles" in particular during direction changes in continuous scanning operations (scanning).
  • Zum Stand der Technik ( (With the prior art DE 31 07 781 A1 DE 31 07 781 A1 ) gehört eine Antriebseinrichtung für eine Pinole, bei der die Pinole an einem antreibbaren Stahlband befestigt ist. ) Is a driving means for a sleeve, wherein the sleeve is attached to a driven steel strip. Das Ende des Bandes ist an einer Aufwickelrolle befestigt, am anderen Bandende ist die Pinole in ihrer Mittellängsachse angehängt. The end of the tape is attached to a take-up roll, at the other band end the sleeve is attached in its central longitudinal axis. Zwischen den Bandenden ist oberhalb der Pinole eine Umlenkrolle angeordnet. Between the band ends a deflection roller is arranged above the sleeve. Die Aufwickelrolle für das Stahlband wird von einem Motor in Bewegung gesetzt. The take-up roll for the steel strip is set in motion by a motor. Diese zum Stand der Technik gehörende Antriebseinrichtung weist ebenfalls den Nachteil auf, dass das System mit dem Antrieb über das Zugmittel nicht sehr steif ist und dass damit, wie schon beschrieben, unerwünschte Schwingungen auftreten. This part of the state of the art drive device also has the disadvantage that the system with the drive via the traction mechanism is not very stiff and that this, as already described, undesirable vibrations occur.
  • Weiterhin gehört zum Stand der Technik ( Furthermore, part of the state of the art ( DE 195 07 628 A1 DE 195 07 628 A1 ) ein Aufzug, bei dem ein Fahrkorb und ein Gegengewicht vorgesehen ist. ) Is an elevator in which a car and a counterweight is provided. Das Gegengewicht wird über einen Antriebszug mit erstem und zweitem Trum von einem Antrieb bewegt. The counterweight is moved by a drive train having first and second strand by a drive. Auch dieses System mit dem Antrieb über das Zugmittel ist nicht sehr steif und weist deshalb die schon bekannten Nachteile auf. Also this system with the drive via the traction mechanism is not very stiff and therefore, the already well-known disadvantages.
  • Darüber hinaus gehört zum Stand der Technik ( In addition, part of the state of the art ( DE 37 19 509 A1 DE 37 19 509 A1 ) ein Höhenmessgerät, bei dem an einer Führung ein Messschlitten gelagert ist, an dem wiederum ein Messtaster starr befestigt ist. ) A height measuring device, in which a measuring slide is mounted on a guide, on which in turn a probe is rigidly fixed.
  • Der Schlitten hängt an einem endlosen Stahlband, welches über eine obere Umlenkrolle und eine untere Umlenkrolle des Ständers geführt ist. The slide depends on an endless steel belt which is guided over a upper deflection roller and a lower deflection roller of the stator. Auf der dem Schlitten entgegengesetzten Seite ist am Stahlband ein Gegengewicht befestigt. On the opposite side of the carriage on the steel strip a counterweight is attached. Die untere Umlenkrolle wird von einem Getriebe elektromotor über eine Welle angetrieben. The bottom deflection roller is driven by a geared electric motor via a shaft. Auch dieses Höhenmessgerät weist den schon angegebenen Nachteil auf, dass das System mit dem Antrieb über das Zugmittel nicht sehr steif ist und hieraus unerwünschte Schwingungen resultieren. Also this altimeter has the disadvantage already indicated that the system with the drive via the traction mechanism is not very stiff and this gave rise to unwanted vibrations.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Koordinatenmessgerät mit einem Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil des Koordinatenmessgerätes anzugeben, welches die genannten Nachteile nicht aufweist. The technical problem underlying the invention is to provide a coordinate measuring machine with a drive for a vertically movable component of the coordinate measuring machine which does not have the disadvantages mentioned.
  • Dieses technische Problem wird durch ein Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. This technical problem is solved by a coordinate measuring machine having the features of claim. 1
  • Das erfindungsgemäße Koordinatenmessgerät mit einem Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil des Koordinatenmessgerätes, bei dem eine erste Masse, die ein Messelement trägt, und eine Gewichtsausgleichsmasse vorgesehen sind, wobei die erste Masse und die Gewichtsausgleichsmasse bezüglich ihrer Vertikalbewegung durch ein biegeschlaffes Zugmittel gekoppelt sind und bei dem lediglich die Gewichtsausgleichsmasse mittels eines unmittelbar an der Gewichtsausgleichsmasse angreifenden Antriebes vertikal antreibbar ausgebildet ist, während die erste Masse mittelbar über das biegeschlaffe Zugmittel angetrieben wird, zeichnet sich dadurch aus, dass der die Gewichtsausgleichsmasse bewegende Antrieb als im Vergleich mit dem Zugmittel steifer Antrieb ausgebildet ist und dass der Antrieb für die Gewichtsausgleichsmasse unterhalb der Gewichtsausgleichsmasse angeordnet ist und dass der im Vergleich mit dem Zugmittel steife Antrieb als Spindelantrieb oder Linearmotorantrieb ausgebildet ist. The coordinate measuring machine according to the invention with a drive for a vertically movable component of the coordinate measuring machine, in which a first mass which carries a measuring element, and a weight balancing mass are provided, wherein the first mass and the counterbalance mass are coupled by a pliant traction means with respect to their vertical movement and in which only the weight balancing mass is formed vertically driven by means of directly acting on the counterbalancing mass actuator, while the first mass is indirectly driven via the pliable pulling means, is characterized in that the weight balancing mass moving drive as compared with the traction means stiffer drive is designed and that the drive for weight balancing mass below the counterbalance mass is arranged, and that which is formed in comparison with the traction means stiff actuator as a spindle drive or a linear motor drive.
  • Für den Antrieb lediglich der Gewichtsausgleichsmasse ist lediglich ein unmittelbar an der Ausgleichsmasse angreifender Antrieb vorgesehen. For driving only the weight balancing mass is only one provided directly on the balancing mass attacking drive.
  • Die Steifigkeit des Antriebes ist mindestens zehnmal steifer als die Steifigkeit des Zugmittels. The stiffness of the drive is at least ten times stiffer than the stiffness of the traction means.
  • Entscheidend für den Erfindungsgedanken ist die im Vergleich zum Zugmittel, das die beiden Massen miteinander verbindet, steife Kopplung der Gewichtsausgleichmasse an den Antrieb. Critical to the concept of the invention is compared to the traction means which connects the two masses together, rigid coupling of the counterbalancing mass of the drive.
  • Durch diese Ausbildung des Koordinatenmessgerätes ist die Gewichtsausgleichsmasse von dem aus Zugmittel und erster Masse bestehenden Feder-Masse-System entkoppelt, da unmittelbar die Gewichtsausgleichsmasse durch den Antrieb bewegt wird. By this design of the coordinate measuring the counterbalance mass is uncoupled from the traction means and consists of the first mass-spring-mass system, since immediately the counterbalance mass is moved by the drive. Durch Wegfall von ein bis zwei Riemenantriebsstufen erhält man zusätzlich eine wesentliche Versteifung des Antriebszuges. The elimination of one to two belt-driven stages additionally obtained a significant stiffening of the drive train. Darüber hinaus ist lediglich ein Antrieb vorgesehen, so dass eine aufwändige Synchronisation von mehreren Antrieben entfällt. Moreover, a drive is provided only so that an elaborate synchronization of multiple motors is eliminated.
  • Das bedeutet, dass entweder größere bewegte Massen durch den steiferen Spindelantrieb möglich sind, oder es ist eine höhere Dynamik bei gleichen Massenverhältnissen bei dem erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerät umsetzbar. This means that either larger moving masses are possible by the rigid spindle drive, or it is a higher momentum for the same mass ratios in the inventive coordinate measuring machine to implement.
  • Der Spindelantrieb weist den Vorteil auf, dass der Spindelantrieb ein sehr präziser Antrieb ist, wodurch die Gewichtsausgleichsmasse und damit die gekoppelte erste Masse sehr exakt positioniert werden können. The spindle drive has the advantage that the spindle drive is a very precise drive, whereby the counterbalance mass and therefore the coupled first mass can be very accurately positioned.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist für die Gewichtsausgleichsmasse wenigstens eine lineare Führung vorgesehen. According to an advantageous embodiment of the invention a linear guide is provided for the counterbalance mass, at least. Damit die Gewichtsausgleichsmasse keine Drehbewegungen durchführt, ist wenigstens eine verdrehsteife lineare Führung der Gewichtsausgleichsmasse erforderlich. Thus, the weight balance mass does not perform any rotary movements, at least one torsionally stiff linear guide of the counterbalance mass is required. Die linearen Führungen nehmen das Reaktionsmoment der Spindelmutter auf. The linear guides take on the reaction torque of the spindle nut.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zur Kopplung der Bewegung der Gewichtsausgleichsmasse und der ersten Masse ein Zugmittel vorgesehen, welches als wenigstens ein Seil, Band oder Kette ausgebildet ist. According to an advantageous embodiment of the invention, a traction means is provided for coupling the movement of the counterbalance mass and the first mass, which is formed as at least one rope, belt or chain.
  • Darüber hinaus sind vorteilhaft zwei Umlenkrollen oder Kettenräder für das wenigstens eine Seil oder das wenigstens eine Band oder die wenigstens eine Kette vorgesehen. Moreover, two guide rollers or chain wheels for the at least one rope or the at least one band or the at least one chain are advantageously provided.
  • Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerätes liegt darin, dass der Antriebsangriffspunkt niedrig in der Maschinenstruktur liegt, so dass eine geringe Beeinflussung der messtechnischen Eigenschaften vorhanden ist. A particular advantage of the coordinate measuring machine according to the invention is that the driving point of attack is low in the machine structure, so that a small influence on the metrological characteristics is present.
  • Weiterer Vorteil ist die wesentliche Versteifung des Antriebszuges durch Wegfall von ein bis zwei Riemenantriebsstufen durch die integrierte Übersetzung im Spindelantrieb. Another advantage is the significant stiffening of the drive train by eliminating one or two belt drive stages through the integrated translation in the spindle drive.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerätes nur beispielhaft dargestellt ist. Other features and advantages of the invention will be apparent from the accompanying drawing, in which an embodiment of a coordinate measuring machine according to the invention is illustrated by way of example only. In der Zeichnung zeigen: In the drawing:
  • 1 1 einen zum Stand der Technik gehörenden Antrieb in perspektivischer Ansicht; one belonging to the prior art actuator in a perspective view;
  • 2 2 einen Antrieb einer vertikalen Achse eines Koordinatenmessgerätes in perspektivischer Ansicht; a drive to a vertical axis of a coordinate measuring machine in a perspective view;
  • 3 3 ein Koordinatenmessgerät in perspektivischer Ansicht. a coordinate measuring machine in perspective.
  • 1 1 zeigt einen Antrieb shows a drive 1 1 für ein Tastelement a key element 2 2 eines Koordinatenmessgerätes a coordinate measuring machine 28 28 (in (in 3 3 dargestellt). shown).
  • Das Tastelement the sensing element 2 2 gemäß according to 1 1 , welches als Taststift mit Tastkugel Which as stylus with probe ball 3 3 ausgebildet ist, ist an einem Tastkopf There is formed on a probe 4 4 angeordnet. arranged. Der Tastkopf the probe 4 4 ist wiederum über eine Pinole in turn is a quill 5 5 an einer ersten Masse at a first mass 6 6 (m 1 ) angeordnet. (m 1). Die erste Masse The first mass 6 6 ist in Richtung des Doppelpfeiles A in Y-Richtung bewegbar. is movable in the direction of the double arrow A in the Y direction. Für den Antrieb ist ein Motor For driving a motor 7 7 vorgesehen, der über eine Welle provided via a shaft 8 8th eine Bandtrommel a band drum 9 9 in Drehbewegung in Richtung des Doppelpfeiles B versetzt. driven in rotation in the direction of the double arrow B.
  • Seile ropes 10 10 , . 11 11 , die über eine Umlenkrolle That over a deflecting roller 12 12 geführt sind, werden auf der Bandtrommel are performed, on the band drum 9 9 auf- oder von der Bandtrommel up or down from the belt drum 9 9 abgewickelt. settled.
  • Zusätzlich ist eine Gewichtsausgleichsmasse In addition, a counterbalance mass 13 13 (m 2 ) vorgesehen. (m 2). Die Gewichtsausgleichsmasse The counterbalance mass 13 13 wird ebenfalls in Y-Richtung, das heißt in vertikaler Richtung bewegt, und zwar über Seile is also moved in the Y-direction, i.e. in the vertical direction, through ropes 14 14 , . 15 15 , die über eine Umlenkrolle That over a deflecting roller 16 16 geführt werden. be performed. Für die Gewichtsausgleichsmasse For the counterbalance mass 13 13 sind Führungsstangen are guide rods 17 17 , . 18 18 vorgesehen. intended. Die Führungsstangen sind über Distanzstücke The guide rods are spacers 19 19 an einer festen Struktur (nicht dargestellt) des Koordinatenmessgerätes (nicht dargestellt) fest angeordnet. (Not shown) arranged on a fixed structure (not shown) of the coordinate measuring determined. Die erste Masse The first mass 6 6 stützt sich über Lager supported by bearings 20 20 an einer Führung, beispielsweise einer Strebe oder einem Pfeiler (nicht dargestellt) des Koordinatenmessgerätes ab. on a guide, for example a strut or a pillar (not shown) from the coordinate measuring machine.
  • Dieser zum Stand der Technik gehörende Antrieb weist den Nachteil auf, dass er nur nutzbar ist für eine begrenzte bewegte Masse der Bewegungsachse, da sonst ein stark untersetzter Antrieb notwendig ist. This part of the state of the art drive has the disadvantage that it is only available for a limited load weight of the scan axis, otherwise a strong stocky drive is necessary. Hierdurch erhält man eine geringere Dynamik. This gives less dynamic. Dadurch, dass der Motor The fact that the motor 7 7 einen hochliegenden Antriebsangriffspunkt aufweist, führt dies zu einer unerwünschten Einleitung von Reaktionskräften in die Struktur und Verformungen, so dass hierdurch Messfehler auftreten. having a high center drive point of attack, this leads to an undesired introduction of reaction forces in the structure and deformations, so that in this way measuring errors.
  • Das dargestellte System mit den Seilen The system shown the ropes 10 10 , . 11 11 , . 14 14 , . 15 15 ist nicht sehr steif. is not very stiff. Die Gesamtmasse m setzt sich folgendermaßen zusammen: The total mass m is composed as follows: m = m 1 + m 2 m = m 1 + m 2
  • m 1 = m = 1
    erste Masse first mass
    m 2 = m = 2
    Gewichtsausgleichsmasse, Counterbalancing mass
    wobei annähernd m 1 = m 2 ist. wherein approximately 1 m is = m 2.
  • Dann ist die Eigenfrequenz ν: Then the natural frequency ν:
    Figure 00100001
    wobei in which
  • S = S =
    Steifigkeit der Seile Stiffness of the ropes 10 10 , . 11 11 , . 14 14 , . 15 15 und and
    2m 1 2m 1
    die Gesamtmasse aus m 1 und m 2 ist. is the total mass of m 1 and m 2.
  • Das bedeutet, je höher die Steifigkeit oder je geringer die wirksame Masse ist, umso höher ist die Eigenfrequenz. That is, the higher the stiffness, or the smaller the effective mass, the higher the natural frequency.
  • Da das in Since the in 1 1 dargestellte System keine hohe Steifigkeit aufweist, ist die Eigenfrequenz nicht sehr hoch, wodurch unerwünschte Schwingungen auftreten. Illustrated system does not have high rigidity, the natural frequency is not very high, so that undesired oscillations occur.
  • Bei der in When in 1 1 dargestellten Anordnung des Motors Arrangement of the motor shown 7 7 werden Drehmomente, die beim Beschleunigen und Abbremsen der Massen are torques during acceleration and deceleration of the masses 6 6 , . 13 13 auftreten, in die Struktur eingeleitet. occur introduced into the structure. Dieses Einleiten von Drehmomenten führt zu Messfehlern. This introduction of torques leads to measurement errors.
  • 2 2 zeigt einen Antrieb shows a drive 21 21 . , Im Folgenden werden mit The following are with 1 1 identische Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. identical components provided with the same reference numerals. Der Antrieb The drive 21 21 weist das Tastelement has the sensing element 2 2 mit der Tastkugel with the probe ball 3 3 auf. on. Das Tastelement the sensing element 2 2 ist an dem Tastkopf is attached to the probe 4 4 angeordnet. arranged. Der Tastkopf the probe 4 4 ist wiederum an der Pinole is again at the Pinole 5 5 angeordnet. arranged. Die Pinole the Pinole 5 5 wird von der ersten Masse is of the first mass 6 6 getragen. carried.
  • Der eigentliche Antrieb erfolgt über einen Spindelantrieb The actual drive is a spindle drive 22 22 mit einer Spindel with a spindle 23 23 , die über einen Motor Which via a motor 24 24 in Richtung des Pfeiles D bewegbar ist. is movable in the direction of arrow D. Eine in der Gewichtsausgleichsmasse One in the counterbalance mass 13 13 fixierte Spindelmutter fixed spindle nut 25 25 bewirkt eine Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles C, wenn der Motor causes a movement in the direction of the double arrow C, when the motor 24 24 die Spindel spindle 23 23 in Drehbewegung versetzt. driven in rotation. Die zwei Führungsstangen The two guide rods 17 17 , . 18 18 bewirken eine verdrehsteife lineare Führung der Gewichtsausgleichsmasse cause a torsionally stiff linear guide of the counterbalance mass 13 13 . ,
  • Wird die Gewichtsausgleichsmasse If the counterbalance mass 13 13 über den Spindelantrieb via the spindle drive 22 22 in Y-Richtung bewegt, so wird die erste Masse moves in the Y direction, the first compound is 6 6 ebenfalls in Y-Richtung mit geändertem Vorzeichen bewegt, da die erste Masse also moved in the Y direction with changed sign since the first mass 6 6 und die Gewichtsausgleichsmasse and the counterbalance mass 13 13 über Seile on ropes 26 26 , . 27 27 gekoppelt sind. are coupled. Die Seile the ropes 26 26 , . 27 27 sind über Umlenkrollen are over guide rollers 12 12 , . 16 16 geführt. guided.
  • Der erfindungsgemäße Antrieb The inventive drive 21 21 weist den Vorteil auf, dass durch den steiferen Spindelantrieb größere bewegte Massen möglich sind oder eine höhere Dynamik bei gleichen Massenverhältnissen umsetzbar ist. has the advantage that larger moving masses are possible by the rigid spindle drive or a higher momentum for the same mass ratios can be implemented.
  • Der niedrige Antriebsangriffspunkt in der Maschinenstruktur weist den Vorteil auf, dass Messfehler minimiert werden. The low point of the drive in the machine structure has the advantage that measurement errors are minimized.
  • Durch den Wegfall von ein bis zwei Riemenantriebsstufen durch die integrierte Übersetzung im Spindeltrieb weist der Antrieb The elimination of one to two belt-driven stages through the integrated translation in the spindle drive, the drive 21 21 eine wesentliche Versteifung des Antriebszuges und damit eine deutlich erhöhte Eigenfrequenz auf, wodurch unerwünschte Schwingungen minimiert werden. a significant stiffening of the drive train and thus a significantly increased natural frequency, thereby avoiding undesirable vibrations are minimized.
  • Die Eigenfrequenz des durch das Zugmittel mit der Gewichtsausgleichsmasse gekoppelten ersten Masse ist jetzt The natural frequency of the coupled by the traction means with the counterbalance mass first mass is now
    Figure 00120001
    was einer Frequenzerhöhung um den Faktor representing an increase in frequency by a factor 2 2 gleichkommt. equals.
  • 3 3 zeigt ein Koordinatenmessgerät shows a coordinate measuring machine 28 28 mit einem auf einem Messtisch with a on a measuring table 29 29 angeordneten Werkstück arranged workpiece 30 30 . ,
  • Das Koordinatenmessgerät The coordinate measuring machine 28 28 weist ein Gehäuse has a housing 31 31 auf. on. In nicht näher dargestellter Art und Weise sind in dem Koordinatenmessgerät In a non-illustrated manner in the coordinate measuring machine 28 28 die Umlenkrollen the deflection rollers 16 16 , . 17 17 angeordnet, über die die Seile arranged, over which the ropes 26 26 , . 27 27 laufen. to run. An den Seilen sind zum einen die erste Masse are on the ropes first, the first mass 6 6 und zum anderen die Gewichtsaus gleichsmasse and on the other the same mass, the Gewichtsaus 13 13 angeordnet. arranged. Der Spindelantrieb The spindle drive 22 22 der Gewichtsausgleichsmasse the counterbalance mass 13 13 ist in is in 3 3 nicht dargestellt. not shown.
  • Für eine freie Beweglichkeit der Pinole For a free mobility of Pinole 5 5 sind bewegliche Abdeckungen are movable covers 32 32 , . 33 33 vorgesehen. intended.
  • Die Pinole the Pinole 5 5 ist in einem nicht näher beschriebenen Gehäuse der ersten Masse is not described in detail in a housing of the first mass 6 6 horizontal in Z-Richtung bewegbar. horizontally movable in the Z direction.
  • Die Bewegung in X-Richtung erfolgt entweder durch den Tisch The movement in the X direction is carried out either through the table 29 29 , oder die Pinole Or the Pinole 5 5 ist in dem nicht beschriebenen Gehäuse der ersten Masse is not described in the housing of the first mass 6 6 in Z-Richtung bewegbar. movable in the Z direction. Auf dem Tisch On the table 29 29 ist ein Drehtisch is a turntable 34 34 angeordnet. arranged.
  • 1 1
    Antrieb drive
    2 2
    Tastelement scanning element
    3 3
    Tastkugel probe ball
    4 4
    Tastkopf probe
    5 5
    Pinole Pinole
    6 6
    erste Masse m 1 first mass m 1
    7 7
    Motor engine
    8 8th
    Welle wave
    9 9
    Bandtrommel band drum
    10 10
    Seil rope
    11 11
    Seil rope
    12 12
    Umlenkrolle idler pulley
    13 13
    Gewichtsausgleichsmasse m 2 Weight balancing mass m 2
    14 14
    Seil rope
    15 15
    Seil rope
    16 16
    Umlenkrolle idler pulley
    17 17
    Führungsstange guide rod
    18 18
    Führungsstange guide rod
    19 19
    Distanzstücke spacers
    20 20
    Lager warehouse
    21 21
    Antrieb drive
    22 22
    Spindelantrieb spindle drive
    23 23
    Spindel spindle
    24 24
    Motor engine
    25 25
    Spindelmutter spindle nut
    26 26
    Seil rope
    27 27
    Seil rope
    28 28
    Koordinatenmessgerät coordinate measuring machine
    29 29
    Messtisch measuring table
    30 30
    Werkstück workpiece
    31 31
    Gehäuse casing
    32 32
    bewegliche Abdeckung (horizontal) movable cover (horizontal)
    33 33
    bewegliche Abdeckung (vertikal) movable cover (vertical)
    34 34
    Drehtisch turntable
    A A
    Pfeil arrow
    B B
    Pfeil arrow
    C C
    Pfeil arrow
    D D
    Pfeil arrow

Claims (4)

  1. Koordinatenmessgerät mit einem Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil des Koordinatenmessgerätes, bei dem eine erste Masse, die ein Messelement trägt, und eine Gewichtsausgleichsmasse vorgesehen sind, wobei die erste Masse und die Gewichtsausgleichsmasse bezüglich ihrer Vertikalbewegung durch ein biegeschlaffes Zugmittel gekoppelt sind, bei dem lediglich die Gewichtsausgleichsmasse mittels eines unmittelbar an der Gewichtsausgleichsmasse angreifenden Antriebes vertikal antreibbar ausgebildet ist, während die erste Masse mittelbar über das biegeschlaffe Zugmittel angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet , dass der die Gewichtsausgleichsmasse ( Coordinate measuring machine with a drive for a vertically movable component of the coordinate measuring machine, in which a first mass which carries a measuring element, and a weight balancing mass are provided, wherein the first mass and the counterbalance mass of their vertical movement are coupled by a pliant traction means with respect to, in which only the counterbalance mass is formed vertically driven by means of directly acting on the counterbalancing mass actuator, while the first mass is indirectly driven via the pliable pulling means, characterized in that the (weight balancing mass 13 13 ) bewegende Antrieb ( ) Moving drive ( 22 22 ) als im Vergleich mit dem Zugmittel steifer Antrieb ausgebildet ist, dass der Antrieb ( ) Is formed as compared with the traction means stiff drive, that the drive ( 22 22 ) für die Gewichtsausgleichsmasse ( ) (For the counterbalance mass 13 13 ) unterhalb der Gewichtsausgleichsmasse ( ) Below the counterbalancing mass ( 13 13 ) angeordnet ist und dass der im Vergleich mit dem Zugmittel steife Antrieb als Spindelantrieb oder Linearmotorantrieb ausgebildet ist. ) And that the rigid in comparison with the traction means drive is designed as a spindle drive or a linear motor drive.
  2. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine lineare Führung ( Coordinate measuring machine according to claim 1, characterized in that at least one linear guide ( 17 17 , . 18 18 ) für die Gewichtsausgleichsmasse ( ) (For the counterbalance mass 13 13 ) vorgesehen ist. ) is provided.
  3. Koordinatenmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Kopplung der Bewegung der Gewichtsausgleichsmasse ( Coordinate measuring machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the (for coupling the movement of the counterbalance mass 13 13 ) und der ersten Masse ( ) And the first mass ( 6 6 ) vorgesehene Zugmittel als wenigstens ein Seil ( ) Provided pulling means as at least one rope ( 26 26 , . 27 27 ), Band oder Kette ausgebildet ist. ), Belt or chain is formed.
  4. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Umlenkrollen ( Coordinate measuring machine according to claim 3, characterized in that two deflection rollers ( 16 16 , . 17 17 ) oder Kettenräder für das wenigstens eine Seil ( ) Or chain wheels for the at least one rope ( 26 26 , . 27 27 ), Band oder Kette vorgesehen sind. ), Band or chain is provided.
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