DE102013113407B4 - coordinate measuring machine - Google Patents
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Abstract
Koordinatenmessgerät mit einer Pinole (6) und einem an der Pinole (6) angeordneten Tastkopf (7), wobei an dem Tastkopf (7) ein Taststift (8) auswechselbar befestigt ist,- bei dem zwischen dem Tastkopf (7) und der Pinole (6) ein Zwischenstück (10) angeordnet ist, bei dem das Zwischenstück (10) von der Pinole (6) im Kollisionsfall lösbar ausgebildet ist,- bei dem der Tastkopf (7) an dem Zwischenstück (10) im Kollisionsfall lösbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,- dass eine Auslenkkraft des Zwischenstückes (10) einstellbar ist, und- dass eine Haltekraft des Taststiftes (8) geringer ausgebildet ist als eine Haltekraft des Tastkopfes (7) an dem Zwischenstück (10) oder eine Haltekraft des Zwischenstückes (10) an der Pinole (6).Coordinate measuring device with a quill (6) and a probe head (7) arranged on the quill (6), a stylus (8) being replaceably attached to the probe head (7), - in which between the probe head (7) and the quill ( 6) an intermediate piece (10) is arranged, in which the intermediate piece (10) is detachable from the quill (6) in the event of a collision, - in which the probe (7) is arranged detachably on the intermediate piece (10) in the event of a collision, characterized characterized in that a deflection force of the intermediate piece (10) can be adjusted, and- that a holding force of the stylus (8) is designed to be lower than a holding force of the probe head (7) on the intermediate piece (10) or a holding force of the intermediate piece (10). the quill (6).
Description
Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät mit einer Pinole und einem an der Pinole angeordneten Tastkopf.The invention relates to a coordinate measuring machine with a quill and a probe arranged on the quill.
Zum Stand der Technik (
Der Taststift ist gemäß dem Stand der Technik an dem Tastkopf des Koordinatenmessgerätes über eine Präzisionslagerung gelagert. Eine Haltevorrichtung, beispielsweise in Form eines Hakens zieht den Taststift in eine Dreipunktlagerung, um während des Messvorganges eine reproduzierbare Lagerung des Taststiftes zu ermöglichen. Im Falle einer Kollision erkennt eine Steuervorrichtung die Kollision und gibt ein Signal zur automatischen Freigabe des Taststiftes, wobei ein elektrisches Signal in einen mechanischen Auslöseimpuls umgesetzt wird und die Freigabe des Taststiftes erfolgt.According to the prior art, the stylus is mounted on the probe head of the coordinate measuring machine via a precision bearing. A holding device, for example in the form of a hook, pulls the stylus into a three-point mounting in order to enable a reproducible mounting of the stylus during the measuring process. In the event of a collision, a control device detects the collision and issues a signal for the automatic release of the stylus, with an electrical signal being converted into a mechanical trigger pulse and the stylus being released.
Zum Stand der Technik (
Weiterhin gehört zum Stand der Technik (
Darüber hinaus gehört zum Stand der Technik (
Zum Stand der Technik (
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, die zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung zu verbessern.The technical problem underlying the invention is to improve the prior art device.
Dieses technische Problem wird durch ein Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.This technical problem is solved by a coordinate measuring machine with the features according to claim 1.
Das erfindungsgemäße Koordinatenmessgerät mit einer Pinole und einem an der Pinole angeordneten Tastkopf, wobei an dem Tastkopf ein Taststift auswechselbar befestigt ist, bei dem zwischen dem Tastkopf und der Pinole ein Zwischenstück angeordnet ist, bei dem das Zwischenstück von der Pinole im Kollisionsfall lösbar ausgebildet ist und bei dem der Tastkopf an dem Zwischenstück im Kollisionsfall lösbar angeordnet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Auslenkkraft des Zwischenstückes einstellbar ist, dass eine Haltekraft des Taststiftes geringer ausgebildet ist als eine Haltekraft des Tastkopfes an dem Zwischenstück oder eine Haltekraft des Zwischenstückes an der Pinole.The coordinate measuring machine according to the invention with a quill and a probe arranged on the quill, a stylus being attached to the probe in an exchangeable manner, in which an intermediate piece is arranged between the probe and the quill, in which the intermediate piece is detachable from the quill in the event of a collision and in which the probe is detachably arranged on the intermediate piece in the event of a collision, is characterized in that a deflection force of the intermediate piece can be adjusted, that a holding force of the stylus is designed to be lower than a holding force of the probe on the intermediate piece or a holding force of the intermediate piece on the quill .
Diese erfindungsgemäße Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die mechanischen Schnittstellen, die vorteilhaft mit Sensoren überwacht werden, im Kollisionsfall auslenken. Das Koordinatenmessgerät wird hierbei vorteilhaft abgebremst. Nach einem Freifahren aus der Kollision kann die ausgelenkte Sensorschnittstelle wieder selbsttätig in die ursprüngliche Position zurückkehren. Gemäß der Erfindung sind zwei Schnittstellen in dem Koordinatenmessgerät vorgesehen, nämlich zum einen zwischen dem Zwischenstück, welches zwischen Pinole und Tastkopf angeordnet ist, derart, dass das Zwischenstück von der Pinole im Kollisionsfall lösbar ausgebildet ist, und zum anderen durch Lösen des Tastkopfes von dem Zwischenstück.This embodiment according to the invention has the advantage that the mechanical interfaces, which are advantageously monitored with sensors, deflect in the event of a collision. The coordinate measuring machine is advantageously braked here. After driving free from the collision, the deflected sensor interface can automatically return to the original position. According to the invention, two interfaces are provided in the coordinate measuring machine, namely between the intermediate piece, which is arranged between the sleeve and the probe, such that the intermediate piece can be detached from the sleeve in the event of a collision, and on the other hand by detaching the probe from the intermediate piece .
Das bedeutet, dass zwei lösbare Schnittstellen vorhanden sind, so dass auf jeden Fall ein Schutz des Tastkopfes im Kollisionsfalle vorgesehen ist.This means that there are two detachable interfaces, so that the probe is always protected in the event of a collision.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Vorrichtung vorhanden ist, mit der eine Rückkehr des Zwischenstückes in eine Messlage durchführbar ist.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that at least one device is provided with which a return of the intermediate piece can be carried out in a measuring position.
Das bedeutet, dass nach Auslenkung des Zwischenstückes aus der Messlage und nach dem Freifahren aus der Kollision das Zwischenstück selbsttätig in die ursprüngliche Position, das heißt in die Messlage zurückgeführt wird und das Koordinatenmessgerät mit der Messung fortfahren kann.This means that after the intermediate piece has been deflected from the measuring position and after being freed from the collision, the intermediate piece is automatically returned to the original position, ie to the measuring position, and the coordinate measuring machine can continue with the measurement.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung als wenigstens eine Feder und/oder ein Haken ausgebildet ist. Diese mechanischen Vorrichtungen sind relativ einfach und kostengünstig aufgebaut und sind gleichzeitig in der Lage, das Zwischenstück in die Messlage nach dem Freifahren aus einer Kollision zurückzuführen.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the device is designed as at least one spring and/or a hook. These mechanical devices are constructed in a relatively simple and inexpensive manner and at the same time are able to return the intermediate piece to the measuring position after it has been released from a collision.
Gemäß der Erfindung ist eine Auslenkkraft des Zwischenstückes einstellbar. Hierdurch kann im Vorfeld eingestellt werden, bei welcher Auslenkkraft im Falle einer Kollision das Zwischenstück von der Pinole gelöst wird.According to the invention, a deflection force of the intermediate piece can be adjusted. In this way, the deflection force at which the intermediate piece is released from the quill in the event of a collision can be set in advance.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Lage des Zwischenstückes vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, ein Auslenksignal an die Steuerung des Koordinatenmessgerätes zu liefern, wodurch das Koordinatenmessgerät abbremsen kann. Nach dem Freifahren aus der Kollision kehrt die ausgelenkte Sensorschnittstelle wieder selbsttätig in die ursprüngliche Position zurück.A further particularly advantageous embodiment of the invention provides that at least one sensor is provided for detecting the position of the intermediate piece. This makes it possible to supply a deflection signal to the controller of the coordinate measuring machine, as a result of which the coordinate measuring machine can decelerate. After driving away from the collision, the deflected sensor interface automatically returns to its original position.
Wie schon ausgeführt, ist es vorteilhaft, dass eine Steuervorrichtung bei Auslenkung des Zwischenstückes aus der Messlage ein Signal erhält, damit die Steuervorrichtung vorteilhaft einen Notstopp auslösen kann. Vorteilhaft erfolgt anschließend ein Freifahren aus der Kollision, beispielsweise auf dem zuletzt zurückgelegten Weg, und anschließend fährt die ausgelenkte Sensorschnittstelle, wie schon beschrieben wieder selbsttätig in die Messlage zurück.As already stated, it is advantageous for a control device to receive a signal when the intermediate piece is deflected out of the measuring position, so that the control device can advantageously trigger an emergency stop. Advantageously, the collision is then cleared, for example on the last path covered, and then the deflected sensor interface automatically returns to the measuring position, as already described.
Vorteilhaft ist die Präzisionslagerung als Dreipunktlagerung ausgebildet. Es ist auch möglich, andere Lagerungen vorzusehen. Wichtig ist hierbei, dass eine reproduzierbare Lagerung in den lösbaren Schnittstellen vorgesehen ist.The precision bearing is advantageously designed as a three-point bearing. It is also possible to provide other bearings. It is important here that a reproducible storage is provided in the detachable interfaces.
Der Tastkopf kann als schaltender und/oder messender Tastkopf ausgebildet sein. Es kann sich auch um eine Multisensor-Schnittstelle mit einem Rauheits- oder Magnetfeldsensor handeln. Die Erfindung ist bei allen Arten von Tastköpfen einsetzbar. Sie kann auch bei motorisch betriebenen Dreh-Schwenk- oder Verschiebeeinheiten eingesetzt werden.The probe can be designed as a switching and/or measuring probe. It can also be a multi-sensor interface with a roughness or magnetic field sensor. The invention can be used with all types of probes. It can also be used with motorized rotating, swiveling or sliding units.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Haltekraft des Taststiftes geringer ausgebildet ist als eine Haltekraft des Tastkopfes an dem Zwischenstück oder eine Haltekraft des Zwischenstückes an der Pinole. Das bedeutet, dass im Falle einer Kollision als erstes der Taststift aus der Messlage, das heißt aus der Präzisionslagerung ausgelenkt wird. Sollte dies nicht ausreichen bis zur erfolgreichen Durchführung beispielsweise eines Notstopps, kann anschließend der Tastkopf an dem Zwischenstück oder das Zwischenstück an der Pinole entsprechend aus der Messlage ausgelenkt werden, um insbesondere den Tastkopf bei einer Kollision zu schützen.According to the invention, it is provided that a holding force of the stylus is designed to be lower than a holding force of the probe head on the intermediate piece or a holding force of the intermediate piece on the quill. This means that in the event of a collision, the stylus is the first to be deflected out of the measuring position, i.e. out of the precision bearing. If this is not sufficient to successfully carry out an emergency stop, for example, the probe on the adapter or the adapter on the quill can then be deflected from the measuring position accordingly, in order to protect the probe in particular in the event of a collision.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele eines Koordinatenmessgerätes mit Sensorschnittstelle nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
-
1 ein Koordinatenmessgerät in perspektivischer Ansicht; -
2 einen Längsschnitt durch eine Pinole mit Zwischenstück und Tastkopf; -
3 ein Ausführungsbeispiel, welches nicht zur Erfindung gehört; -
4 eine Draufsicht auf eine Dreipunktlagerung; -
5 einen Schnitt nach der Linie V-V der2 ohne das Zwischenstück.
-
1 a coordinate measuring machine in a perspective view; -
2 a longitudinal section through a quill with spacer and probe; -
3 an embodiment not belonging to the invention; -
4 a plan view of a three-point bearing; -
5 a cut along the line VV of2 without the spacer.
Der an der Pinole 6 über das Zwischenstück 10 angeordnete Tastkopf 7 kann dazu im Messvolumen des Koordinatenmessgerätes 1 in allen drei Raumrichtungen X, Y, Z bewegt werden, um möglichst viele unterschiedliche Messaufgaben erfüllen zu können.For this purpose, the
Um mit möglichst vielen unterschiedlichen Sensortypen messen zu können, ist der Tastkopf 7 einwechselbar ausgebildet.In order to be able to measure with as many different sensor types as possible, the
Beim Messen werden die Bewegungsbahnen des Tastkopfes 7 am Werkstück (nicht dargestellt) durch ein vom Anwender erstelltes Programm vorgegeben. Bei der Programmerstellung und im Messbetrieb sowie beim manuellen Verfahren kann es zu Fehlern kommen, die dazu führen, dass der Tastkopf 7 mit dem Werkstück kollidiert.When measuring, the trajectories of the
Um eine Beschädigung des Tastkopfes 7 zu vermeiden, ist eine mechanische Auslenkvorrichtung 11a, 11b zwischen der Pinole 6 und dem Zwischenstück 10 vorgesehen, welches als Sensorhalterung dient, mit einer entsprechenden Sensorik 12a, 12b zur Erkennung von Kollisionen, deren Signale zum Abbremsen oder Anhalten des Koordinatenmessgerätes 1 im Kollisionsfall verwendet werden.In order to avoid damage to the
Der an der Pinole 6 befestigte Tastkopf 7, der wie schon ausgeführt, zum Beispiel ein taktiles System sein kann, sitzt an dem Zwischenstück 10. Die Kopplung erfolgt zum Beispiel durch eine präzise Dreipunktlagerung 13a, 13b, 13c.The
Gehalten wird der Sensor zum Beispiel durch eine pneumatisch oder durch eine elektrisch betätigte Verriegelung 14, die in
Das Zwischenstück 10 ist wiederum über eine auslenkbare mechanische Schnittstelle 11a, 11b, 11c zum Beispiel eine Dreipunktlagerung mit der Pinole 6 verbunden. Durch die Kraft von Federn 20a, 20b, 20c werden Kugeln 21a, 21b, 21c in Lager 22a, 22b, 22c gedrückt. Im Falle einer Kollision des Tastkopfes 7, zum Beispiel mit einem Werkstück, hebt die Schnittstelle 11a, 11b, 11c aus und verhindert eine zu hohe Kraftwirkung auf den Tastkopf 7 und die Pinole 6.The
Die Haltekraft lässt sich durch die Auswahl entsprechender Federn 20a, 20b, 20c einstellen. Nach dem Freifahren aus der Kollision kehren die ausgelenkten Schnittstellen 11a, 11b, 11c in ihre ursprüngliche Position zurück. Entsprechende Sensoren 12a, 12b, 12c zum Beispiel Schalter detektieren die Lage der mechanischen Schnittstellen 11a, 11b, 11c und liefern im Fall einer Auslenkung ein Signal an eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt). Die Steuervorrichtung löst dann einen Notstopp des Koordinatenmessgerätes aus. Nach dem Freifahren aus der Kollision melden die Sensoren 12a, 12b, 12c, ob die Schnittstellen 11a, 11b, 11c wieder in ihren Sitz zurückgekehrt sind.The holding force can be adjusted by selecting
Durch das Notstopp-Signal lässt sich darüber hinaus die mechanische Schnittstelle 14, mit der der Tastkopf 7 in seinem Sitz 13a, 13b, 13c gehalten wird, leicht entlasten. Dadurch reduziert sich die Kraft auf den Tastkopf 7. Er bleibt jedoch über den Haken 15 in der Schnittstelle 13a, 13b, 13c hängen.In addition, the
Der in
Wie schon ausgeführt, handelt es sich bei den Lagerungen 11a, 11b, 11c, 13a, 13b, 13c um Dreipunktlagerungen, die rotationssymmetrisch in Lagerplatten angeordnet sind. Gleiches gilt für die Federn 20a, 20b, 20c, von denen vorteilhaft ebenfalls wenigstens drei Federn rotationssymmetrisch zur Pinole angeordnet vorgesehen sind.As already stated, the
Ein Sensor 19 misst die korrekte Lage des Tastkopfes 7A
An der Pinole 6 ist wiederum ein Zwischenstück 10 angeordnet, welches über die mechanische Schnittstelle 11a, 11b (11c nicht dargestellt) im Kollisionsfall lösbar an der Pinole 6 angeordnet ist. An dem Zwischenstück 10 ist der Tastkopf 7 über eine lediglich schematisch dargestellte Schwalbenschwanzführung 23 auswechselbar befestigt. Das bedeutet, dass der Tastkopf 7 gegen einen anderen Sensor eingetauscht werden kann. Die Schnittstelle 23 in der Art einer Schwalbenschwanzführung ist jedoch im Kollisionsfalle nicht auslenkbar.An
An dem Tastkopf 7 ist ein Taststift 8 auswechselbar befestigt. Der Taststift 8 trägt die Tastkugel 9. Der Taststift 8 ist mit einer Grundplatte 24, an der Kugeln 25a, 25b, 25c angeordnet sind, in Lagern 26a, 26b, 26c angeordnet. Die Haltekraft wird mittels eines Hakens 27, auf den eine Kraft über die Feder 28 in Richtung des Pfeiles A ausgeübt wird, nach oben gezogen. Hierdurch wird ein Haken 29, der an der Grundplatte 24 fest angeordnet ist, in Richtung des Pfeiles A gezogen und die Grundplatte 24 mit dem Taststift 8 und den Lagerkugeln 25a, 25b, 25c wird reproduzierbar in die Lager 26a, 26b, 26c gezogen.At the probe 7 a
Im Kollisionsfall, das heißt, wenn der Taststift 8 mit einem Werkstück kollidiert, kann der Taststift 8 mit der Grundplatte 24 aus den Lagern 26a, 26b, 26c ausgelenkt werden. Eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) erkennt über Sensoren (ebenfalls nicht dargestellt) dass eine Auslenkung aus den Lagern 26a, 26b, 26c stattgefunden hat und veranlasst einen Notstopp des Koordinatenmessgerätes 1. Sollte die Auslenkung zu groß sein oder der Tastkopf 7 selbst mit einem Hindernis kollidieren, kann der Tastkopf 7 mit dem Zwischenstück 10 aus der Lagerung 11a, 11b, 11c, wie in
Die Haltekräfte der Federn 20a, 20b, 20c und 28 sind vorteilhaft derart eingestellt, dass als erstes der Taststift 8 aus der Lagerung 25a, 25b, 25c, 26a, 26b, 26c ausgelenkt wird und anschließend der Tastkopf 7 mit dem Zwischenstück 10 aus der Lagerung 11a, 11b, 11c.The holding forces of the
Nach dem Freifahren aus der Kollision kehren die ausgelenkten Schnittstellen 11a, 11b, 11c, 25a, 25b, 25c, 26a, 26b, 26c selbsttätig in ihre ursprüngliche Position zurück. Entsprechende Sensoren beziehungsweise Schalter können die Lage der mechanischen Schnittstellen 11a, 11b, 25a, 25b, 26a, 26b detektieren.After being freed from the collision, the deflected
In
Die Lagerung 11a, 11b, 11c ist in gleicher Form rotationssymmetrisch zur Pinole 6 aufgebaut.The
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Koordinatenmessgerätcoordinate measuring machine
- 22
- Messtischmeasuring table
- 33
- Portalportal
- 44
- Traversetraverse
- 55
- SchlittenSleds
- 66
- Pinolequill
- 77
- Tastkopfprobe
- 88th
- Taststiftstylus
- 99
- Tastkugelprobe ball
- 1010
- Zwischenstückspacer
- 11a11a
- mechanische Auslenkvorrichtungmechanical deflection device
- 11b11b
- mechanische Auslenkvorrichtungmechanical deflection device
- 11c11c
- mechanische Auslenkvorrichtungmechanical deflection device
- 12a12a
- Sensorsensor
- 12b12b
- Sensorsensor
- 12c12c
- Sensorsensor
- 13a13a
- Dreipunktlagerungthree-point bearing
- 13b13b
- Dreipunktlagerungthree-point bearing
- 13c13c
- Dreipunktlagerungthree-point bearing
- 1414
- Verriegelunglocking
- 1515
- Hakenhook
- 1616
- Gegenstückcounterpart
- 17a17a
- Lagerwarehouse
- 17b17b
- Lagerwarehouse
- 17c17c
- Lagerwarehouse
- 18a18a
- KugelBullet
- 18b18b
- KugelBullet
- 18c18c
- KugelBullet
- 1919
- Sensorsensor
- 20a20a
- FederFeather
- 20b20b
- FederFeather
- 20c20c
- FederFeather
- 21a21a
- KugelBullet
- 21b21b
- KugelBullet
- 21c21c
- KugelBullet
- 22a22a
- Lagerwarehouse
- 22b22b
- Lagerwarehouse
- 22c22c
- Lagerwarehouse
- 2323
- Schwalbenschwanzführungdovetail guide
- 2424
- Grundplattebase plate
- 25a25a
- KugelBullet
- 25b25b
- KugelBullet
- 2626
- Lagerflanschbearing flange
- 26a26a
- Lagerwarehouse
- 26b26b
- Lagerwarehouse
- 26c26c
- Lagerwarehouse
- 2727
- Hakenhook
- 2828
- FederFeather
- 2929
- Hakenhook
- 3030
- Zylinder/Anlageflächencylinder/landing surfaces
- 3131
- GehäuseHousing
- 3232
- Lagerflanschbearing flange
- 3333
-
Ausnehmung für Zwischenstück 10Recess for
intermediate piece 10 - AA
- PfeilArrow
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