DE102011002262B4 - Messkopf für ein Koordinatenmessgerät - Google Patents

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Abstract

Messkopf mit einer mechanischen Schnittstelle zur Anordnung unterschiedlicher Taststiftkonfigurationen, wobei der Messkopf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Rückstellkräften aufweist, und wobei der Messkopf horizontal bezüglich seiner Längsachse angeordnet ist und mindestens ein in mindestens vertikaler Richtung bewegliches Teil aufweist, wobei der Messkopf zusätzlich einen mechanischen Gewichtsausgleich aufweist, wobei der mechanische Gewichtsausgleich wenigstens ein Federelement aufweist, welches oberhalb und radial versetzt zu einer horizontalen Längsachse des Messkopfes angeordnet ist, wobei das Federelement mittelbar oder unmittelbar mit dem in vertikaler Richtung beweglichen Teil des Messkopfes verbunden ist, und bei dem Mittel zum Spannen und Entspannen des Federelementes vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Messkopf für ein Koordinatenmessgerät.
  • Das zentrale Teil eines Koordinatenmessgerätes ist der Messkopf, der die Information über den Antastpunkt liefert. Der Messkopf besteht aus einem festen, mit dem beweglichen Maschinenrahmen verbundenen Teil und einem dazu in mindestens einem Freiheitsgrad beweglichen Teil.
  • Bei den zum Stand der Technik ( DE 10 2004 010 083 A1 ) gehörenden so genannten messenden Messköpfen ist das bewegliche Teil des Messkopfes über Führungen so mit dem festen Teil verbunden, dass es seinerseits mit Hilfe von Wegmesssensoren ein eigenes Koordinatensystem aufspannt. Durch geeignete Rückstellkräfte wird das bewegliche Teil des Messkopfes in einer Ruhestellung gehalten, aus der es bei Berührung des Antastelementes des Taststiftes mit der Werkstückoberfläche ausgelenkt wird, wobei der Betrag und die Richtung der Auslenkung im Koordinatensystem des Messkopfes von den Wegmesssensoren gemessen werden. Diese Rückstellkräfte können beispielsweise durch Federelemente oder elektromagnetisch aufgebracht werden. Üblicherweise ist für jede der Koordinaten ein eigenes Wegmesssystem vorgesehen.
  • Um möglichst viele unterschiedliche Messaufgaben erfüllen zu können, besitzen aus der Praxis bekannte Messköpfe eine mechanische Schnittstelle an dem beweglichen Teil, in die verschiedene Taststiftkonfigurationen eingesetzt beziehungsweise automatisch eingewechselt werden können.
  • Da diese Taststiftkonfigurationen unterschiedliche Massen haben, wird das bewegliche Teil des Messkopfes in Richtung der wirkenden Schwerkraft unterschiedlich vorausgelenkt, wodurch das bewegliche Teil unter Umständen seine Nulllage verlässt. Um das bewegliche Teil des Messkopfes wieder in seine Nulllage zu bringen, ist eine Vorrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, nach jedem Einwechseln eines Taststiftes oder einer Taststiftkonfiguration einen so genannten Gewichtsausgleich durchzuführen.
  • Durch die zusätzliche eingewechselte Taststiftmasse wird die vertikale Z-Achse im Messkopf aus ihrer Nulllage ausgelenkt. Beim Vorgang des Gewichtsausgleiches wird diese Nulllage wieder hergestellt. Dabei ist grundsätzlich zwischen zwei aus der Praxis bekannten Verfahren zu unterscheiden:
    • 1. Elektronischer Ausgleich
    • 2. Mechanischer Ausgleich
  • Beim elektronischen Ausgleich ( DE 101 11 377 A1 ) wird das Signal des Wegmesssystems im Messkopf per Software an der aktuellen neuen Position in Z-Richtung zu Null gesetzt. Mit anderen Worten, es wird ein Offset bestimmt, der die Nullpunktverschiebung durch das zusätzliche Gewicht beschreibt. Dieser wird bei der Berechnung der Position berücksichtigt. Voraussetzung für diese Methode ist ein genügend großer Mess- und Linearitätsbereich des Wegmesssystems im Messkopf. Bei geringen Federkonstanten der Vorrichtung im Messkopf, die die Rückstellkräfte aufbringt, kann der Offset durch die Taststiftmasse (und damit auch ein Verlust an Messbereich) recht groß werden, und ein elektronischer Ausgleich allein reicht nicht mehr aus. Werden die Rückstellkräfte elektromagnetisch aufgebracht, so kann der nötige elektrische Strom zur Aufbringung der notwendigen Rückstellkräfte so groß werden, dass die Erwärmung im Messkopf unzulässige Werte annimmt.
  • Hier kommt ein mechanischer Ausgleich (Verfahren 2) zur Anwendung.
  • Der zum Stand der Technik ( DE 102 32 349 A1 ) gehörende mechanische Gewichtsausgleich weist den Nachteil auf, dass er in Richtung Schwerkraft einen relativ großen Bauraum benötigt. Darüber hinaus weist diese zum Stand der Technik gehörende Gewichtsausgleichsvorrichtung mindestens ein Gelenk auf, so dass die Vorrichtung nicht reibungsfrei arbeitet.
  • Dieses aus der Praxis bekannte mechanische Gewichtsausgleichssystem weist den Nachteil auf, dass es eine große Baulänge des Messkopfes in Z-Richtung benötigt. Bei einem Messkopf, der in horizontaler Richtung eingebaut wird und der an einer Messmaschine mit horizontaler Pinole montiert ist, gibt es jedoch nicht genügend Bauraum in Z-Richtung.
  • Zum Stand der Technik ( DE 37 25 207 A1 ) gehört ein Tastkopf für Koordinatenmessgeräte, der ein Gewichtsausgleichssystem aufweist. Für den Gewichtsausgleich sind Federn vorgesehen, von denen eine Feder einen einstellbaren Aufhängepunkt aufweist.
  • Da die Gewichtsausgleichsfeder der Vorrichtung, die die Rückstellkraft bei Auslenkung des Tastkopfes (gemeinhin ebenfalls ein Federelement) aufbringt, parallel geschaltet ist, wirkt sie auf diese Vorrichtung versteifend. Um diesen Effekt klein zu halten, muß die Federkonstante der Gewichtsausgleichsfeder möglichst klein gehalten werden. Dies bedingt allerdings einen großen Verstellweg des Aufhängepunktes, um genügend unterschiedliche Tastergewichte auszugleichen. Weiter nimmt die Länge der Feder mit dem Verstellweg zu, weil die einzelnen Windungen der Feder bei einer zu kurzen Feder durch den Verstellhub sonst überlastet werden. Aus diesem Grund baut eine Gewichtsausgleichseinrichtung, wie in der DE 37 25 207 A1 beschrieben, relativ groß, was nachteilig ist.
  • Weiterhin gehört zum Stand der Technik ( DE 29 49 484 A1 ) eine Einrichtung zur Einstellung von Tastern. Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass kein Gewichtsausgleich durchgeführt wird. Es ist zwar eine Feder 13 vorgesehen, die jedoch als Druckfeder ausgebildet ist, um eine Vorspannung auf das darunter angeordnete Kugellager auszuüben. Ein Gewichtsausgleich ist gemäß dieser Druckschrift jedoch nicht vorhanden.
  • Aus dem Stand der Technik ( DE 10 2008 038 134 A1 ) ist ein Tastkopf bekannt, der eine Vorrichtung zur Erzeugung von Rückstellkräften aufweist, die wiederum Federparallelogramme aufweist.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, einen Messkopf mit einem mechanischen Gewichtsausgleich anzugeben, bei dem der Bauraum in Z-Richtung sehr klein ist und der darüber hinaus reibungsfrei arbeitet.
  • Dieses technische Problem wird durch einen Messkopf mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Messkopf mit einer mechanischen Schnittstelle zur Anordnung unterschiedlicher Taststiftkonfigurationen an der Schnittstelle, wobei der Messkopf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Rückstellkräften aufweist, und wobei der Messkopf horizontal bezüglich seiner Längsachse angeordnet ist und mindestens ein in mindestens vertikaler (Z-)Richtung bewegliches Teil aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Messkopf zusätzlich einen mechanischen Gewichtsausgleich aufweist, dass der mechanische Gewichtsausgleich wenigstens ein Federelement aufweist, welches oberhalb und radial versetzt zu einer horizontalen Längsachse des Messkopfes angeordnet ist, dass das Federelement mittelbar oder unmittelbar mit dem in vertikaler Richtung beweglichen Teil des Messkopfes verbunden ist, und dass Mittel zum Spannen und Entspannen des Federelementes vorgesehen sind, und dass das Federelement als Federstab, Federdraht oder Drehfederstab ausgebildet ist und dass zur Ankopplung des in Z-Richtung beweglichen Teiles des Messkopfes am Federelement wenigstens ein Seil oder Drahtseil vorgesehen ist.
  • Der erfindungsgemäße Messkopf weist zum einen eine Vorrichtung für die Erzeugung der Rückstellkräfte auf, das heißt, dass das bewegliche Teil des Messkopfes in einer Ruhestellung gehalten wird, und zum anderen einen zusätzlichen mechanischen Gewichtsausgleich.
  • Die Vorrichtung zur Erzeugung der Rückstellkräfte kann eine aus dem Stand der Technik ( DE 10 2008 038 134 A1 ) bekannte Vorrichtung sein.
  • Die Ausführungsformen des Federelementes als Federstab, Federdraht oder Drehfederstab gewährleisten, dass der Gewichtsausgleich reibungsfrei aufgebaut ist. Da die Steifigkeit eines Federstabes der Formel für den Biegebalken folgt und damit umgekehrt zur dritten Potenz seiner Länge ist, lassen sich sehr weiche Biegestäbe relativ kurzer Länge darstellen, im Gegensatz zu den Spiralfedern im Stand der Technik, deren Steifigkeit linear mit der Federlänge abnimmt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Federstab, der Federdraht oder der Drehfederstab an wenigstens einer Seite drehbar gelagert. Hierdurch ist es möglich, den Federstab, den Federdraht oder den Drehfederstab zu spannen oder zu entspannen, wie es für den jeweiligen Gewichtsausgleich erforderlich ist.
  • Auch die weitere vorteilhafte Ausführungsform, dass der Drehfederstab in seiner Langsachse drehbar gelagert ist, gewährleistet das erforderliche Spannen und Entspannen für den Gewichtsausgleich.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zur Spannung des wenigstens einen Federelementes wenigstens ein Aktuator, ein Aktuatorsystem oder wenigstens ein Drehaktuator vorgesehen. Hierdurch ist ein mechanisch einfacher Aufbau zum Spannen und Entspannen angegeben. Durch die Anordnung des Aktuators zur Verstellung der Gewichtsausgleichskraft in der Nähe des Drehlagerpunktes ergibt sich eine vorteilhafte Hebelübersetzung, die den Nachteil des langen Verstellweges bei den Ausführungsformen im Stand der Technik vermeidet.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Aktuator, das Aktuatorsystem oder der wenigstens eine Drehaktuator einen Elektromotor mit Getriebe oder einen Pneumatikaktuator oder ein Piezoelement aufweist. Durch diese Antriebsmittel wird der erfindungsgemäße Gewichtsausgleich auf einfache Art und Weise realisiert.
  • Gemäß der Erfindung ist zur Ankopplung des in Z-Richtung beweglichen Teiles des Messkopfes am Federelement wenigstens ein Seil oder Drahtseil vorgesehen. Hierdurch ist die erforderliche querkraftfreie Bewegung des beweglichen Teiles des Messkopfes in X- und Y-Richtung gewährleistet.
  • Vorzugsweise ist wenigstens ein Sensor zur Erkennung der Lage des Federelementes vorgesehen. Die Lage des Federelementes ist zu bestimmen, um zu vermeiden, dass das bewegliche Teil des Messkopfes, wenn es sich schon in einer Endlage befindet, noch weiter gegen die Endlage gedrückt oder gezogen wird (Überdrücken der Endlager).
  • Durch das vorteilhafte Vorsehen wenigstens eines Reglers zur Kontrolle des Gewichtsausgleichsvorganges ist gewährleistet, dass der Gewichtsausgleichsvorgang in einfacher Weise geregelt wird.
  • Gemäß der Erfindung wird die Z-Schaukel, mit der die Taststiftkonfiguration verbunden ist, über ein Federelement mit einem Antrieb, bestehend aus Motor und Getriebe in Z-Richtung, verbunden. Der Antrieb kann unterschiedlich ausgeführt sein, zum Beispiel durch eine Spindel mit Spindelmutter, eine kleine Seilwinde, ein pneumatischer Kolben oder ein Linearantrieb. Er muss lediglich sehr genau positionieren können und über einen Regler ansteuerbar sein.
  • Vielfach ist es nötig, dem Motor noch ein Getriebe nachzuschalten, um die nötigen Drehmomente zu erreichen. Dies kann auch durch weitere Untersetzungshebel zwischen Antrieb und Federelement realisiert werden.
  • Nach dem Einwechseln eines neuen Taststiftes wird der Offset zur Nulllage am Z-Messsystem des Messkopfes bestimmt und der Antrieb durch den Regler so angesteuert, dass er die Auslenkung des Messkopfes in Z-Richtung in die Nulllage des Messsystems zieht.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine Kombination aus elektronischem und dem erfindungsgemäßen mechanischen Gewichtsausgleich einzusetzen, bei der erst die Nullposition über den erfindungsgemäßen mechanischen Ausgleich annähernd eingestellt wird. Der verbleibende kleine Rest-Offset wird, wie oben beschrieben, elektronisch kompensiert.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele für einen erfindungsgemäßen Messkopf nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 einen Messkopf in Seitenansicht mit einem Gewichtsausgleich mit einem Federdraht;
  • 2 einen Messkopf in Seitenansicht mit einem Gewichtsausgleich mit einem Federdraht und einem Aktuator;
  • 3 den Messkopf gemäß 2 mit gespanntem Federdraht;
  • 4 einen Messkopf in Seitenansicht mit einem Gewichtsausgleich mit einem durch eine Spindel gespannten Federdraht;
  • 5 einen Messkopf in Seitenansicht mit einem Gewichtsausgleich mit einem Drehfederstab;
  • 6 einen Messkopf im Längsschnitt mit einem Gewichtsausgleich mit einem Federdraht mit Drehaktuator;
  • 7 einen Messkopf in perspektivischer Ansicht ohne Gehäuse (Stand der Technik).
  • 1 zeigt eine Pinole 1, an der ein Messkopf 2 angeordnet ist. Der Messkopf 2 weist ein bewegliches Teil 3 mit einem in einer Taststiftaufnahme 3a angeordneten Taststift 4 auf.
  • Für einen Gewichtsausgleich wird ein Federdraht 5 verwendet. Der Federdraht 5 liegt oberhalb des horizontalen Messkopfes 2 und das eine Ende des Federdrahtes 5 ist mit einem dünnen Seil oder Drahtseil 6 mit dem in Z-Richtung beweglichen Teil 3 des Messkopfes 2 verbunden. Die Ankopplung über das Seil 6 erlaubt, dass eine Z-Schaukel des beweglichen Teiles 3 sich auch in X- und Y-Richtung nahezu querkraftfrei bewegen kann.
  • Das andere Ende des Federdrahtes 5 ist drehbar gelagert. An einer Drehachse mit einer Aufnahme 17 ist ein Drehaktuator 14 adaptiert, der den Federdraht 5 in Z-Richtung spannt und entspannt. Dadurch wird der am anderen Ende des Federdrahtes 5 über das Drahtseil 6 angekoppelte bewegliche Teil 3 des Messkopfes 2 mit dem Taststift 4 gehoben und gesenkt. Mindestens ein Sensor 15 zur Lagenerkennung stellt die Position des Federelementes 5 fest. Der Sensor 15 verhindert zum Beispiel ein Überdrücken in den Endlagen.
  • Der Messkopf 2 weist darüber hinaus ein Messsystem 13 auf, um die Lage des beweglichen Teiles 3 des Messkopfes 2 zu bestimmen.
  • Der Gewichtsausgleichsvorgang wird mit einem Regler 16 geregelt. Der Regler 16 ist über Leitungen 18 mit dem Messsystem 13, dem Drehaktuator 14 und dem Sensor 15 verbunden.
  • Gemäß 2 drückt ein linearer Aktuator 8 in Z-Richtung direkt gegen den Federdraht 5, der in einer drehbaren Lagerung 7 gelagert ist, wodurch ebenfalls eine Hubbewegung erzeugt wird. In der Mechanik der Aktuatoren 8, 14 ist eine Hemmung vorhanden, so dass ein Absenken des beweglichen Teiles 3 in Z-Richtung durch das Eigengewicht und die Gewichtskraft des Taststiftes 4 verhindert wird.
  • 3 zeigt ein gespanntes Federsystem mit einem gespannten Federelement 5a, wenn eine höhere Taststiftmasse 4a eingesetzt ist. Der Regler 16 ist in 3 nicht mehr dargestellt, gleichwohl jedoch vorhanden.
  • 4 zeigt eine Lösung, bei der die Spannung des Federdrahtes 5 durch eine Spindel 10 mit inhärenter Selbsthemmung erzeugt wird. Die Spindel 10, angetrieben durch einen Drehaktuator 11, wirkt auf eine Spindelmutter 10a, die am Ende eines Hebels 9a sitzt. Dieser Hebel 9a dreht den Federdraht 5 in dem Lager 7 und spannt ihn dadurch in Z-Richtung. Der Federdraht 5 ist mit dem Hebel 9a starr verbunden.
  • 5 zeigt einen Drehfederstab 12, der oberhalb des Messkopfes 2 liegt (seitlich zur Mitte um die Länge des Hebels 9 versetzt) und zweifach drehbar in Lagern 19, 20 gelagert ist. An dem vorderen Ende des Drehfederstabes 12 ist ein seitlicher Hebel 9 angeordnet. Ein äußeres Ende des Hebels 9 wird über das Seil oder Drahtseil 6 mit dem in Z-Richtung beweglichen Teil 3 des Messkopfes 2 verbunden, ähnlich wie in der Ausführungsform gemäß 1 oder 2.
  • Durch Verdrehen des Drehfederstabes 12 durch den Drehaktuator 14 kann nun eine Massenänderung am in Z-Richtung beweglichen Teil 3 kompensiert werden.
  • 6 zeigt das Seil 6, welches sich direkt auf dem in dem Lager 19 um seine Langsachse drehbar gelagerten Federelement 5 aufwickelt. Dadurch wird das Seil 6 kürzer und der Federstab 5 vorgespannt.
  • Die in den 1 bis 6 dargestellten Messköpfe weisen eine Vorrichtung zur Erzeugung von Rückstellkräften bei Auslenkung der Achsen aus ihrer Ruhelage auf.
  • Solche Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. 7 zeigt eine derartige zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung.
  • 7 zeigt den Messkopf 110 ohne Gehäuse, der ein klassisches Parallelschaukelsystem 111 aufweist. Das Parallelschaukelsystem 111 weist eine Schaukel 112 bestehend aus Federparallelogrammen auf, welche in Y-Richtung auslenkbar ist. An der Schaukel 112 ist eine Schaukel 113 bestehend aus Federparallelogrammen angeordnet, welche in X-Richtung auslenkbar ist. An dieser Schaukel 113 ist über einen zylinderförmigen Käfig 118 eine dritte Schaukel 115, welche in Z-Richtung auslenkbar ist, angeordnet. Die Schaukel 115 besteht aus Membranen 116, 117, die an ihrem Umfang an dem zylinderförmigen Käfig 118 festgelegt sind. Ein Stift 114 ist mit einer Schnittstelle 3a, die als Aufnahme für einen Taststift 4 (in 7 nicht dargestellt) oder eine Tasterkombination (nicht dargestellt) dient, verbunden. Eine Platte 112a des Federparallelogrammes 112 ist fest über ein Verbindungsstück (nicht dargestellt) mit einer Platte 113a des Federparallelogrammes 113 verbunden. Damit sind die Federparallelogramme 112, 113 ineinander verschachtelt ausgebildet. Der Käfig 118 ist fest mit einer Platte 113b verbunden.
  • Der zylinderförmige Käfig 118 macht damit die X- und Y-Bewegung der Schaukeln 112, 113 mit. Seine Symmetrieachse liegt in Richtung der Z-Achse des Tastkopfes. Die Membranen 116, 117 weisen einen gewissen Abstand in Z-Richtung zueinander auf und sind an ihrem Rand mit dem zylinderförmigen Käfig 118 verbunden. Gemäß 7 ist an dem Stift 114 ein Topf 130 befestigt. Dieser Topf 130 ist in der X-, Y- und Z-Richtung beweglich. In dem Topf 130 ist eine Suspension 131 angeordnet. In die Suspension 131 greift ein Dämpfungsstab 128 mit einem kugelförmigen Ende 129. Der Dämpfungsstab 128 ist über einen Brückensteg 127, der durch eine Öffnung 132 der Platte 113b greift und damit eine freie Bewegung der Platte 113b gewährleistet, über einen Verbindungssteg 126 an einem gehäusefesten Käfig 125 festgelegt. Der Dämpfungsstab 128 ist damit ortsfest in dem Tastkopf 110 angeordnet, während der Topf 130 mit der Suspension 131 im Rahmen der Taststiftauslenkung beweglich ist.
  • Die Membranen 116, 117 sind bezüglich seitlicher Bewegungen in ihrer Ebene sehr steif gegenüber den beiden X- und Y-Parallelschaukeln 111 und eine Kippbewegung des Stiftes 114 wird durch die Verwendung der zwei Membranen 116, 117 mit einem Basisabstand verhindert. Durch die Steifigkeitsverhältnisse von Membranen und Parallelschaukeln ist gewährleistet, dass seitliche Antastkräfte ausschließlich zu Auslenkungen der Parallelschaukel führen, deren Bewegung durch die Längenmesssensoren gemessen wird. Aus diesem Grund kann der Stift 114 innerhalb des zylinderförmigen Käfigs 118 lediglich eine Linearbewegung in Z-Richtung (Längsrichtung) ausführen. Die Z-Bewegung des Stiftes 114 wird dabei durch einen in dem zylinderförmigen Käfig 118 befestigten Wegsensor 120 mit einem an der Schnittstelle 3a befestigten Messwerterzeuger 120a erfasst. Eine Bewegung in X- und Y-Richtung ist nur durch eine Bewegung des ganzen von den Parallelschaukeln 111 geführten Käfigs 118 möglich.
  • Die Membranen 116 und 117 weisen Speichen 123, 124 auf.
  • Für die Erfassung der Bewegungen der X-, Y-Schaukeln 113, 112 sind Wegsensoren 121, 122 vorgesehen.
  • Der Wegsensor 120 ist innerhalb des zylinderförmigen Käfigs 118 angeordnet, und der Wegsensor 122 ist innerhalb des von den Federparallelogrammen 112, 113 begrenzten Raumes angeordnet.
  • Die dargestellte Anordnung aus X-, Y-Schaukel 111 und angehängtem Doppelmembransystem 116, 117 kann lineare und zueinander orthogonale Bewegungen mit hoher Präzision und Reproduzierbarkeit in allen drei Raumrichtungen ausführen. Die Bewegung in Richtung des orthogonalen Achsensystems kann direkt durch entsprechende Längenmesssysteme ermittelt werden ohne eine Umrechnung einer Dreh- oder Kippbewegung in eine Längsbewegung.
  • In allen drei Achsen (X, Y und Z) dienen die Führungselemente (Federparallelogramme und Doppelmembran) gleichzeitig zur Erzeugung der Rückstellkräfte bei Auslenkung der entsprechenden Schaukel aus ihrer Ruhelage. Eine Kompensation von unterschiedlichen Gewichtskräften der Taststiftkombinationen ist mit ihrer Hilfe nicht möglich.
  • Der in 7 dargestellte Messkopf 110 ist folgendermaßen in den 1 bis 6 dargestellten Gehäusen angeordnet: Der Teil des Messkopfes 110, der die Federparallelogramme 111, 112 aufweist, ist mit dem gehäusefesten Käfig 125 in dem mit 21 bezeichneten Gehäuseteil des Messkopfes 2 angeordnet. Der zylinderförmige Käfig 118 der 7 ist in dem Gehäuse 22 des beweglichen Teiles 3 der 1 bis 6 angeordnet.
  • Der gehäusefeste Käfig 125 ist selbstverständlich fest in dem Gehäuse 21 angeordnet, wie auch der zylinderförmige Käfig 118 fest in dem Gehäuse 22 angeordnet ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Pinole
    2
    Messkopf
    3
    beweglicher Teil des Messkopfes 2
    3a
    Taststiftaufnahme (Schnittstelle)
    4
    Taststift
    4a
    Taststift mit höherer Masse
    5
    Federelement
    5a
    gespanntes Federelement
    6
    Seil
    7
    drehbare Lagerung
    7a
    drehbare Lagerung
    8
    Aktuator
    9
    Hebel
    9a
    Hebel
    10
    Spindel
    10a
    Spindelmutter
    11
    Motor
    12
    Drehfederstab
    13
    Messsystem
    14
    Drehaktuator
    15
    Sensor für Lagenerkennung
    16
    Regler
    17
    Aufnahme
    18
    Leitungen
    19
    Lager
    20
    Lager
    21
    Gehäuseteil des Messkopfes 2
    22
    Gehäuse
    110
    Tastkopf
    111
    Parallelschaukelsystem
    112
    Schaukel (Federparallelogramm)
    112a
    Platte
    113
    Schaukel (Federparallelogramm)
    113a
    Platte
    113b
    Platte
    114
    Stift
    115
    Schaukel
    116
    Membran
    117
    Membran
    118
    zylinderförmiger Käfig
    119
    Plattform
    120
    befestigter Wegsensor
    120a
    Messwerterzeuger
    121
    Wegsensor
    122
    Wegsensor
    123
    Speichen
    124
    Speichen
    125
    gehäusefester Käfig
    126
    Verbindungssteg
    127
    Brückensteg
    128
    Dämpfungsstab
    129
    kugelförmiges Ende
    130
    Topf
    131
    Suspension
    132
    Öffnung in 113b für Steg 127

Claims (9)

  1. Messkopf mit einer mechanischen Schnittstelle zur Anordnung unterschiedlicher Taststiftkonfigurationen an der Schnittstelle, wobei der Messkopf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Rückstellkräften aufweist, und wobei der Messkopf horizontal bezüglich seiner Längsachse angeordnet ist und mindestens ein in mindestens vertikaler Richtung bewegliches Teil aufweist, wobei der Messkopf zusätzlich einen mechanischen Gewichtsausgleich aufweist, wobei der mechanische Gewichtsausgleich wenigstens ein Federelement aufweist, welches oberhalb (Z-Richtung) und radial versetzt zu einer horizontalen Längsachse des Messkopfes angeordnet ist, dass das Federelement mittelbar oder unmittelbar mit dem in vertikaler Richtung beweglichen Teil des Messkopfes verbunden ist, und dass Mittel zum Spannen und Entspannen des Federelementes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5, 12) als Federstab, Federdraht oder Drehfederstab ausgebildet ist, und dass zur Ankopplung des in Z-Richtung beweglichen Teiles des Messkopfes (2) am Federelement (5) wenigstens ein Seil (6) oder Drahtseil vorgesehen ist.
  2. Messkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung der Rückstellkräfte Federparallelogramme und/oder zusätzliche Biegestäbe aufweist.
  3. Messkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federstab (5), der Federdraht oder der Drehfederstab (12) an wenigstens einer Seite drehbar gelagert ist.
  4. Messkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federstab (12) in seiner Längsachse drehbar gelagert ist.
  5. Messkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Spannung des wenigstens einen Federelementes (5, 12) wenigstens ein Aktuator (8, 10, 10a, 11) oder wenigstens ein Drehaktuator (14) vorgesehen ist.
  6. Messkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (8, 10, 10a, 11) oder der wenigstens eine Drehaktuator (14) einen Elektromotor mit Getriebe oder einen Pneumatikaktuator oder ein Piezoelement aufweist.
  7. Messkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (15) zur Erkennung der Lage des Federelementes (5) vorgesehen ist.
  8. Messkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Regler (16) zur Kontrolle des Gewichtsausgleichsvorganges vorgesehen ist.
  9. Messkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Aktuator (8, 10, 10a, 11) ein Getriebe und/oder ein Untersetzungshebelsystem vorgeschaltet ist.
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