DE102012007183A1

DE102012007183A1 - Wechseleinrichtung zum Wechseln von Messkörpern

Info

Publication number: DE102012007183A1
Application number: DE102012007183A
Authority: DE
Inventors: Philipp Steuer
Original assignee: Hommel Etamic GmbH
Current assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2032-04-13
Also published as: DE102012007183B4

Abstract

Eine Wechseleinrichtung 2 zum Wechseln von Messkörpern 22 eines Messgerätes 4 weist eine Wechseleinheit 24, die zwischen einer Aufnahmeposition, in der die Wechseleinheit 24 einen Messkörper 22 von einem Magazinplatz 18 eines Magazines 10 oder von einer Messkörperhalterung des Messgerätes 4 aufnimmt, und wenigstens einer Abgabeposition, in der die Wechseleinheit 24 den Messkörper 22 an einen Magazinplatz 18 des Magazines 10 oder die Messkörperhalterung abgibt, beweglich ist. Die Wechseleinheit 24 weist eine erste Permanentmagnetanordnung 34 zum Halten des Messkörpers 22 an der Wechseleinheit 24 und eine Elektromagnetanordnung auf, deren Speise-Gleichstrom durch eine Steuerungseinrichtung steuerbar ist. An dem oder jedem Magazinplatz 18 des Magazines 10 bzw. an der Messkörperhalterung ist dem Messkörper 22 eine zweite Permanentmagnetanordnung 36 zugeordnet zum Halten des Messkörpers an dem Magazinplatz 18 bzw. an der Messkörperhalterung. Die Steuerungseinrichtung ist für eine Steuerung des Speise-Gleichstromes der Elektromagnetanordnung derart ausgebildet, dass in der Aufnahmeposition das Magnetfeld der Elektromagnetanordnung das Magnetfeld der zweiten Permanentmagnetanordnung 36 wenigstens teilweise schwächend überlagert zur Aufnahme des Messkörpers 22 durch die Wechseleinheit 24 und dass in der Abgabeposition das Magnetfeld der Elektromagnetfeldanordnung das Magnetfeld der ersten Permanentmagnetanordnung 34 wenigstens teilweise schwächend überlagert zur Abgabe des Messkörpers 22 an den Magazinplatz 16–20 bzw. die Messkörperhalterung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechseleinrichtung zum Wechseln von Messkörpern eines Messgerätes.
Bei der Erfassung von Oberflächenformen sind verschiedene Techniken bekannt.
In der Oberflächenmesstechnik wird die Rauheit und/oder Welligkeit einer technischen Oberfläche nach der Methode des Tastschnittverfahrens erfasst.
In der Formmesstechnik werden Formabweichungen, insbesondere von zylinderischen Werkstücken, erfasst und ausgewertet.
In der Koordinatenmesstechnik werden, zumeist im kartesischen Koordinatensystem, Raumpunkte des Werkstücks abgetastet. Das kontinuierliche Abtasten des Werkstücks entlang einer vorgegebenen Bahn wird als Scanning bezeichnet und stellt eine Erweiterung des punktweisen Antastens dar.
Die Konturmesstechnik hat mit der Form-/Oberflächenmesstechnik das Prinzip gemeinsam, dass zum Erreichen einer hohen Genauigkeit beim Erfassen der Messpunkte nur eine Achse bewegt wird. Wie die Oberflächenmesstechnik basiert die Konturmesstechnik auf dem Tastschnittverfahren.
Entsprechende Messgeräte verwenden Messkörper, beispielsweise in Form von Taststiften, wobei sich die Aufgabe stellt, die Messkörper zur Anpassung an unterschiedliche Messaufgaben auszuwechseln, vorzugsweise automatisch oder halbautomatisch.
Durch EP 0 406 781 B1 (entsprechend DE 39 22 296 A1 und US 5,028,901 ) ist eine Wechseleinrichtung zum Wechseln von Messkörpern eines Messgerätes, nämlich eines Koordinatenmessgerätes, bekannt. Die bekannte Wechseleinrichtung weist eine Wechseleinheit auf, die zwischen einer Aufnahmeposition, in der die Wechseleinheit einen Messkörper von einem Magazinplatz eines Magazines aufnimmt, und einer Abgabeposition, in der die Wechseleinheit einen Messkörper an eine Messkörperhalterung des Messgerätes abgibt, beweglich ist. Bei der aus der Druckschrift bekannten Einrichtung werden die Messkörper durch Magnetkräfte an den Magazinplätzen des Magazines gehalten, wobei jedem Magazinplatz wenigstens ein Permanentmagnet zugeordnet ist. Ferner ist ein einzelner Elektromagnet vorgesehen, dessen Feld dem Feld des Permanentmagneten bzw. der Permanentmagnete an dem gerade in den Wechselvorgang eingebundenen Magazinplatz überlagerbar ist. Zum Aufnehmen eines von dem jeweiligen Magazinplatz freigegebenen Messkörpers weist die Wechseleinheit einen mechanischen Greifer aus, mittels dessen der Messkörper gegriffen und an eine Messkörperhalterung des Messgerätes übergeben wird, wo er ebenfalls durch Magnetkräfte gehalten wird.
Durch DE 33 2012 7 C2 (entsprechend US 4,649,623 ) ist ein Koordinatenmessgerät mit einer Wechseleinrichtung bekannt, die dazu dient, den Taststift des Koordinatenmessgerätes auszuwechseln. Das Koordinatenmessgerät weist eine Aufnahme für das Tastelement auf, die eine Spanneinrichtung aufweist. Die Spanneinrichtung besteht aus einem Permanentmagneten und einem Elektromagneten, dessen Feld dem Feld des Permanentmagneten überlagerbar ist.
Durch DE 10 2007 01844 B3 ist ein Tastschnittgerät mit einem Tastermagazin bekannt, das darauf eingerichtet ist, um bedarfsweise eigenständig einen der Tastarme oder Taster an einen Tastarmhalter des Tastschnittgerätes anzuschliessen oder von diesem zu trennen. Hierbei wird der Tastarm durch Permanentmagneten an dem Tastarmhalter gehalten. Zum Auswechseln eines Tastarmes weist das Magazin als Greifer ausgebildete Aufnahmeplätze auf. Das Lösen des Tastarmes von dem Tastarmhalter erfolgt durch Überwinden der zwischen dem Permanentmagneten und dem Tastarm wirkenden Magnetkraft. Nach dem Lösen von dem Tastarmhalter wird der Tastarm von dem Greifer an dem jeweiligen Aufnahmeplatz des Magazines gehalten.
Durch EP 1 589 317 B1 ist ein Messgerät, beispielsweise in Form eines Koordinatenmessgerätes, bekannt, das einen abnehmbaren Messtaster aufweist, wobei der Messtaster durch die Anziehungskraft eines Permanentmagneten mit einem Tastsystem des Messgerätes verbunden und über eine mechanische Hebelanordnung von diesem trennbar ist.
Durch WO 02/27270 A1 ist ein Koordinatenmessgerät mit einer Aufnahme für verschiedene Sensoriken, beispielsweise in Form von Tastköpfen, Drehgelenken oder Linearverstellungen bekannt. Die Aufnahme weist eine elektromagnetisch betriebene Spanneinrichtung auf, mittels derer die jeweilige Sensorik an dem Tastkopf des Messgerätes gehalten wird.
Durch DE 102005 036928 B3 ist ein Tastermagazin für Koordinatenmessgeräte bekannt, das in ein Messvolumen des Koordinatenmessgerätes hinein- und aus dem Messvolumen herausschwenkbar ausgebildet ist. Die einzelnen Taster werden hierbei hängend an ihrem jeweiligen Magazinplatz gehalten.
Durch DE 196 170023 C1 ist ein Messgerät mit auswechselbarem Tastelement bekannt, wobei das Tastelement über Permanentmagneten an einer Tastelementhalterung des Messgerätes gehalten ist.
DE 39 29 602 C2 offenbart eine Einrichtung zum Wechseln von Taststiften von Messeinrichtungen, wobei die Taststifte mittels einer Spannzange ausgewechselt werden.
Messgeräte mit auswechselbaren Messkörpern sind ferner durch EP 0 750 171 A2 , DE 44 37 033 C2 , WO 03/083407 A1 und DE 102 40292 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wechseleinrichtung zum Wechseln von Messkörpern eines Messgerätes anzugeben, die bei relativ einfachem Aufbau auf schnelle und sichere Weise einen Wechsel von Messkörpern ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Wechseleinheit vorgesehen, die zwischen wenigstens einer Aufnahmeposition und wenigstens einer Abgabeposition beweglich ist. In der Aufnahmeposition nimmt die Wechseleinheit einen Messkörper von einem Magazinplatz eines Magazines oder von einer Messkörperhalterung des Messgerätes auf. In der Abgabeposition gibt die Wechseleinheit einen Messkörper an einen Magazinplatz des Magazines oder die Messkörperhalterung ab. Ein Wechsel eines Messkörpers vollzieht sich beispielsweise dadurch, dass die Wechseleinheit einen Messkörper von der Messkörperhalterung aufnimmt und an einem Magazinplatzes des Magazines ablegt. Daran anschließend wird von einem anderen Magazinplatz des Magazines ein anderer Messkörper aufgenommen und an die Messkörperhalterung abgegeben.
Erfindungsgemäß wird der Messkörper sowohl an seinem Magazinplatz als auch an der Wechseleinheit permanentmagnetisch gehalten. Hierzu besteht der Messkörper wenigstens teilweise aus einem ferromagnetischen Material oder ist mit einem ferromagnetischen Material versehen. Zum permanentmagnetischen Halten des Messkörpers weist die Wechseleinheit eine erste Permanentmagnetanordnung auf und dem bzw. jedem Lagerplatz des Magazines ist eine zweite Permanentmagnetanordnung zugeordnet. Beispielsweise und insbesondere kann auch an der Messkörperhalterung des Messgerätes eine zweite Permanentmagnetanordnung vorgesehen sein, so dass der Messkörper dann sowohl an dem Magazinplatz als auch an der Messkörperhalterung sowie während eines Transportes zwischen einem Magazinplatz und der Messkörperhalterung auch an der Wechseleinheit permanentmagnetisch gehalten ist, so dass beispielsweise auch bei einem Stromausfall ein Abfallen des Messkörpers verhindert ist.
Erfindungsgemäß weist die Wechseleinheit eine Elektromagnetanordnung auf, deren Speise-Gleichstrom durch eine Steuerungseinrichtung steuerbar ist. Hierbei ist die Steuerungseinrichtung für eine Steuerung des Speise-Gleichstromes der Elektromagnetanordnung derart ausgebildet, dass in der Aufnahmeposition das Magnetfeld der Elektromagnetanordnung das Magnetfeld der zweiten Permanentmagnetanordnung wenigstens teilweise schwächend überlagert zur Aufnahme des Messkörpers durch die Wechseleinheit und dass in der Abgabeposition des Magnetfeld der Elektromagnetanordnung das Magnetfeld der ersten Permanentmagnetanordnung wenigstens teilweise schwächend überlagert zur Abgabe des Messkörpers. Erfindungsgemäß kann somit der Wechsel von Messkörpern ausschliesslich durch Beinflussung der magnetischen Haltekräfte der Permanentmagneten vollzogen werden, so dass sich mechanische Einrichtungen, beispielsweise in Form von Greifern oder dgl. zum Überwinden der magnetischen Haltekräfte von Permanentmagneten vollständig erübrigen. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung besonders einfach aufgebaut. Aufgrund einer Reduzierung bewegter mechanischer Bauteile ist die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung darüber hinaus besonders robust. Gleichzeitig ermöglicht sie auf einfache und schnelle Weise den Wechsel von Messkörpern.
Grundsätzlich können die Elektromagnetanordnung und die erste Permanentmagnetanordnung relativ zueinander beweglich an der Wechseleinheit angeordnet sein. Um den Aufbau weiter zu vereinfachen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Elektromagnetanordnung und die erste Permanentmagnetanordnung relativ zueinander ortsfest an der Wechseleinheit angeordnet sind. Auf diese Weise ist die Anzahl der beweglichen Bauteile weiter reduziert. Hierbei ist die Position der Elektromagnetanordnung relativ zu der ersten Permanentmagnetanordnung und – bezogen auf die Abgabe- bzw. Aufnahmeposition – relativ zu der zweiten Permanentmagnetanordnung an dem Abgabeort bzw. Aufnahmeort so gewählt, dass eine ausreichende Schwächung der magnetischen Haltekraft der jeweiligen Permanentmagnetanordnung erzielbar ist. Beider Abgabe eines Messkörpers von der Wechseleinheit an einen Magazinplatz oder die Messkörperhalterung wird dementsprechend die magnetische Haltekraft der ersten Permanentmagnetanordnung soweit geschwächt, dass sich der Messkörper unter der Einwirkung der entgegengesetzt wirkenden Magnetkraft der zweiten Permanentmagnetanordnung von der Wechseleinheit löst. Dementsprechend wird bei der Aufnahme eines Messkörpers durch die Wechseleinheit von einem Magazinplatz bzw. von der Messkörperhalterung die magnetische Haltekraft der am Aufnahmeort vorgesehenen zweiten Permanentmagnetanordnung soweit geschwächt, dass die Magnetkraft der ersten Permanentmagnetanordnung überwiegt und sich der Messkörper unter Einwirkung dieser Magnetkraft von dem Magazinplatz bzw. der Messkörperhalterung löst.
Erfindungsgemäß ist es in der zuvor beschriebenen Weise ausreichend, wenn mittels der Elektromagnetanordnung das Magnetfeld der den Messkörper haltenden Permanentmagnetanordnung soweit geschwächt wird, dass eine Übergabe des Messkörpers an die Wechseleinheit bzw. von der Wechseleinheit möglich ist. Um ein Lösen des Messkörpers zu erleichtern, sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Speise-Gleichstrom der Elektromagnetanordnung so gewählt ist, dass in der Aufnahmeposition das Magnetfeld der zweiten Permanentmagnetanordnung und/oder in der Abgabeposition das Magnetfeld der ersten Permanentmagnetanordnung vollständig oder nahezu vollständig kompensiert wird.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wechseleinheit einen Wechselkopf aufweist, an dem die Elektromagnetanordnung und die erste Permanentmagnetanordnung angeordnet sind.
Die Bewegung des Wechselkopfes zwischen einem Magazinplatz der Messkörperhalterung des Messgerätes kann einer beliebigen geeigneten Kinematik folgen. Insoweit sehen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung vor, dass der Wechselkopf an einem Ende eines um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Hebels angeordnet ist und/oder dass der Wechselkopf an einem linear verfahrbaren Schlitten angeordnet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsformen sieht vor, dass die Schwenkachse an dem Schlitten angeordnet ist. Diese Ausführungsform kombiniert also eine Linearbewegung des Schlittens mit einer Schwenkbewegung des den Wechselkopf tragenden Hebels, so dass der Wechselkopf sowohl eine Linearbewegung als auch eine Schwenkbewegung ausführen.
Das Magazin eines mit einer erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung versehenen Messgerätes kann auf beliebige geeignete Weise ausgestaltet sein. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht insoweit vor, dass das Magazin um eine Drehachse drehbar gelagert ist und dass Magazinplätze zur Aufnahme einer Mehrzahl von Messkörpern in Umfangsrichtung der Drehachse zueinander beabstandet an dem Magazin angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung ist in Kombination mit beliebigen geeigneten Messgeräten verwendbar. Insoweit sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der oder jeder Messkörper ein Tastarm eines Oberflächenmessgerätes oder Koordinatenmessgarätes, insbesondere eines Tastschnittgerätes ist.
Ein Messgerät, dass wenigstens eine Wechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, ist im Anspruch 10 angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in der stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung dargestellt ist. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger geeigneter Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
Es zeigt:
1 eine Perspektivansicht eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung in Kombination mit einem Messgerät,
2 in gegenüber 1 vergrößertem Maßstab eine Einzelheit im Bereich eines Tastarmmagazines des Meßgerätes gemäß 1,
3 in gleicher Darstellung wie 2 das Tastarmmagazin, wobei eine äußere Abdeckung des Tastarmmagazines weggelassen ist,
4 in gegenüber 1 vergrößertem Maßstab ein Detail eines Wechselkopfes der Wechseleinrichtung in Kombination mit einem Tastarm,
5 in gegenüber 3 vergrößertem Maßstab eine Einzelheit im Bereich eines Magazinplatzes des Tastarmmagazines gemäß 3 in Kombination mit einem Tastarm,
6A bis 6C verschiedene kinematische Phasen beim Ablegen eines Tastarmes an einem Magazin platz in dem Tastarmmagazin und
7A bis 7C die kinematischen Phasen gemäß 6A bis 6C in einer Seitensicht.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung 2 zum Wechseln von Messkörpern eines Messgerätes 4 dargestellt, wobei es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei dem Messgerät um ein Tastschnittgerät handelt, dessen Tastarme mittels der Wechseleinrichtunng 2 auswechselbar sind. Das Messgerät 4 weist eine Messsäule 6 auf, an der höhenverstellbar ein Tastschnittgerät 8 angeordnet ist. Der Aufbau eines entsprechenden Tastschnittgerätes ist dem Fachmann allgemein bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert. Zusammen mit dem Tastschnittgerät 8 ist die Wechseleinrichtung 2 sowie ein Tastarmmagazin 10 höhenverstellbar. Das Tastarmmagazin 10 wird weiter unten näher erläuert.
2 zeigt eine Einzelheit aus 1 im Bereich des Tastarmmagazines 10, wobei ein Wechselkopf 12 der Wechseleinrichtung 2 erkennbar ist. Der Wechselkopf 12 wird weiter unten näher erläutert.
3 zeigt das Tastarmmagazin 10, wobei eine äußere Abdeckung des Tastarmmagazines 10 aus Darstellungsgründen weggelassen ist. Das Tastarmmagazin 10, das nachfolgend auch kurz als Magazin bezeichnet wird, ist bei diesem Ausführungsbeispiel um eine Drehachse 14 drehbar gelagert und weist Magazinplätze zur Aufnahme einer Mehrzahl von Messkörpern in Form von Tastarmen auf. Die Magazinplätze, von denen in 3 lediglich beispielshalber drei Magazinplätze mit den Bezugszeichen 16, 18, 20 bezeichnet sind, sind in Umfangsrichtung der Drehachse 14 zueinander beabstandet an dem Magazin 10 angeordnet. In der in 3 dargestellten Konfiguration sind die Magazinplätze 16, 18 frei, während sich an dem Magazinplatz 20 ein Tastarm 22 befindet.
In 3 ist der Wechselkopf 12 in einer Position gezeigt, die entweder einer Abgabeposition entspricht, in der der Wechselkopf 12 den Tastarm 22 an den Magazinplatz 20 des Magazines 10 abgibt, oder einer Aufnahmeposition entspricht, in der der Wechselkopf 12 den Tastarm 22 von dem Magazinplatz 20 des Magazines 10 aufnimmt.
In der in 3 dargestellten Konfiguration sind an zu dem Magazinplatz 20 in Umfangsrichtung der Drehachse beabstandeten weiteren Magazinplätzen weitere Tastarme 22', 22'' aufgenommen.
Die Wechseleinrichtung 2 weist eine Wechseleinheit 24 auf, die einen entlang eines Doppelpfeiles 26 linear verfahrbaren Schlitten 28 aufweist. Der Schlitten 28 dient dazu, die Wechseleinheit 24 zwischen dem Magazin 10 und einer nicht dargestellten Tastarmhalterung des Messgerätes 4 zu verfahren. Der Wechselkopf 12 ist an einem Ende eines um eine Schwenkachse 30 schwenkbar an dem Schlitten 28 gelagerten Hebels 32 angeordnet.
Zum linearen Verfahren des Schlittens 28 und zum Verschwenken des Messkopfes 12 um die Schwenkachse 30 sind entsprechende Antriebe vorgesehen, die durch eine Steuerungseinrichtung ansteuerbar sind. Die Steuerungseinrichtung steuert gleichermaßen einen Drehantrieb zum Drehen des Magazines 10 um die Drehachse 14. Ferner steuert die Steuerungseinrichtung einen Speise-Gleichstrom einer Elektromagnetanordnung, die Bestandteil des Wechselkopfes 12 ist und weiter unten näher erläutert wird.
4 zeigt den Wechselkopf 12 in vergrößertem Maßstab in Kombination mit dem Tastarm 22. Der Wechselkopf 12 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine erste Permanentmagnetanordnung 34 zum Halten des Tastarmes 22 an dem Wechselkopf 12 auf. Der Wechselkopf 12 weist ferner eine Elektromagnetanordnung auf, die im Inneren des Wechselkopfes 12 angeordnet ist und durch die Steuerungseinrichtung ansteuerbar ist. Mittels der Elektromagnetanordnung ist das Magnetfeld der ersten Permanentmagnetanordnung zur Abgabe des Tastarmes 22 an einen Magazinplatz 16 bzw. die Tastarmhalterung des Messgerätes schwächend überlagerbar.
5 zeigt eine Einzelheit im Bereich des Magazinplatzes 18, dem eine zweite Permanentmagnetanordnung 36 zugeordnet ist zum Halten des Tastarmes 22 an dem Magazinplatz 18. Zum Wechselwirken mit der ersten Permanentmagnetanordnung 34 des Wechselkopfes 12 bzw. der zweiten Permanentmagnetanordnung 36 weist der Tastarm 22 an seinem der Tastspitze abgewandten Ende eine Einlage 38 aus ferromagnetischem Material auf. Alternativ hierzu kann der Tastarm 22 auch wenigstens teilweise aus einem ferromatnetischen Material bestehen oder mit einem Bauteil aus ferromagnetischem Material verbunden sein.
Zur definierten Halterung des Tastarmes 22 an dem Magazinplatz 18 ist eine Dreipunkthalterung 40, 40', 40'' vorgesehen.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung 2 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 6A bis 6C anhand eines Ablegevorganges zum Ablegen eines Tastarmes an einem Magazinplatz 16 des Magazines 10 beschrieben.
6A zeigt den Wechselkopf 12 in einer Position, in der er den Tastarm 12 von einer nicht dargestellten Tastarmhalterung des Messgerätes 4 aufgenommen hat. Daran anschließend ist der Schlitten 28 entlang seiner linearen Bewegungsachse in die in 6A dargestellte Position verfahren.
Wie in 6B dargestellt, wird in dieser Position der Hebel 32 um die Schwenkachse 30 verschwenkt, so dass der Wechselkopf 12 in Richtung auf den Magazinplatz 20 verschwenkt wird, bis der Tastarm 22 in Kontakt mit der Dreipunkthalterung 40, 40', 40'' des Magazinplatzes 20 gelangt.
Die dann erreichte Übergabeposition, in der der Tastarm 42 von dem Wechselkopf 12 an den Magazinplatz 20 übergeben wird, ist in 6C dargestellt. Während des Transportes von der Tastarmhalterung zu dem Magazinplatz 20 ist der Tastarm 22 über die Magnetkraft der ersten Permanentmagnetanordnung 34 an dem Wechselkopf 12 gehalten.
In der Übergabeposition wirkt somit sowohl die von der ersten Permanentmagnetordnung 34 als auch die von der zweiten Permanentmagnetordnung 36 ausgeübte Magnetkraft auf den Tastarm. In der Übergabeposition steuert die Steuerungseinrichtung den Speise-Gleichstrom der an dem Wechselkopf 12 angeordneten Elektromagnetanordnung derart an, dass in der Abgabeposition das Magnetfeld der Elektromagnetanordnung das Magnetfeld der ersten Permanentmagnetordnung 34 derart schwächend überlagert, dass die von der ersten Permanentmagnetanordnung 34 ausgeübte Magnetkraft soweit kompensiert wird, dass die von der zweiten Permanentmagnetanordnung 36 ausgeübte Magnetkraft überwiegt und der Tastarm 22 an den Magazinplatz 20 abgegeben wird.
In hierzu entsprechender Weise vollzieht sich die Abgabe eines von einem Magazinplatz 16–20 des Magazines 10 aufgenommenen Tastarmes an die Tastarmhalterung.
Dreht man die Reihenfolge der zuvor beschriebenen 6A, 6B und 6C um und betrachtet sie in der Reihenfolge 6C, 6B und 6A, so illustriert dies die Vorgänge beim Aufnehmen eines Tastarmes 22: Zum Aufnehmen des Tastarmes 22 wird der Wechselkopf 12 in die in 6C dargestellte Position bewegt, der sich in Kontakt mit dem Tastarm 22 befindet. Hierbei wirkt sowohl die von der zweiten Permanentmagnetanordnung 36 des Magazinplatzes 20 ausgeübte Magnetkraft als auch die von der ersten Permanentmagnetanordnung 32 des Wechselkopfes 12 ausgeübte Magnetkraft auf den Tastarm 22. Bei der Aufnahme des Tastarmes 22 bildet die in 6C dargestellte Position des Wechselkopfes 12 eine Aufnahmeposition. In dieser Aufnahmeposition steuert die Steuerungseinrichtung den Speise-Gleichstrom der Elektromagnetanordnung derart, dass das Magnetfeld der Elektromagnetanordnung das Magnetfeld der zweiten Permanentmagnetanordnung 36 schwächend überlagert, so dass das Magnetfeld der zweiten Permanentmagnetanordnung 36 soweit kompensiert wird, dass das von der ersten Permanentanordnung 34 ausgeübte Magnetkraft überwiegt und der Tastarm 22 von dem Wechselkopf 12 aufgenommen wird.
Daran anschließend wird, wie in den 6B und 6A dargestellt, der Wechselkopf 12 mittels des Hebels 32 verschwenkt. Ausgehend von der in 6A dargestellten Position kann der Wechselkopf 12 dann mittels des Schlittens 28 linear verfahren und zu der Tastarmhalterung bewegt werden. Der damit beschriebene Aufnahmevorgang vollzieht sich entsprechend, wenn mittels des Wechselkopfes 12 ein Tastarm 22 von der Tastarmhalterung des Messgerätes 4 aufgenommen wird.
Im Ergebnis ist der Tastarm 22 somit sowohl an einem der Magazinplätze 16–20 des Magazines 10 als auch während eines Transportes mittels des Wechselkopfes 12 als auch an der Tastarmhalterung permanentmagnetisch gehalten, so dass ein Abfallen des Tastarmes 22 auch bei einem Stromausfall verhindert ist. Die Elektromagnetanordnung wird bei Aufnahme- bzw. Abgabevorgängen verwendet.
Die 7A bis 7C zeigen die in den 6A bis 6C dargestellten kinematischen Phasen bei der Aufnahme bzw. Abgabe des Tastarmes 22 in einer Seitenansicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0406781 B1 [0008]
DE 3922296 A1 [0008]
US 5028901 [0008]
DE 3320127 C2 [0009]
US 4649623 [0009]
DE 10200701844 B3 [0010]
EP 1589317 B1 [0011]
WO 02/27270 A1 [0012]
DE 102005036928 B3 [0013]
DE 196170023 C1 [0014]
DE 3929602 C2 [0015]
EP 0750171 A2 [0016]
DE 4437033 C2 [0016]
WO 03/083407 A1 [0016]
DE 10240292 A1 [0016]

Claims

Wechseleinrichtung zum Wechseln von Messkörpern (22) eines Messgerätes, mit einer Wechseleinheit (24), die zwischen wenigstens einer Aufnahmeposition, in der die Wechseleinheit (24) einen Messkörper (22) von einem Magazinplatz (16–20) eines Magazines (10) oder von einer Messkörperhalterung des Messgerätes aufnimmt, und wenigstens einer Abgabeposition, in der die Wechseleinheit (24) den Messkörper (22) an einen Magazinplatz (16–20) des Magazines (10) oder die Messkörperhalterung abgibt, beweglich ist, wobei die Wechseleinheit (24) eine erste Permanentmagnetanordnung (34) zum Halten des Messkörpers (22) an der Wechseleinheit (24) und eine Elektromagnetanordnung aufweist, deren Speise-Gleichstrom durch eine Steuerungseinrichtung steuerbar ist, wobei an dem oder jedem Magazinplatz (16–20) des Magazines (10) bzw. an der Messkörperhalterung dem Messkörper eine zweite Permanentmagnetanordnung (36) zugeordnet ist, zum Halten des Messkörpers an dem Magazinplatz (16–20) bzw. an der Messkörperhalterung und wobei die Steuerungseinrichtung für eine Steuerung des Speise-Gleichstromes der Elektromagnetanordnung derart ausgebildet ist, dass in der Aufnahmeposition das Magnetfeld der Elektromagnetanordnung das Magnetfeld der zweiten Permanentmagnetordnung (36) wenigstens teilweise schwächend überlagert zur Aufnahme des Meßkörpers (22) durch die Wechseleinheit (24), und dass in der Abgabeposition das Magnetfeld der Elektromagnetanordnung das Magnetfeld der ersten Permanentmagnetanordnung (34) wenigstens teilweise schwächend überlagert zur Abgabe des Messkörpers (22) an den Magazinplatz (16–20) bzw. die Messkörperhalterung.
Wechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnetanordnung und die erste Permanentmagnetanordnung (34) relativ zueinander ortsfest an der Wechseleinheit (24) angeordnet sind.
Wechseleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speise-Gleichstrom der Elektromagnetanordnung so gewählt ist, dass in der Aufnahmeposition das Magnetfeld der zweiten Permanentmagnetanordnung (36) und/oder in der Abgabeposition das Magnetfeld der ersten Permanentmagnetanordnung (34) vollständig oder nahezu vollständig kompensiert ist.
Wechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechseleinheit (24) einen Wechselkopf (12) aufweist, an dem die Elektromagnetanordnung und die erste Permanentmagnetanordnung (34) angeordnet sind.
Wechseleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkopf (12) an einem Ende eines um eine Schwenkachse (30) schwenkbar gelagerten Hebels (32) angeordnet ist.
Wechseleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkopf (12) an einem linear verfahrbaren Schlitten (28) angeordnet ist.
Wechseleinrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (30) an dem Schlitten (28) angeordnet ist.
Wechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (10) um eine Drehachse (14) drehbar gelagert ist und dass Magazinplätze (16–20) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Messkörpern (22) in Umfangsrichtung der Drehachse (14) zueinander beabstandet an dem Magazin (10) angeordnet sind.
Wechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Messkörper ein Tastarm (22) eines Oberflächenmessgerätes, insbesondere eines Tastschnittgerätes oder eines Koordinatenmessgerätes ist.
Messgerät, insbesondere in Form eines Oberflächenmessgerätes, insbesondere Tastschnittgerätes, oder eines Koordinatenmessgerätes, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eines Wechseleinrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.