DE102011109580A1 - Measuring machine, particularly tactile measuring device, such as contour measuring device for mechanical measurement of certain component, comprises machine unit with probe, which is detachably and positively fastened at probe receiver - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Messmaschine zum mechanischen Vermessen eines Bauteils, wobei die Messmaschine ein Maschinenteil mit mindestens einer Messtaster-Aufnahme sowie mindestens einen an der Messtaster-Aufnahme formschlüssig und lösbar befestigbaren Messtaster umfasst.The invention relates to a measuring machine for the mechanical measurement of a component, wherein the measuring machine comprises a machine part with at least one probe recording and at least one on the probe recording positively and releasably attachable probe.
Messmaschinen dieser Art, die mit einem Messtaster eine Geometrie erfassen (taktile Messgeräte), wie beispielsweise Konturmessgeräte, Rauheitsmessgeräte, 2-D-Messgeräte und 3-D-Messgeräte, benötigen für die diversen Messaufgaben verschiedene Messtaster. Diese sind bei der Durchführung des Messvorgangs über eine Messtaster-Aufnahme mit dem Messgerät mechanisch verbunden. Die Tasteraufnahme kann dabei in verschiedenen Achsen schwenkbar bzw. verschiebbar sein.Measuring machines of this type, which detect a geometry with a probe (tactile measuring devices), such as, for example, contour measuring devices, roughness measuring devices, 2-D measuring devices and 3-D measuring devices, require different measuring probes for the various measuring tasks. These are mechanically connected to the measuring device when a measuring probe is used to carry out the measuring process. The button recording can be pivotable or displaceable in different axes.
Bei einfachen taktilen Messgeräten wählt der Benutzer des Geräts den benötigten Messtaster oft über eine Mess-Software aus. Der Taster wird dann aus einem Tastersortiment entnommen und in die Messmaschine eingesetzt. Der Taster hat hierbei keine integrierte Elektronik zur Identifikation. Nachteilig ist hier, dass es gelegentlich zu Anwenderfehlern bei der Auswahl kommt. Wird ein falscher Messtaster mittels der Mess-Software ausgewählt, werden die aufgenommenen Messdaten mit falschen Parameter verrechnet, so dass die Messung fehlerhaft ist. Dies kann, wenn es unbemerkt bleibt, erhebliche Probleme bei der Qualitätssicherung des zu vermessenden Produkts verursachen.For simple tactile measuring instruments, the user of the device often selects the required probe via a measuring software. The probe is then removed from a range of probes and inserted into the measuring machine. The button has no integrated electronics for identification. The disadvantage here is that it occasionally comes to user errors in the selection. If a wrong measuring probe is selected by means of the measuring software, the recorded measuring data are calculated with wrong parameters, so that the measurement is faulty. This, if left unnoticed, can cause significant quality assurance problems for the product being measured.
Da fertigungsnah aufgestellte Messgeräte häufig von messtechnisch ungeschultem Personal bedient werden, ist die Gefahr einer Verwechslung von Messtastern besonders hoch.Since measuring instruments set up close to production are frequently operated by technically untrained personnel, the danger of a mix-up of touch probes is particularly high.
Bekannt sind auch Messtaster (insbesondere Längenmesstaster), die eine integrierte Elektronik zur Signalverarbeitung aufweisen, d. h. eine proprietäre Elektronik. Diese Elektronik benötigt eine Software, die vom Messtasterhersteller entwickelt werden muss. Dies ist entsprechend aufwändig. Die Elektronik dient meist der Signalaufbereitung und bietet nur wenig Speicher. Eine solche Lösung ist aus der
Ähnliche Lösungen offenbaren die
Um eine Verwechslung von Messtastern zu verhindern, ist es auch bekannt, taktile Messtaster mit einer mechanischen Kodierung zu versehen und so eine Erkennung des Messtasters zu ermöglichen.To avoid confusion of probes, it is also known to provide tactile probes with a mechanical coding and thus to enable detection of the probe.
Sofern also Identifikationssysteme für Messtaster von Messmaschinen bekannt sind, sind diese relativ aufwändig aufgebaut und erfordern insbesondere bei der Softwareerstellung einen entsprechenden Aufwand.Thus, if identification systems for probes of measuring machines are known, they are relatively complex and require in particular in the software development a corresponding effort.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Messmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der diese Nachteile vermieden werden können. Es soll also in einfacher Weise eine Identifikation eines Messtasters an einer Messmaschine möglich werden, wobei auf einfache und handelsübliche Komponenten zurückgegriffen werden können soll. Damit soll es in kostengünstiger Weise möglich sein, zuverlässig eine Erkennung des in die Messmaschine eingesetzten Messtasters zu erreichen und so zu verhindern, dass mit einem falschen Messtaster gearbeitet wird.The invention is therefore based on the object to provide a measuring machine of the type mentioned, with these disadvantages can be avoided. It should therefore be possible in a simple manner an identification of a probe on a measuring machine, which should be able to fall back on simple and commercially available components. Thus, it should be possible in a cost effective manner to achieve reliable detection of the probe used in the measuring machine and thus to prevent working with a wrong probe.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Messtaster ein Massenspeicher angeordnet ist, wobei dieser mit einem USB-Stecker (USB: Universal Serial Bus) verbunden bzw. ausgestattet ist, wobei an oder in der Messtaster-Aufnahme eine zum Zusammenwirken mit dem USB-Stecker ausgebildete USB-Buchse angeordnet ist und wobei die USB-Buchse mit einer elektronischen Gerätesteuerung in Verbindung steht.The solution of this object by the invention is characterized in that a mass memory is arranged in or on the probe, which is connected to a USB connector (USB: Universal Serial Bus) or equipped, wherein on or in the probe recording a USB socket designed to cooperate with the USB plug is arranged, and wherein the USB socket is connected to an electronic device control.
Der Massenspeicher ist dabei samt USB-Stecker bevorzugt als USB-Stick ausgebildet. Hierbei kommt insbesondere ein handelsüblicher USB-Stick zum Einsatz, der in einer Ausnehmung im Messtaster angeordnet ist. Die USB-Buchse kann in einer Ausnehmung in der Messtaster-Aufnahme angeordnet sein. Von besonderem Vorteil ist hierbei die quasi automatische Herstellung der USB-Verbindung bei der Anordnung des Messtasters an der Messtaster-Aufnahme, wenn nämlich bei formschlüssiger und bestimmungsgemäßer Anlage des Messtasters an der Messtaster-Aufnahme der USB-Stecker in die USB-Buchse vollständig eingeschoben ist.The mass storage device, together with the USB plug, is preferably designed as a USB stick. In this case, in particular, a commercially available USB stick is used, which is arranged in a recess in the probe. The USB socket can be arranged in a recess in the probe receptacle. Of particular advantage here is the quasi-automatic production of the USB connection in the arrangement of the probe on the probe recording, namely, when the positive and proper installation of the probe on the probe recording of the USB plug is completely inserted into the USB socket ,
Der Messtaster hat gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen sich von einer mechanischen Befestigungsstelle an der Messtaster-Aufnahme aus in einer ersten Richtung erstreckenden ersten Abschnitt und einen sich von der mechanischen Befestigungsstelle aus in eine entgegengesetzte zweite Richtung erstreckenden zweiten Abschnitt; dabei ist dann weiter vorgesehen, dass im Bereich des ersten Abschnitts ein Messelement und im Bereich des zweiten Abschnitts der Massenspeicher angeordnet ist. Wie später noch näher beschrieben werden wird, ist damit eine thermische Entkopplung des messenden Bereichs des Messtasters von der Wärmequelle möglich, die der Massenspeicher darstellt, so dass Messungenauigkeiten reduziert bzw. weitgehend vermieden werden können.The probe has, according to a particularly preferred embodiment of the invention, a first section extending from a mechanical attachment point on the probe receptacle in a first direction and a second section extending from the mechanical attachment point in an opposite second direction; It is then further provided that in the region of the first portion, a measuring element and in the region of the second portion of the mass memory is arranged. As will be described in more detail later, this is a thermal decoupling of the measuring range of Measuring probes from the heat source, which represents the mass storage, so that measurement inaccuracies can be reduced or largely avoided.
Zur formschlüssigen Festlegung des Messtasters an der Messtaster-Aufnahme kann mindestens ein Passstift oder Passbolzen bzw. mindestens eine Schraube vorgesehen sein. Es ist aber auch alternativ möglich, dass zur formschlüssigen Festlegung des Messtasters an der Messtaster-Aufnahme mindestens eine Passfläche am Messtaster und eine korrespondierende Passfläche an der Messtaster-Aufnahme vorhanden sind, wobei eine Haltekraft zwischen Messtaster-Aufnahme und Messtaster durch mindestens einen Magneten hergestellt wird.At least one dowel pin or dowel pin or at least one screw can be provided for the positive fixing of the probe to the probe. But it is also alternatively possible that at least one mating surface on the probe and a corresponding mating surface on the probe recording are available for the positive determination of the probe on the probe recording, wherein a holding force between the probe recording and probe is made by at least one magnet ,
Auf dem Massenspeicher sind jedenfalls Identifikationsdaten zur Identifikation des Messtasters gespeichert, so dass das System nach der Anbringung des Messtasters an der Messtaster-Aufnahme anhand der installierten Mess-Software in der Gerätesteuerung autark prüfen kann, ob der richtige Messtaster angebracht wurde.In any case, identification data for the identification of the measuring probe are stored on the mass memory so that the system can autonomously check whether the correct measuring probe has been fitted after installing the measuring probe on the measuring probe holder on the basis of the installed measuring software in the instrument control.
Auf dem Massenspeicher können darüber hinaus auch Kalibrierdaten für den Messtaster gespeichert sein.Calibration data for the probe can also be stored on the mass memory.
Die Erfindung stellt also auf ein in der Massenproduktion gefertigtes USB-Gerät ab, insbesondere auf einen elektronischen, nichtflüchtigen USB-Massenspeicher (”USB-Stick”, ”USB-Laufwerk”), der direkt in den taktilen Messtaster verbaut bzw. in diesen integriert ist.Thus, the invention is based on a mass-produced USB device, in particular an electronic, nonvolatile USB mass storage device ("USB stick", "USB drive"), which is installed directly in the tactile measuring probe or integrated into it is.
Auf dem USB-Massenspeicher können die Tasterparameter, aber auch Zusatzinformationen gespeichert werden. Mit den gespeicherten Daten kann der Messtaster eindeutig identifiziert werden. Somit ist die Verwechslungsgefahr für den Anwender des Messgeräts gebannt, da die Taster-Parameter stets korrekt von der Steuerung der Messmaschine erkannt und entsprechend von der Mess-Software in der Steuerung der Maschine verrechnet werden können.The push button parameters as well as additional information can be stored on the USB mass storage device. The probe can be uniquely identified with the stored data. Thus, the risk of confusion for the user of the meter is banned because the probe parameters can always be correctly recognized by the control of the measuring machine and calculated accordingly by the measuring software in the control of the machine.
In der Messtaster-Aufnahme wird die entsprechende USB-Buchse mit integriert und per USB-Kabel mit dem Auswerte-PC der Messmaschine verbunden. Die Kosten sind dabei äußerst niedrig, da die benötigten USB-Komponenten als Massenware erhältlich sind. Verglichen mit den hohen Kosten für proprietäre Elektroniken, die in bekannten Messtastern integriert sind, und unter Berücksichtigung der damit verbundenen Hard- und Softwareentwicklungskosten wird mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag eine äußerst günstige Lösung bereitgestellt, mit der dennoch absolut sichergestellt werden kann, dass kein falscher Messtaster zum Einsatz kommt.In the probe recording, the corresponding USB socket is integrated with and connected via USB cable to the evaluation PC of the measuring machine. The costs are extremely low, since the required USB components are available in bulk. Compared with the high cost of proprietary electronics, which are integrated in known probes, and taking into account the associated hardware and software development costs with the proposal according to the invention an extremely cheap solution is provided with the absolute can be ensured that no false probe for Use comes.
Der USB-Massenspeicher wird vom Auswerte-PC der Messmaschine automatisch erkannt und steht der Mess-Software und dem Anwender damit vollständig zur Verfügung.The USB mass storage device is automatically recognized by the evaluation PC of the measuring machine and is thus completely available to the measuring software and the user.
Bei der Verbindung des Messtasters zum Messgerät kann der Auswerte-PC die Tasterdaten aus dem USB-Massenspeicher auslesen, verwerten oder speichern. Desweiteren können Daten, wie Kalibrierdaten, Bilder oder Messdaten, direkt auf dem Messtaster in großer Menge gespeichert werden (derzeit sind problemlos Speichergrößen von einigen Gigabyte möglich). Im Zuge der weiteren PC-Peripherie-Entwicklung wird ohne weitere Entwicklungskosten für den Nutzer der vorliegenden Erfindung die Speicherkapazität stets weiter anwachsen.When connecting the probe to the measuring device, the evaluation PC can read out, evaluate or save the probe data from the USB mass storage device. Furthermore, data, such as calibration data, images or measurement data, can be stored in large quantities directly on the probe (currently, memory sizes of a few gigabytes are easily possible). In the course of further PC peripheral development, the storage capacity will continue to increase without further development costs for the user of the present invention.
Somit schlägt die vorliegende Erfindung vor, eine Platzierung eines USB-Massenspeichers vorzugsweise im nichtmessenden Teil des Messtasters vorzunehmen. Diese Anordnung ist deshalb bevorzugt, weil der Massenspeicher im Betrieb Wärme abgibt, was im messenden Teil des Tasters ungewollte Längenausdehnungen verursachen würde. Derartige Ausdehnungen können das Messergebnis verfälschen.Thus, the present invention proposes to make a placement of a USB mass storage preferably in nichtmessenden part of the probe. This arrangement is preferred because the mass storage emits heat during operation, which would cause unwanted length expansions in the measuring part of the probe. Such expansions can falsify the measurement result.
Durch die bevorzugte Platzierung des USB-Massenspeichers im nichtmessenden Teil des Messtasters kann der Wärmewiderstand zum messenden Bereich des Messtasters so weit erhöht werden, dass die Wärmeleitung vom USB-Massenspeicher in den messenden Bereich äußerst gering ausfällt. Die Messfehler können daher durch eine geeignete Konstruktion unterhalb einer kritischen Messungenauigkeit gehalten werden.Due to the preferred placement of the USB mass storage device in the non-measuring part of the probe, the thermal resistance to the measuring area of the probe can be increased to such an extent that the heat conduction from the USB mass storage device to the measuring area is extremely low. The measurement errors can therefore be kept below a critical measurement inaccuracy by a suitable design.
Natürlich wäre es in kinematischer Umkehr auch möglich, am Massenspeicher die USB-Buchse anzuordnen und in bzw. an der Messtaster-Aufnahme den USB-Stecker.Of course, it would also be possible in kinematic reversal to arrange the mass storage of the USB socket and in or on the probe recording the USB connector.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawings, embodiments of the invention are shown. Show it:
In
Die präzise Anlage des Messtasters
Wesentlich ist, dass im Messtaster
Ferner ist in der Messtaster-Aufnahme
In
Demgemäß ergibt sich quasi automatisch, dass eine elektrische Kopplung zwischen USB-Stecker
Auf dem Massenspeicher
Die Lösung nach
Das weitere Ausführungsbeispiel nach den
Der Messtaster
Weiterhin sind in den
Der Messtaster rotiert hier um eine Drehachse A; die Schraube
Wie zu erkennen ist, wirken sich Erwärmungen verursacht durch den Massenspeicher
Eine entsprechend große Speicherkapazität des Massenspeichers
Weiterhin kann grundsätzlich auch vorgesehen werden, dass auf dem Massenspeicher
Computertechnisch übliche und sinnvolle Funktionen können ebenfalls auf dem Massenspeicher
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Messmaschinemeasuring machine
- 22
- Maschinenteilmachinery
- 33
- Messtaster-AufnahmeProbe carrier
- 44
- Messtasterprobe
- 55
- Massenspeichermass storage
- 66
- USB-SteckerUSB plug
- 77
- USB-BuchseUSB port
- 88th
- Ausnehmungrecess
- 99
- Ausnehmungrecess
- 1010
- mechanische Befestigungsstellemechanical attachment point
- 1111
- erster Abschnittfirst section
- 1212
- zweiter Abschnittsecond part
- 1313
- Messelementmeasuring element
- 1414
- Passstiftdowel
- 1515
- Schraubescrew
- 1616
- Bohrung für PassstiftBore for dowel pin
- 1717
- Gewindethread
- 1818
- Gerätesteuerungdevice control
- 1919
- Messtaster-AnlageflächeProbe contact surface
- 2020
- Gegen-AnlageflächeCounter-abutment surface
- 2121
- Messarmmeasuring arm
- 2222
- Kabelelectric wire
- 2323
- KabeldurchführungGrommet
- 2424
- Wellenabschnittshaft section
- R1 R 1
- erste Richtungfirst direction
- R2 R 2
- zweite Richtungsecond direction
- AA
- Drehachseaxis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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