DE102013219382A1 - Arrangement and method for measuring a relative position and / or a relative movement of two relatively movable parts - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zum Messen einer relativen Position und/oder einer relativen Bewegung eines ersten Teils (51) und eines relativ zu dem ersten Teil (51) um eine Drehachse (R) drehbeweglichen zweiten Teils (53), wobei die Messanordnung aufweist: • eine Maßverkörperung (75), die an dem ersten Teil (51) ausgebildet ist oder die mit dem ersten Teil (51) verbindbar ist, • zumindest einen Messsensor (74a, 74b), der an dem zweiten Teil (53) derart angeordnet oder anordenbar ist und der während eines Messbetriebes der Messanordnung derart mit der Maßverkörperung (75) zusammenwirkt, dass Messsignale des Messsensors (74a, 74b) Informationen über eine Drehposition des Messsensors (74a, 74b) bezüglich der Drehachse (R) und/oder Informationen über eine Drehbewegung des Messsensors (74a, 74b) um die Drehachse (R) enthalten und damit eine Bestimmung der relativen Position und/oder der relativen Bewegung des ersten Teils (51) und des zweiten Teils (53) ermöglichen, • eine Halterung (72), die zum Halten des Messsensors (74a, 74b) mit dem Messsensor (74a, 74b) verbunden ist, oder die Teil des Messsensors ist, und • eine Basis (71) zum Fixieren der Halterung mit dem von der Halterung gehaltenen Messsensor (74a, 74b), wobei die Basis (71) während des Betriebes der Messanordnung an dem zweiten Teil befestigt ist, wobei • die Halterung als Kreisring oder als Kreisringsegment ausgestaltet ist, der/das sich um die Drehachse (R) erstreckt, welche einen Mittelpunkt des Kreisrings oder des Kreisringsegments enthält, und • die Halterung wahlweise in einer von verschiedenen Drehstellungen um die Drehachse an der Basis (71) positionierbar ist, sodass die Halterung in der jeweiligen Drehstellung an der Basis (71) fixiert wird und sodass die Drehstellung und somit eine Position, die der Messsensor (74a, 74b) während des Betriebes der Messanordnung relativ zu dem zweiten Teil einnimmt, einstellbar ist.The invention relates to a measuring arrangement for measuring a relative position and / or relative movement of a first part (51) and a second part (53) rotatable relative to the first part (51) about a rotation axis (R), the measuring arrangement comprising: A measuring graduation (75) which is formed on the first part (51) or which is connectable to the first part (51), at least one measuring sensor (74a, 74b) arranged on the second part (53) or can be arranged and which cooperates during a measuring operation of the measuring arrangement with the material measure (75) that measuring signals of the measuring sensor (74 a, 74 b) information about a rotational position of the measuring sensor (74 a, 74 b) with respect to the axis of rotation (R) and / or information about a Rotational movement of the measuring sensor (74a, 74b) about the axis of rotation (R) and thus allow a determination of the relative position and / or the relative movement of the first part (51) and the second part (53) A holder (72) which is connected to the measuring sensor (74a, 74b) for holding the measuring sensor (74a, 74b) or which is part of the measuring sensor, and a base (71) for fixing the holder to the the measuring device (74a, 74b) held in the holder, wherein the base (71) is fastened to the second part during operation of the measuring device, wherein • the holder is designed as a circular ring or as an annular segment which surrounds the axis of rotation (R) extending, which contains a center of the annulus or the annulus segment, and • the holder is selectively positionable in one of different rotational positions about the axis of rotation on the base (71), so that the holder is fixed in the respective rotational position on the base (71) and so that the rotational position and thus a position occupied by the measuring sensor (74a, 74b) during operation of the measuring arrangement relative to the second part is adjustable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zum Messen einer relativen Position und/oder einer relativen Bewegung eines ersten Teils und eines relativ zu dem ersten Teil um eine Drehachse drehbeweglichen zweiten Teils. Die Messanordnung weist eine Maßverkörperung auf, die an dem ersten Teil ausgebildet ist oder die mit dem ersten Teil verbindbar ist. Zumindest ein Messsensor, der an dem zweiten Teil derart angeordnet oder anordenbar ist und der während eines Messbetriebes der Messanordnung derart mit der Maßverkörperung zusammenwirkt, dass Messsignale des Messsensors Informationen über eine Drehposition des Messsensors bezüglich der Drehachse und/oder Informationen über eine Drehbewegung des Messsensors um die Drehachse enthalten und damit eine Bestimmung der relativen Position und/oder der relativen Bewegung des ersten Teils und des zweiten Teils ermöglichen, und eine Halterung, die zum Halten des Messsensors mit dem Messsensor verbunden ist, sind ebenfalls Bestandteile der Messanordnung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben der Messanordnung, ein Koordinatenmessgerät, das die Messanordnung aufweist, wobei das Koordinatenmessgerät das erste Teil und das relativ zu dem ersten Teil bewegliche zweite Teil aufweist, und eine Drehvorrichtung zum Drehen eines Werkstücks oder einer Koordinaten-Messeinrichtung in einer Anordnung zum Messen von Koordinaten des Werkstücks, wobei die Drehvorrichtung die Messanordnung, das erste Teil und das zweite Teil aufweist, wobei das zweite Teil relativ zu dem ersten Teil um eine Drehachse der Drehvorrichtung drehbeweglich ist und wobei das Werkstück oder die Koordinaten-Messeinrichtung an dem ersten Teil oder dem zweiten Teil anordenbar ist.The invention relates to a measuring arrangement for measuring a relative position and / or a relative movement of a first part and a second part rotatable relative to the first part about a rotation axis. The measuring arrangement has a material measure, which is formed on the first part or which is connectable to the first part. At least one measuring sensor which is arranged or can be arranged on the second part and which cooperates with the material measure during a measuring operation of the measuring arrangement such that measuring signals of the measuring sensor information about a rotational position of the measuring sensor with respect to the axis of rotation and / or information about a rotational movement of the measuring sensor include the axis of rotation and thus allow a determination of the relative position and / or the relative movement of the first part and the second part, and a holder which is connected to hold the measuring sensor with the measuring sensor, are also components of the measuring arrangement. The invention also relates to a method for operating the measuring arrangement, a coordinate measuring machine having the measuring arrangement, the coordinate measuring machine having the first part and the second part movable relative to the first part, and a turning device for rotating a workpiece or a coordinate measuring device an arrangement for measuring coordinates of the workpiece, the rotating device having the measuring arrangement, the first part and the second part, wherein the second part is rotatable relative to the first part about a rotation axis of the rotating device and wherein the workpiece or the coordinate measuring device the first part or the second part can be arranged.
Es ist bekannt, Werkstücke zum Zweck der Messung ihrer Koordinaten oder zum Zweck der Bearbeitung des Werkstücks drehbar zu lagern. Z.B. werden auf dem Gebiet der Koordinatenmesstechnik Werkstücke auf drehbaren Tischen (so genannte Drehtische) angeordnet. Auf diese Weise kann das Werkstück in verschiedene Arbeitsausrichtungen gebracht werden, in denen das Koordinatenmessgerät arbeitet, d.h. Koordinaten des Werkstücks misst. Insbesondere können die Koordinaten des Werkstücks kontinuierlich (z. B. scannend) gemessen werden, während die Drehvorrichtung das Werkstück um ihre Drehachse dreht. Entsprechendes gilt für die Bearbeitung eines Werkstücks durch eine Werkzeugmaschine. Das Werkstück kann in verschiedene Arbeitsausrichtungen gebracht werden, um das Werkzeug zu bearbeiten. Insbesondere kann das Werkstück kontinuierlich gedreht werden, während es bearbeitet wird. Um die Drehposition des Werkstücks bezüglich der Drehachse zu bestimmen, wird eine Drehpositions-Messvorrichtung verwendet.It is known to rotatably support workpieces for the purpose of measuring their coordinates or for the purpose of machining the workpiece. For example, In the field of coordinate metrology, workpieces are arranged on rotatable tables (so-called turntables). In this way, the workpiece can be placed in various working orientations in which the coordinate measuring machine operates, i. Coordinates the workpiece. In particular, the coordinates of the workpiece may be measured continuously (eg, scanning) while the rotating device rotates the workpiece about its axis of rotation. The same applies to the machining of a workpiece by a machine tool. The workpiece can be placed in different working orientations to machine the tool. In particular, the workpiece can be continuously rotated while it is being processed. In order to determine the rotational position of the workpiece with respect to the axis of rotation, a rotational position measuring device is used.
An Koordinatenmessgeräten werden ferner Drehgelenke mit zumindest einer Drehachse verwendet, wobei ein Sensor oder Taster des Koordinatenmessgeräts über das Drehgelenk mit anderen Teilen des Koordinatenmessgeräts verbunden ist, sodass das Drehgelenk den Sensor oder Taster in eine gewünschte Drehposition bringen kann. Insbesondere kann das Drehgelenk auch zwei Drehachsen aufweisen, die zum Beispiel senkrecht zueinander verlaufen. Üblicher Weise ist für jede der Drehachsen eine Drehpositions-Messvorrichtung vorhanden.Rotary joints with at least one axis of rotation are also used on coordinate measuring machines, wherein a sensor or probe of the coordinate measuring machine is connected to other parts of the coordinate measuring machine via the rotary joint, so that the rotary joint can bring the sensor or button into a desired rotational position. In particular, the rotary joint can also have two axes of rotation which run, for example, perpendicular to one another. Usually, a rotational position measuring device is provided for each of the rotary axes.
Koordinatenmessgeräte oder Werkzeugmaschinen weisen häufig in geradliniger Richtung bewegliche Teile auf, deren Position bezüglich einer in dieser Richtung verlaufenden Linearachse zu bestimmen ist. Z.B. weisen Koordinatenmessgeräte in Portalbauweise ein entlang einer ersten Linearachse bewegliches Portal, einen entlang einer zweiten Linearachse relativ zu dem Portal beweglichen Schlitten und eine entlang einer dritten Linearachse relativ zu dem Schlitten bewegliche Pinole auf, an der ein Messkopf angeordnet ist. Der genannte Messkopf z. B. kann über zumindest ein Drehgelenk mit der Pinole verbunden sein. Ferner kommen bei alternativen Bauweisen von Koordinatenmessgeräten oder Werkzeugmaschinen Drehgelenke vor, die mit anderen Drehgelenken kombiniert sind, z.B. bei sogenannten Gelenkarm-Koordinatenmessgeräten.Coordinate measuring machines or machine tools often have in the rectilinear direction movable parts, the position of which is to be determined with respect to a linear axis extending in this direction. For example, gantry-type coordinate measuring machines have a gantry movable along a first linear axis, a carriage movable along a second linear axis relative to the gantry, and a quill movable relative to the carriage along a third linear axis, on which a measuring head is arranged. The mentioned measuring head z. B. can be connected via at least one rotary joint with the quill. Further, in alternative constructions of coordinate measuring machines or machine tools, there are hinges combined with other hinges, e.g. in so-called articulated arm coordinate measuring machines.
In allen genannten Fällen ist die Relativposition eines ersten Teils zu einem zweiten Teil zu messen. Alternativ kann die relative Bewegung der Teile gemessen werden. Aus der gemessenen relativen Bewegung, z.B. aus dem in der Bewegungsrichtung der Teile zurückgelegten Weg, lässt sich wieder die Relativposition bestimmen. Z.B. bei sogenannten Inkrementalmaßstäben sind entlang der Bewegungsrichtung vorzugsweise in regelmäßigen, konstanten Abständen Markierungen angeordnet. Eine so gebildete Maßverkörperung befindet sich an dem ersten der relativ zueinander beweglichen Teile. An dem zweiten Teil befindet sich ein Messsensor, der während der Relativbewegung die sich relativ zu ihm vorbeibewegenden Markierungen erfasst und entsprechende Messsignale erzeugt. Derartige Messsysteme können für die Messung von geradlinigen Bewegungen (z.B. entlang der genannten Linearachsen) oder für die Messung von Drehbewegungen ausgestaltet sein.In all the cases mentioned, the relative position of a first part to a second part is to be measured. Alternatively, the relative movement of the parts can be measured. From the measured relative movement, e.g. from the path traveled in the direction of movement of the parts, the relative position can be determined again. For example, In the case of so-called incremental scales, markings are preferably arranged at regular, constant intervals along the direction of movement. A dimensional standard formed in this way is located on the first of the relatively movable parts. At the second part there is a measuring sensor, which detects the relative to him moving past markers during the relative movement and generates corresponding measurement signals. Such measuring systems may be designed for the measurement of rectilinear movements (for example along said linear axes) or for the measurement of rotational movements.
Außer Inkrementalmaßstäben gibt es zahlreiche andere Arten von Messsystemen. Z.B. kann die Maßverkörperung an dem ersten der beiden relativ zueinander beweglichen Teile statt Markierungen Information über Positionen entlang der Bewegungsrichtung beinhalten, die von dem zugeordneten Messsensor an dem zweiten Teil erfassbar sind. Auch unabhängig von der Ausgestaltung der Maßverkörperung als Träger von Information über Positionen, Weglängen und/oder anderer Größen, aus denen die relative Position und/oder relative Bewegung der beiden Teile bestimmbar ist, gibt es auch unterschiedliche Messprinzipien, gemäß denen der Messsensor oder eine Mehrzahl von Messsensoren die Information der Maßverkörperung abhängig von der Bewegung der beiden Teile relativ zueinander erfasst, nämlich z. B. optische, mechanische, kapazitive, magnetische und induktive. Diese Messprinzipien können auch miteinander kombiniert werden.In addition to incremental scales, there are many other types of measuring systems. For example, the measuring standard on the first of the two relatively movable parts instead of markings may include information about positions along the direction of movement, which are detectable by the associated measuring sensor on the second part. Also independent of the design of the material measure as a carrier of information about Positions, path lengths and / or other variables from which the relative position and / or relative movement of the two parts can be determined, there are also different measuring principles, according to which the measuring sensor or a plurality of measuring sensors, the information of the material measure depending on the movement of the two Parts detected relative to each other, namely z. As optical, mechanical, capacitive, magnetic and inductive. These measuring principles can also be combined with each other.
Insbesondere für den Betrieb von Koordinatenmessgeräten sind hochpräzise Messungen der Relativbewegung der Teile erforderlich. Neben systematischen Fehlern der Messanordnung, die üblicherweise durch Kalibrierung der Messanordnung korrigiert werden, trägt auch die Bewegungsvorrichtung, die die Relativbeweglichkeit der beiden Teile ermöglicht, zum Fehler der Messanordnung bei. Unter dem Fehler der Bewegungsvorrichtung wird die Abweichung von einer gewünschten Idealbewegung (im Fall einer Linearachse eine exakt geradlinige Bewegung und im Fall einer Drehbewegung um eine Drehachse eine exakt kreisrunde Bewegung um die nicht im Raum schwankende Drehachse) verstanden. Particularly for the operation of coordinate measuring machines, highly precise measurements of the relative movement of the parts are required. In addition to systematic errors of the measuring arrangement, which are usually corrected by calibration of the measuring arrangement, the movement device, which enables the relative mobility of the two parts, also contributes to the error of the measuring arrangement. Under the error of the movement device, the deviation from a desired ideal movement (in the case of a linear axis, an exactly rectilinear movement and in the case of a rotational movement about a rotation axis, an exactly circular motion around the non-space fluctuating axis of rotation).
Z. B. kann eine Drehvorrichtung so konstruiert werden, dass ihre Fehler bestimmte Vorgaben erfüllen. Insbesondere können Luftlagerungen zur Lagerung der drehbeweglichen Teile der Drehvorrichtung eingesetzt werden und bei motorisch angetriebenen Drehvorrichtungen Direktantriebe eingesetzt werden. Je kleiner der Fehler der Drehvorrichtung sein soll, desto höher ist der konstruktive Aufwand.For example, a turning device can be designed so that its defects meet certain specifications. In particular, air bearings can be used to support the rotatable parts of the rotating device and direct drives are used in motor-driven rotating devices. The smaller the error of the rotating device should be, the higher the design effort.
Alternativ oder zusätzlich können Fehler der Drehvorrichtung mit einem Koordinatenmessgerät gemessen werden, wobei ein Kalibrierkörper oder eine Anordnung von Kalibrierkörpern an dem drehbaren Teil der Drehvorrichtung angeordnet wird (z.B. auf den Drehtisch gestellt wird) und vermessen wird. Die Vermessung der Fehler der Drehvorrichtung bezüglich aller sechs möglichen Freiheitsgrade der Bewegung mittels eines Koordinatenmessgeräts, das auch Werkstücke vermessen kann, ist jedoch zeitaufwendig. Bei hoher geforderter Genauigkeit muss die Kalibrierung wiederholt werden, beispielsweise wenn die Drehvorrichtung Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Entsprechendes gilt für eine Drehvorrichtung, die ausgestaltet ist, Werkstücke im Bearbeitungsbereich einer Werkzeugmaschine drehbar zu halten. Der Aufwand für eine Kalibrierung ist in diesem Fall im Vergleich zur Koordinatenmesstechnik meist noch größer, da auf dem Gebiet der Koordinatenmesstechnik meist das Koordinatenmessgerät für die Kalibrierung eingesetzt werden kann, das auch später die Vermessung von Werkstücken durchführt.Alternatively or additionally, errors of the rotary device can be measured with a coordinate measuring machine, wherein a calibration body or an array of calibration bodies is placed on the rotatable part of the rotary device (e.g., placed on the turntable) and measured. The measurement of the errors of the rotating device with respect to all six possible degrees of freedom of movement by means of a coordinate measuring machine, which can also measure workpieces, but is time consuming. If high accuracy is required, the calibration must be repeated, for example, if the rotary device is exposed to temperature fluctuations. The same applies to a rotating device that is configured to rotatably hold workpieces in the processing area of a machine tool. The cost of a calibration is in this case in comparison to the coordinate measuring usually mostly greater, since in the field of coordinate measuring usually the coordinate measuring machine can be used for the calibration, which also carries out the measurement of workpieces later.
Im Fall von Linearachsen gilt entsprechendes für die möglichst fehlerfreie Konstruktion und/oder Messung und Korrektur vorhandener Fehler.In the case of linear axes, the same applies to the most error-free construction and / or measurement and correction of existing errors.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messanordnung zum Messen einer relativen Position und/oder einer relativen Bewegung eines ersten Teils und eines relativ zu dem ersten Teil beweglichen zweiten Teils anzugeben, die es erlaubt die Auswirkungen von Bewegungsfehlern der Bewegungsvorrichtung, gemäß der die beiden Teile relativ zueinander beweglich sind, zu verringern. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer solchen Messanordnung, ein Koordinatenmessgerät mit einer solchen Messanordnung und eine Drehvorrichtung zum Drehen eines Werkstücks oder einer Koordinaten-Messeinrichtung eines Koordinatenmessgerätes mit einer solchen Messanordnung anzugeben. It is an object of the present invention to provide a measuring arrangement for measuring a relative position and / or a relative movement of a first part and a second part movable relative to the first part, which allows the effects of movement errors of the moving device according to which the two Parts are movable relative to each other, to reduce. It is a further object of the invention to provide a corresponding method for operating such a measuring arrangement, a coordinate measuring machine with such a measuring arrangement and a rotating device for rotating a workpiece or a coordinate measuring device of a coordinate measuring machine with such a measuring arrangement.
Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung weisen Bewegungsvorrichtungen zum Bewegen der beiden Teile relativ zueinander verschiedenartige reproduzierbare Bewegungsfehler auf, die die Abweichungen von der idealen Bewegung bewirken. Z.B. können bei einer Drehvorrichtung Taumelfehler der Drehachse und Querverschiebungen der Drehachse auftreten. Im Ergebnis weist die Drehbewegung unerwünschte translatorische und rotatorische Bewegungsanteile auf, die zu den Abweichungen von der idealen Drehbewegung führen. Über den Verlauf einer vollständigen Umdrehung bezüglich der Drehachse betrachtet kompensieren und verstärken sich die verschiedenen Bewegungsfehler und wirken sich in ihrer Gesamtheit daher abhängig vom Messort des Messsensors der Drehvorrichtung unterschiedlich auf die Messgenauigkeit der Drehpositionsmessung oder Messung der Drehbewegung aus. Daher gibt es Positionen für den Messsensor oder die Messsensoren, an denen sich die verschiedenen Bewegungsfehler über den gesamten möglichen Bewegungsbereich (zum Beispiel eine vollständige Umdrehung um die Drehachse oder ein Teil einer vollständigen Umdrehung) besser kompensieren als in dem Fall, in dem der Messsensor oder die Messsensor anders positioniert ist/sind.In accordance with one aspect of the present invention, moving means for moving the two parts relative to each other have a variety of reproducible motion errors that cause the deviations from the ideal motion. For example, can occur in a rotating tumbling error of the axis of rotation and transverse displacements of the axis of rotation. As a result, the rotational movement on undesirable translational and rotational motion components, which lead to the deviations from the ideal rotational movement. When considered over the course of a complete revolution with respect to the axis of rotation, the various movement errors compensate each other and therefore affect the measuring accuracy of the rotational position measurement or measurement of the rotational movement in their entirety differently depending on the measuring location of the measuring sensor of the rotary device. Therefore, there are positions for the measuring sensor or the measuring sensors, at which the different movement errors over the entire possible range of motion (for example, a complete rotation about the axis of rotation or part of a complete revolution) compensate better than in the case in which the measuring sensor or the measuring sensor is positioned differently.
Für Linearachsen mit idealer Weise geradlinigen Bewegungen gilt Entsprechendes. Über den gesamten möglichen Bewegungsbereich treten in der Regel rotatorische und translatorische Zusatzbewegungen auf, die sich je nach Position des Messsensors oder der Messsensoren unterschiedlich stark auf den Messfehler auswirken. Z.B. kompensieren sich in einem bestimmten Abstand seitlich der Linearachse deren rotatorische und translatorische Fehler. Vorzugsweise wird daher der Messsensor in diesem Abstand zu der Linearachse angeordnet.The same applies to linear axes with ideally linear movements. As a rule, rotational and translational additional movements occur over the entire possible range of motion, which have different effects on the measurement error, depending on the position of the measuring sensor or the measuring sensors. For example, compensated at a certain distance to the side of the linear axis of their rotational and translational errors. Preferably, therefore, the measuring sensor is arranged at this distance to the linear axis.
Hinzu kommt, dass bestimmte Richtungen der Abweichung von der idealen Bewegung aufgrund der Bewegungsfehler für die Messung schädlicher sind als andere. Wenn die reale Drehbewegung der Drehvorrichtung im Vergleich zu der idealen Drehbewegung zu einer zusätzlichen Bewegung in einer Richtung tangential zur Drehrichtung (d.h. tangential zur Umlaufrichtung um die Drehachse) der Drehvorrichtung führt, verfälscht dies die Messung der Drehposition oder Drehbewegung. Dagegen verfälscht eine zusätzliche Bewegung in einer Richtung radial zur Drehvorrichtung die Messung der Drehposition oder Drehbewegung nicht oder nicht erheblich. Die für den Messsensor relevante Komponente des Bewegungsfehlers verläuft daher in der Richtung tangential zur Drehrichtung und wird im Folgenden als tangentialer Bewegungsfehler bezeichnet und ist auf den jeweils betrachteten Messort bezogen. Im Fall von Linearachsen gilt ebenfalls, dass zusätzliche Bewegungen aufgrund von Bewegungsfehlern quer zur gewünschten Bewegungsrichtung unschädlich oder weniger schädlich sind als zusätzliche Bewegungen in der gewünschten Bewegungsrichtung. In addition, certain directions of deviation from ideal motion due to motion errors are more damaging to the measurement than others. If the real rotational movement of the rotating device leads to additional movement in one direction tangential to the direction of rotation (ie tangential to the direction of rotation about the axis of rotation) of the rotating device compared to the ideal rotational movement, this will falsify the measurement of the rotational position or rotational movement. In contrast, an additional movement in a direction radially to the rotating device does not or does not significantly affect the measurement of the rotational position or rotational movement. The component of the motion error relevant to the measuring sensor therefore runs in the direction tangential to the direction of rotation and is referred to below as a tangential motion error and is related to the respectively considered measuring location. In the case of linear axes also applies that additional movements due to movement errors across the desired direction of movement harmless or less harmful than additional movements in the desired direction of movement.
Die Erfindung geht nun davon aus, dass nicht lediglich durch Kalibration systematische Fehler der Messanordnung und der Bewegungsvorrichtung korrigiert werden, sondern der Messsensor oder die Messsensoren an einer besonders günstigen Position positioniert wird/werden, in der der Messsensor oder in denen die Messsensoren dann während der Bewegung verbleibt/verbleiben. Insbesondere ist die günstige Position bei einer Drehvorrichtung eine günstige Winkelposition bezüglich der Drehachse und bei einer Linearachse ein günstiger Abstand zu der Linearachse oder eine günstige Linearposition entlang der Linearachse.The invention now assumes that not only systematic errors of the measuring arrangement and the movement device are corrected by calibration, but the measuring sensor or the measuring sensors is / are positioned at a particularly favorable position in which the measuring sensor or in which the measuring sensors then during the Movement remains / remain. In particular, the favorable position in a rotating device is a favorable angular position with respect to the axis of rotation and, in the case of a linear axis, a favorable distance from the linear axis or a favorable linear position along the linear axis.
Dabei ist zu beachten, dass die günstige Position des Messsensors nicht zwangsläufig die Position sein muss, an der über den gesamten Bewegungsbereich der geringste mittlere Messfehler aufgrund der Bewegungsfehler oder der geringste maximale Messfehler aufgrund der Bewegungsfehler auftritt.It should be noted that the favorable position of the measuring sensor does not necessarily have to be the position at which over the entire range of motion the lowest mean measuring error due to the movement error or the smallest maximum measuring error due to the movement error occurs.
Insbesondere unterscheiden sich an verschiedenen möglichen Messorten die Amplituden des Bewegungsfehlers über den Verlauf der Bewegung. Der Begriff Amplitude bezeichnet wie üblich die maximale Abweichung von der idealen Bewegung. Es kann aber nicht nur diese Amplitude betrachtet werden und ein Messort ermittelt werden, an dem diese Amplitude klein oder sogar minimal ist. Vielmehr kann der Verlauf des (z. B. tangentialen) Bewegungsfehlers während der Drehbewegung auch in anderer Weise betrachtet werden und ein Messort mit besonders günstigem Verlauf ermittelt werden, wobei „günstig“ durch zumindest ein vorgegebenes Kriterium definiert sein kann. Z.B. gibt es Messaufgaben in der Koordinatenmesstechnik oder Bearbeitungsaufgaben bei der Bearbeitung von Werkstücken durch Werkzeugmaschinen, bei denen auf Präzision bezüglich einer bestimmten Ordnung der Abweichungen zwischen einem ideal kreisrunden Verlauf des Außenumfangs oder Innenumfangs des Werkstücks zu achten ist. Ein Verlauf mit drei Maxima und drei Minima der Abweichung über einen vollständigen Umlauf um die Drehachse oder über einen vorgegebenen Bereich von Drehpositionen (d.h. insbesondere einen Teil eines Umlaufs, der z. B. ein ganzzahliger Bruchteil eines vollständigen Umlauf ist) hat beispielsweise die Ordnung drei. Den drei Maxima und drei Minima entsprechen drei Wellen. In der Beschreibung des tangentialen Bewegungsfehlers als Ortsfunktion (Abweichung von der idealen Drehbewegung als Funktion der Drehposition) können selbstverständlich Überlagerungen mehrerer Ordnungen vorliegen. Die Ortsfunktion ist der Zeitfunktion (Abweichung als Funktion des Zeitpunktes der Drehbewegung) äquivalent, wenn die Geschwindigkeit als Funktion der Zeit oder des Ortes bekannt ist, z. B. bei konstanter Geschwindigkeit. Die Erfindung ist auch nicht auf die Betrachtung der Ordnung drei beschränkt. Vielmehr können beliebige Ordnungen des tangentialen Bewegungsfehlers betrachtet werden. Im Fall von Linearachsen gilt ebenfalls, dass über den möglichen Bewegungsbereich Wellen der Abweichung mit Maxima und Minima auftreten können und eine entsprechend Ordnung des Fehlers angegeben werden kann. In particular, the amplitudes of the movement error differ over the course of the movement at different possible measuring locations. The term amplitude denotes, as usual, the maximum deviation from the ideal movement. However, not only can this amplitude be considered and a measurement location can be determined at which this amplitude is small or even minimal. Rather, the course of the (eg tangential) movement error during the rotational movement can also be viewed in another way and a measuring location can be determined with a particularly favorable course, where "favorable" can be defined by at least one predetermined criterion. For example, There are measuring tasks in the coordinate metrology or machining tasks in the machining of workpieces by machine tools, which is to pay attention to precision with respect to a certain order of deviations between an ideal circular course of the outer circumference or inner circumference of the workpiece. For example, a trace having three maxima and three minima of deviation over one complete revolution about the axis of rotation or over a predetermined range of rotational positions (ie, in particular, a portion of a revolution which is, for example, an integer fraction of a full revolution) has the third order , The three maxima and three minima correspond to three waves. In the description of the tangential motion error as a local function (deviation from the ideal rotational movement as a function of the rotational position), superimpositions of several orders may, of course, be present. The location function is equivalent to the time function (deviation as a function of the time of rotational movement) when the speed is known as a function of time or location, e.g. At constant speed. The invention is not limited to the consideration of order three. Rather, any orders of the tangential motion error can be considered. In the case of linear axes, it is also true that waves of deviation with maxima and minima can occur over the possible range of motion and a corresponding order of the error can be specified.
Das vorgegebene Kriterium kann auch als vorgegebene Bedingung bezeichnet werden, die zu erfüllen ist. Zum Beispiel kann ein Verlauf des tangentialen Bewegungsfehlers über den bei der Drehbewegung durchlaufenen Bereich von Drehpositionen (insbesondere über einen vorgegebenen Bereich von Drehpositionen) mit 9 Wellen (d.h. 9 Maxima und Minima der Abweichung) oder einer anderen vorgegebenen Anzahl von Wellen günstig sein. Dem liegt der Gedanke zu Grunde, dass abhängig von der betrachteten Winkelposition der Drehpositionsmessung eine unterschiedliche Anzahl von Wellen auftreten kann und/oder die Amplitude des Bewegungsfehlers bei der Ordnung (zum Beispiel bei 9 Wellen) unterschiedlich groß sein kann. Insbesondere wird zur Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums daher zum Beispiel der Drehpositionsmessort ermittelt, an dem die Amplitude des Bewegungsfehlers in Bezug auf eine vorgegebene Ordnung maximal ist. Im Fall von Linearachsen kann entsprechend verfahren werden.The given criterion may also be referred to as a predetermined condition to be met. For example, a trace of tangential motion error may be beneficial over the range of rotational positions (particularly over a predetermined range of rotational positions) traversed by the rotational motion with 9 waves (i.e., 9 maxima and minima of deviation) or other predetermined number of waves. This is based on the idea that depending on the considered angular position of the rotational position measurement, a different number of waves can occur and / or the amplitude of the motion error in the order (for example, 9 waves) can be different. In particular, to fulfill the predetermined criterion, therefore, for example, the rotational position measuring location is determined at which the amplitude of the movement error with respect to a predetermined order is maximum. In the case of linear axes can be moved accordingly.
Um auf das Beispiel der Ordnung drei zurückzukommen, ist es in diesem Fall erwünscht, dass der Messfehler des Messsensors aufgrund eines Bewegungsfehlers der Bewegungsvorrichtung mit der Ordnung drei besonders gering ist, damit die dreiwellige Form des Werkstücks möglichst präzise gemessen werden kann. Auch in diesem Fall ist die Ordnung drei lediglich ein Ausführungsbeispiel. Für andere Ordnungen größer als eins kann entsprechend verfahren werden, z.B. indem ein Messort ermittelt wird, für den der sich auf die Messung auswirkende Bewegungsfehler der Bewegungsvorrichtung bezüglich der Ordnung klein ist, minimal ist oder eine vorgegebene Bedingung und damit ein Kriterium erfüllt (z.B. kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist). In this case, to return to the third order example, it is desirable that the measuring error of the measuring sensor due to a movement error of the third order moving device be particularly small so that the three-wave shape of the workpiece can be measured as accurately as possible. Also in this case is the Order three only one embodiment. For other orders greater than one, it is possible to proceed accordingly, for example by determining a measuring location for which the motion error of the moving device affecting the measurement is small with respect to the order, is minimal or fulfills a predetermined condition and thus a criterion (eg less than is a predetermined limit).
Entsprechend kann auch für zumindest einen Bereich von Ordnungen (zum Beispiel drei bis fünf Wellen) vorgegangen werden, der mehr als eine Ordnung enthält. Statt von der Anzahl der Wellen einer Abweichung über den Bewegungsbereich (z. B. einen Umlauf um die Drehachse der Drehvorrichtung bzw. um die Rotationssymmetrieachse des Werkstücks oder über einen vorgegebenen Bereich von Positionen entlang der Linearachse oder von Drehpositionen) kann auch von der Frequenz gesprochen werden.Accordingly, at least one range of orders (for example, three to five waves) containing more than one order may be used. Instead of the number of waves of a deviation over the range of motion (eg a rotation about the rotation axis of the rotating device or about the rotational symmetry axis of the workpiece or over a predetermined range of positions along the linear axis or rotational positions) can also be spoken of the frequency become.
Als Maß für den sich auf die Messung auswirkenden Bewegungsfehler über einen Bereich von Positionen (insbesondere einen Bereich mit allen Winkelpositionen um die Drehachse oder einen Teilbereich des möglichen Bewegungsbereichs) kann insbesondere die Amplitude des sich auf die Messung auswirkenden Bewegungsfehlers in dem Bereich (das heißt die Amplitude der Ortsfunktion oder der Zeitfunktion, s.o.) oder die Amplitude nach einer Transformation (insbesondere eine Fouriertransformation) des sich auf die Messung auswirkenden Bewegungsfehlers in den Frequenzraum (d.h. die Amplitude im Frequenzraum) verwendet werden.As a measure of the motion error affecting the measurement over a range of positions (in particular a range with all angular positions about the axis of rotation or a portion of the possible range of motion), in particular the amplitude of the motion error affecting the measurement in the range (ie Amplitude of the spatial function or the time function, see above) or the amplitude after a transformation (in particular a Fourier transformation) of the motion error affecting the measurement into the frequency domain (ie the amplitude in the frequency domain).
Basierend auf den vorhergehend beschriebenen Erkenntnissen können zum Zweck der Reduzierung der Auswirkungen (z. B. auf die Koordinatenmessung) von Fehlern einer Bewegungsvorrichtung, die eine Messanordnung zum Messen einer relativen Position und/oder einer relativen Bewegung eines ersten Teils und eines relativ zu dem ersten Teil beweglichen zweiten Teils aufweist, Bewegungsfehler der Bewegungsvorrichtung, d.h. Fehler der Bewegungsvorrichtung aufgrund von Abweichungen zwischen der realen Bewegung einerseits und einer idealen Bewegung der Bewegungsvorrichtung andererseits, gemessen werden und eine günstige Position zumindest eines Messsensors ermittelt werden. Insbesondere wird ein Messort des Messsensors ermittelt, an dem sich der Bewegungsfehler geringer auswirkt, insbesondere kleiner ist als für andere mögliche Messorte, und/oder eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Dabei kann insbesondere, wie z.B. bereits oben erwähnt wurde, eine vorgegebene Messaufgabe oder Bearbeitungsaufgabe zugrunde gelegt werden, für die der Messort günstig sein soll. Based on the above-described findings, for the purpose of reducing the effects (eg, on the coordinate measurement) of errors of a moving device comprising a measuring device for measuring a relative position and / or a relative movement of a first part and a relative to the first Part having movable second part, movement error of the movement device, ie Errors of the movement device due to deviations between the real movement on the one hand and an ideal movement of the movement device on the other hand, are measured, and a favorable position of at least one measuring sensor can be determined. In particular, a measuring location of the measuring sensor is determined at which the movement error has a smaller effect, in particular smaller than for other possible measuring locations, and / or fulfills a predetermined condition. In particular, such as e.g. has already been mentioned above, a given measurement task or processing task are based, for which the location should be favorable.
Details einer solchen Bestimmung von Bewegungsfehlern sind in der internationalen Patentanmeldung
Um einen Messort einstellen zu können, wird eine Messanordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die eine Basis zum Fixieren der Halterung mit dem von der Halterung gehaltenen Messsensor aufweist. Die Basis ist während des Betriebes der Messanordnung an dem zweiten Teil befestigt oder Bestandteil des zweiten Teils. Daher kann der Messsensor, der nun an der Basis fixiert ist, in Wechselwirkung mit der Maßverkörperung an dem ersten Teil die relative Position und/oder relative Bewegung der beiden Teile messen. In order to be able to set a measuring location, a measuring arrangement of the aforementioned type is proposed which has a base for fixing the holder to the measuring sensor held by the holder. The base is attached to the second part during operation of the measuring assembly or part of the second part. Therefore, the measuring sensor, which is now fixed to the base, in interaction with the measuring scale on the first part, can measure the relative position and / or relative movement of the two parts.
Die Basis erstreckt sich insbesondere entlang einer Bewegungsrichtung der von der Bewegungsvorrichtung vorgesehenen Bewegung der Teile. Erfindungsgemäß ist die Halterung wahlweise in verschiedenen Haltepositionen (nämlich Drehstellungen) entlang der Bewegungsrichtung an der Basis positionierbar. Nach Wahl der Halteposition wird die Halterung in der Halteposition an der Basis fixiert. Dies schließt nicht aus, dass die Halterung und/oder der Messsensor auch entlang einer anderen Richtung versetzt wird, zum Beispiel in axialer Richtung der Drehachse.The base extends, in particular, along a direction of movement of the movement of the parts provided by the movement device. According to the invention, the holder can optionally be positioned in different holding positions (namely rotational positions) along the direction of movement on the base. After selecting the holding position, the holder is fixed in the holding position on the base. This does not exclude that the holder and / or the measuring sensor is also displaced along another direction, for example in the axial direction of the axis of rotation.
Im Fall einer geradlinigen Bewegung entlang einer Linearachse kann sich die Basis quer zur Bewegungsrichtung erstrecken. Dementsprechend kann die Halterung in der Richtung quer zur Bewegungsrichtung in verschiedenen Haltepositionen entlang der Basis positioniert werden und insbesondere durch Magnetkräfte an der Basis gehalten werden. Vorzugsweise wird dann eine Halteposition eingestellt, in der sich rotatorische und translatorische Bewegungsfehler kompensieren. Dabei kann die Position der Maßverkörperung ebenfalls in der Richtung quer zur Bewegungsrichtung eingestellt werden, sodass der von der Halterung gehaltene Messsensor durch Zusammenwirken mit der Maßverkörperung Signale zur Bestimmung der jeweiligen Position in der Bewegungsrichtung erzeugen kann.In the case of a linear movement along a linear axis, the base may extend transversely to the direction of movement. Accordingly, the holder can be positioned in the direction transverse to the direction of movement in various holding positions along the base and in particular held by magnetic forces on the base. Preferably, a holding position is then set in which compensate for rotational and translational motion errors. In this case, the position of the material measure can also be adjusted in the direction transverse to the direction of movement, so that the measurement sensor held by the holder can generate signals for determining the respective position in the direction of movement by interacting with the material measure.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Fixierung. Insbesondere ist eine Fixierung durch Erzeugung eines Unterdrucks in einem Raum zwischen der Halterung und der Basis möglich. Z.B. kann zu diesem Zweck zumindest ein Saugnapf an der Halterung vorgesehen sein oder Luft kann z.B. gemäß dem Prinzip des Aufsetzens von Schröpfgläsern erhitzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Halterung mechanisch an der Basis fixiert werden, z.B. formschlüssig und/oder kraftschlüssig. In einer Ausgestaltung ist an der Basis oder der Halterung eine Nut ausgebildet, die sich entlang der Bewegungsrichtung erstreckt. Insbesondere verläuft die Nut kreisringförmig um die Drehachse der Bewegungsvorrichtung. Zumindest ein Nutenstein der Halterung oder der Basis greift in die Nut ein, sodass unter Bewegung des zumindest einen Nutensteins die Halteposition der Halterung einstellbar ist. In der dann eingestellten Halteposition kann der Nutenstein fixiert werden. Alternativ oder zusätzlich zu einer mechanischen Fixierung des Nutensteins ist auch eine andere Fixierung möglich, z.B. durch Magnetkräfte. There are different ways of fixation. In particular, a fixation by generating a negative pressure in a space between the holder and the base is possible. For example, at least one suction cup may be provided on the holder for this purpose, or air may be heated, for example, according to the principle of placing cupping glasses. Alternatively or additionally, the holder can be mechanically fixed to the base, for example, positively and / or non-positively. In one embodiment, a groove is formed on the base or the holder, which extends along the direction of movement. In particular, the groove extends annularly around the axis of rotation of the moving device. At least one sliding block of the holder or the base engages in the groove, so that the holding position of the holder can be adjusted while the at least one sliding block moves. In the holding position then set the nut can be fixed. Alternatively or in addition to a mechanical fixation of the sliding block, another fixation is possible, for example by magnetic forces.
Bevorzugtermaßen wird die Halterung durch Magnetkräfte in einer Anpressrichtung an die Basis angepresst und wird dadurch die Halterung mit dem von der Halterung gehaltenen Messsensor an der Basis fixiert. Es kann auf eine zusätzliche Fixierung (z.B. mechanische Fixierung) verzichtet werden.By preference, the holder is pressed against the base by magnetic forces in a pressing direction, thereby fixing the holder to the base with the measuring sensor held by the holder. It can be dispensed with an additional fixation (for example, mechanical fixation).
Unabhängig von der Art der Fixierung gehören zum Umfang der Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben der Messanordnung, ein Koordinatenmessgerät, das die Messanordnung aufweist, und eine Drehvorrichtung zum Drehen eines Werkstücks oder einer Koordinaten-Messeinrichtung in einer Anordnung zum Messen von Koordinaten des Werkstücks. Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens, des Koordinatenmessgeräts und der Drehvorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen der Messanordnung. Dabei kann die magnetische Fixierung durch eine andere Fixierung ergänzt oder ersetzt werden.Regardless of the type of fixation, the scope of the invention also includes a method for operating the measuring arrangement, a coordinate measuring machine having the measuring arrangement, and a rotating device for rotating a workpiece or a coordinate measuring device in an arrangement for measuring coordinates of the workpiece. Embodiments of the operating method, the coordinate measuring machine and the rotating device will become apparent from the description of embodiments of the measuring arrangement. The magnetic fixation can be supplemented or replaced by another fixation.
Insbesondere wird vorgeschlagen: Eine Messanordnung zum Messen einer relativen Position und/oder einer relativen Bewegung eines ersten Teils und eines relativ zu dem ersten Teil um eine Drehachse drehbeweglichen zweiten Teils, wobei die Messanordnung aufweist:
- • eine Maßverkörperung, die an dem ersten Teil ausgebildet ist oder die mit dem ersten Teil verbindbar ist,
- • zumindest einen Messsensor, der an dem zweiten Teil derart angeordnet oder anordenbar ist und der während eines Betriebes der Messanordnung derart mit der Maßverkörperung zusammenwirkt, dass Messsignale des Messsensors Informationen über eine Drehposition des Messsensors bezüglich der Drehachse und/oder Informationen über eine Drehbewegung des Messsensors um die Drehachse enthalten und damit eine Bestimmung der relativen Position und/oder der relativen Bewegung des ersten Teils und des zweiten Teils ermöglichen,
- • eine Halterung, die zum Halten des Messsensors mit dem Messsensor verbunden ist, oder die Teil des Messsensors ist, und
- • eine Basis zum Fixieren der Halterung mit dem von der Halterung gehaltenen Messsensor,
- • die Halterung als Kreisring oder als Kreisringsegment ausgestaltet ist, der/das sich um die Drehachse erstreckt, welche einen Mittelpunkt des Kreisrings oder des Kreisringsegments enthält, und
- • die Halterung wahlweise in einer von verschiedenen Drehstellungen um die Drehachse an der Basis positionierbar ist, sodass die Halterung in der jeweiligen Drehstellung an der Basis fixiert wird und sodass die Drehstellung und somit eine Position, die der Messsensor während des Betriebes der Messanordnung relativ zu dem zweiten Teil einnimmt, einstellbar ist.
- A material measure which is formed on the first part or which can be connected to the first part,
- At least one measuring sensor which is arranged or can be arranged on the second part and which cooperates with the measuring standard during operation of the measuring arrangement such that measuring signals of the measuring sensor contain information about a rotational position of the measuring sensor relative to the rotational axis and / or information about a rotational movement of the measuring sensor to contain the axis of rotation and thus allow a determination of the relative position and / or the relative movement of the first part and the second part,
- • a holder which is connected to the measuring sensor for holding the measuring sensor or which is part of the measuring sensor, and
- A base for fixing the holder to the measuring sensor held by the holder,
- • The holder is configured as a circular ring or as a circular ring segment which extends around the axis of rotation, which includes a center of the annulus or the annulus segment, and
- • The holder is selectively positioned in one of different rotational positions about the axis of rotation at the base, so that the holder is fixed in the respective rotational position on the base and thus the rotational position and thus a position that the measuring sensor during operation of the measuring arrangement relative to the second part occupies, is adjustable.
Insbesondere kann sich die Basis entlang einer Bewegungsrichtung der Drehbewegung erstrecken, in der sich beim Betrieb der Messanordnung die Maßverkörperung und der Messsensor relativ zueinander bewegen.In particular, the base may extend along a direction of movement of the rotational movement in which the material measure and the measuring sensor move relative to one another during operation of the measuring arrangement.
Ferner wird vorgeschlagen: Ein Verfahren zum Betreiben einer Messanordnung, die ausgestaltet ist, eine relative Position und/oder eine relative Bewegung eines ersten Teils und eines relativ zu dem ersten Teil um eine Drehachse drehbeweglichen zweiten Teils zu messen, wobei:
- • zumindest ein Messsensor der Messanordnung, der an dem zweiten Teil angeordnet ist, derart mit einer Maßverkörperung, welche an dem ersten Teil ausgebildet ist oder welche mit dem ersten Teil verbunden ist, zusammenwirkt, dass Messsignale des Messsensors Informationen über eine Drehposition des Messsensors bezüglich der Drehachse und/oder Informationen über eine Drehbewegung des Messsensors um die Drehachse enthalten, und aus den Informationen die relative Position und/oder die relative Bewegung des ersten Teils und des zweiten Teils bestimmt wird,
- • der Messsensor mit einer Halterung verbunden wird oder ist, oder die Halterung Teil des Messsensors ist, sodass die Halterung den Messsensor hält, wobei die Halterung als Kreisring oder als Kreisringsegment ausgestaltet ist, der/das sich um die Drehachse erstreckt, welche einen Mittelpunkt des Kreisrings oder des Kreisringsegments enthält,
- • die Halterung wahlweise in einer von verschiedenen Drehstellungen um die Drehachse an der Basis positioniert wird, sodass die Halterung in der jeweiligen Drehstellung an der Basis fixiert wird und so dass die Drehstellung und somit eine Position, die der Messsensor während eines Messbetriebes der Messanordnung relativ zu dem zweiten Teil einnimmt, eingestellt wird.
- At least one measuring sensor of the measuring arrangement, which is arranged on the second part, cooperates with a material measure, which is formed on the first part or which is connected to the first part, that measuring signals of the measuring sensor information about a rotational position of the measuring sensor with respect Axis of rotation and / or information about a rotational movement of the measuring sensor about the axis of rotation, and from the information the relative position and / or the relative movement of the first part and the second part is determined
- • the measuring sensor is or is connected to a holder, or the holder is part of the measuring sensor, so that the holder holds the measuring sensor, wherein the holder is configured as a circular ring or a circular ring segment which extends around the axis of rotation, which Center of the annulus or annulus segment contains,
- The support is selectively positioned in one of several rotational positions about the axis of rotation at the base so that the support is fixed in the respective rotational position on the base and so that the rotational position and thus a position that the measuring sensor during a measuring operation of the measuring arrangement relative to the second part is set.
Der Messsensor muss nur einmal mit der Halterung verbunden werden. Wenn die Drehstellung anders eingestellt wird, kann die Verbindung des Messsensors mit der Halterung beibehalten werden. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Halterung in den Messsensor integriert ist. Zum Beispiel kann die Halterung in ein Gehäuse des Messsensors integriert sein, zum Beispiel als Bereich, der eine sich entlang einem Ringsegment erstreckende Nut aufweist.The measuring sensor only has to be connected to the holder once. If the rotational position is adjusted differently, the connection of the measuring sensor with the holder can be maintained. This is also the case when the holder is integrated in the measuring sensor. For example, the holder may be integrated in a housing of the measuring sensor, for example as a region having a groove extending along a ring segment.
Unter einem Kreisring und einem Kreisringsegment wird ein Gegenstand verstanden, der sich entlang einer Kreislinie bzw. einem Kreisliniensegment um den Mittelpunkt des Kreises erstreckt. Dabei muss der Gegenstand nicht zwingend symmetrisch bezüglich des Mittelpunkts sein. Bezüglich der Halterung wird aber unter einem Kreisring und einem Kreisringsegment insbesondere verstanden, dass die verschiedenen Drehstellungen der Halterung auf einer Kreislinie bzw. einem Kreisliniensegment um den Mittelpunkt des Kreises liegen.A circular ring and a circular ring segment are understood to mean an object which extends along a circular line or a circle segment around the center of the circle. The object does not necessarily have to be symmetrical with respect to the center. With regard to the holder but is understood in particular by a circular ring and a circular ring segment, that the different rotational positions of the holder lie on a circular line or a circle segment around the center of the circle.
Insbesondere kann ein Koordinatenmessgerät die Messanordnung in einer ihrer Ausgestaltungen aufweisen, wobei das Koordinatenmessgerät das erste Teil und das relativ zu dem ersten Teil bewegliche zweite Teil aufweist.In particular, a coordinate measuring machine may have the measuring arrangement in one of its configurations, wherein the coordinate measuring machine has the first part and the second part which is movable relative to the first part.
Eine Drehvorrichtung zum Drehen eines Werkstücks oder einer Koordinaten-Messeinrichtung in einer Anordnung zum Messen von Koordinaten des Werkstücks kann die Messanordnung in einer ihrer Ausgestaltungen, das erste Teil und das zweite Teil aufweisen, wobei das zweite Teil relativ zu dem ersten Teil um eine Drehachse der Drehvorrichtung drehbeweglich ist und wobei das Werkstück oder die Koordinaten-Messeinrichtung an dem ersten Teil oder dem zweiten Teil anordenbar ist. Bei der Drehvorrichtung zum Drehen eines Werkstücks handelt es sich z.B. um einen Drehtisch, der beispielsweise auf einem Messtisch (z. B. auf einer Grundplatte aus Stein) eines Koordinatenmessgeräts angeordnet sein kann. Bei der Drehvorrichtung zum Drehen einer Koordinaten-Messeinrichtung kann es sich z.B. um eine Ausführungsform eines der oben erwähnten Drehgelenke handeln. Beispielsweise kann die Drehvorrichtung an einem Arm oder einer Pinole eines Koordinatenmessgerätes angeordnet sein und z.B. die Drehung eines Messkopfes des Koordinatenmessgerätes ermöglichen.A rotating device for rotating a workpiece or a coordinate measuring device in an arrangement for measuring coordinates of the workpiece, the measuring device in one of its embodiments, the first part and the second part, wherein the second part relative to the first part about an axis of rotation of the Rotary device is rotatable and wherein the workpiece or the coordinate measuring device can be arranged on the first part or the second part. The turning device for rotating a workpiece is e.g. around a turntable, which can be arranged for example on a measuring table (eg on a base plate made of stone) of a coordinate measuring machine. The rotating device for rotating a coordinate measuring device may be e.g. to act an embodiment of one of the above-mentioned hinges. For example, the rotating device may be disposed on an arm or quill of a coordinate measuring machine, and e.g. enable the rotation of a measuring head of the coordinate measuring machine.
Insbesondere können das erste Teil und/oder das zweite Teil Bestandteil der Messanordnung sein. Alternativ kann es sich bei der Messanordnung um eine zusätzliche Messanordnung handeln, die z.B. nachträglich an einer vorhandenen Bewegungsvorrichtung (z.B. einer Vorrichtung zur Realisierung einer geradlinigen Bewegung entlang einer Linearachse oder einer Drehvorrichtung) angebracht wird.In particular, the first part and / or the second part may be part of the measuring arrangement. Alternatively, the measuring arrangement may be an additional measuring arrangement, e.g. is subsequently attached to an existing moving device (e.g., a device for realizing linear movement along a linear axis or a rotating device).
Dadurch, dass die Basis während des Betriebes der Messanordnung an dem zweiten Teil befestigt ist oder Bestandteil des zweiten Teils ist, die Halterung in der Halteposition an der Basis fixiert ist und die Halterung mit dem Messsensor verbunden ist und diesen hält, oder die Halterung Teil des Messsensors ist, ist auch der Messsensor an der Basis fixiert und mit dieser indirekt (d.h. über die Halterung) verbunden. Ein Ausführungsbeispiel für die Integration der Halterung in den Messsensor ist ein Materialbereich aus magnetischem oder magnetisierbarem Material, der direkt mit dem Messsensor verbunden ist, zum Beispiel verklebt und/oder verschraubt ist. Ein anderes Ausführungsbeispiel ist die Ausführung eines Messsensors mit gleichen Abmessungen und gleicher Konstruktion wie bei einem an sich bekannten Messsensor, wobei jedoch zumindest ein Bereich des Messsensors aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material besteht.Characterized in that the base is attached to the second part during the operation of the measuring assembly or is part of the second part, the holder is fixed in the holding position on the base and the holder is connected to the measuring sensor and holds this, or the holder part of Measuring sensor is also the measuring sensor is fixed to the base and connected to this indirectly (ie via the bracket). An embodiment of the integration of the holder in the measuring sensor is a material region of magnetic or magnetizable material, which is connected directly to the measuring sensor, for example glued and / or screwed. Another embodiment is the execution of a measuring sensor with the same dimensions and the same construction as in a known measuring sensor, but at least a portion of the measuring sensor consists of a magnetic or magnetizable material.
Insbesondere ist bzw. wird die Halterung derart an der Basis fixiert, dass die Halterung an eine Anlagefläche der Basis angepresst wird, wobei sich der Messsensor und die Anlagefläche auf einander gegenüberliegenden Seiten der Halterung befinden. Auf diese Weise ist der Messsensor von der Anlagefläche entfernt angeordnet und kann die Fixierung der Halterung an der Basis so ausgestaltet werden, dass die Funktion des Messsensors nicht gestört wird. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn wie bei einer Fixierung durch Magnetkräfte das Funktionsprinzip der Fixierung zu Störungen der Funktion des Messsensors führen kann. In particular, the holder is or is fixed to the base such that the holder is pressed against a contact surface of the base, wherein the measuring sensor and the contact surface are on opposite sides of the holder. In this way, the measuring sensor is arranged away from the contact surface and the fixing of the holder to the base can be configured such that the function of the measuring sensor is not disturbed. This is particularly advantageous if, as with a fixation by magnetic forces, the operating principle of the fixation can lead to disturbances in the function of the measuring sensor.
Um die freie Positionierbarkeit des Messsensors (z.B. eines Lesekopfes) zu ermöglichen, kann der Messsensor (z. B. ein Lesekopf) magnetisch gehalten werden. In einer einfachen Ausgestaltung ist die Basis der Messanordnung z.B. eine ringförmige Grundplatte (im Fall einer Drehvorrichtung) oder eine längliche Grundplatte (im Fall einer Linearachse). Die Grundplatte kann insbesondere eine ebene Oberfläche aufweisen, die als Anlagefläche zum Anpressen einer Halterung des Messsensors dient. Außer einer ebenen Anlagefläche kommen aber auch andere Formen von Anlageflächen in Betracht, z.B. eine im Querschnitt V-förmige Anlagefläche, wobei die Oberfläche der Halterung in diesem Fall vorzugsweise komplementär geformt ist, sodass die Halterung an den zueinander abgewinkelten Bereichen der Anlagefläche angepresst wird.In order to enable the free positioning of the measuring sensor (eg a reading head), the measuring sensor (eg a reading head) can be held magnetically. In a simple embodiment, the basis of the measuring arrangement is, for example, an annular base plate (in the case of a rotating device) or an elongate base plate (in the case of a linear axis). In particular, the base plate may have a flat surface which serves as a contact surface for pressing a holder of the measuring sensor. In addition to a flat contact surface but other forms of contact surfaces come into consideration, for example, a cross-sectional V-shaped contact surface, wherein the surface of the holder in this case is preferably formed complementarily, so that the holder is pressed against the mutually angled areas of the contact surface.
Z.B. kann die Basis aus einem magnetischen Material bestehen oder ein magnetisches Material aufweisen. Als magnetisches Material kommt z.B. Eisen oder ein magnetischer Edelstahl infrage. Im Gegensatz dazu, bildet ein magnetisierbares Material erst unter Einfluss eines Magneten (z. B. des magnetischen Materials oder eines Elektromagneten) magnetische Pole aus und werden dadurch Magnetkräfte auf das Material ausgeübt. Wie die Basis kann die Halterung ebenfalls ein magnetisches Material aufweisen oder daraus bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Halterung ein magnetisierbares Material aufweisen. Wiederum alternativ kann die Basis kein magnetisches Material aufweisen, jedoch ein magnetisierbares Material, das unter dem Einfluss des Magnetfeldes eines magnetischen Materials der Halterung oder eines Elektromagneten magnetisiert wird, sodass die Halterung aufgrund entsprechender Magnetkräfte an die Basis angepresst wird.For example, For example, the base may be made of a magnetic material or comprise a magnetic material. As the magnetic material, e.g. Iron or a magnetic stainless steel in question. In contrast, a magnetizable material forms magnetic poles only under the influence of a magnet (eg, the magnetic material or an electromagnet), thereby applying magnetic forces to the material. Like the base, the holder can also comprise or consist of a magnetic material. Alternatively or additionally, the holder may comprise a magnetizable material. Again alternatively, the base may not comprise a magnetic material, but a magnetizable material which is magnetized under the influence of the magnetic field of a magnetic material of the holder or an electromagnet, so that the holder is pressed against the base due to corresponding magnetic forces.
Das magnetische oder magnetisierbare Material sowohl der Basis als auch der Halterung kann, muss aber nicht die Oberfläche der Basis bzw. der Halterung bilden, die in dem an der Basis fixierten Zustand der Halterung die Anlagefläche bildet bzw. an die Anlagefläche angepresst wird. Insbesondere kann die Oberfläche durch eine Lage aus nicht magnetischem Material gebildet werden, um die Größe der Magnetkräfte zu beschränken, welche die Halterung an die Basis anpressen. Optional kann die Lage aus nicht magnetischem Material, z.B. aus Kunststoff oder Papier, nur vorübergehend an der Anlagefläche anliegen, während die Halterung entlang der Lage in die gewünschte Halteposition verschoben wird. Dies erleichtert die Verschiebung in die gewünschte Halteposition. Nach dem Erreichen der Halteposition kann die Lage entfernt werden. Als magnetisierbares Material kann z.B. Neodym verwendet werden. Die magnetische Suszeptibilität handelsüblicher Neodym-Körper für magnetische Halterungen ist ausreichend groß, um Veränderungen der eingestellten Halteposition aufgrund von Erschütterungen und Vibrationen während des Betriebes eines Koordinatenmessgerätes zu verhindern, wenn ein entsprechendes Magnetfeld auf den Neodym-Körper einwirkt. The magnetic or magnetizable material of both the base and the holder may, but need not, form the surface of the base or holder which forms the abutment surface in the state of the holder fixed to the base or is pressed against the abutment surface. In particular, the surface may be formed by a layer of non-magnetic material to limit the size of the magnetic forces which press the holder to the base. Optionally, the layer of non-magnetic material, e.g. made of plastic or paper, abut only temporarily on the contact surface, while the holder is moved along the position in the desired holding position. This facilitates the shift to the desired stop position. After reaching the holding position, the situation can be removed. As the magnetizable material, e.g. Neodymium can be used. The magnetic susceptibility of commercial neodymium magnetic holder bodies is sufficiently large to prevent changes in the adjusted stop position due to shock and vibration during operation of a coordinate measuring machine when a corresponding magnetic field is applied to the neodymium body.
Der Messsensor kann z.B. an der Halterung festgeschraubt sein. Z.B. wird zumindest ein Körper aus magnetischem oder magnetisierbarem Material mit einem Grundkörper der Halterung verbunden, z.B. in eine Aufnahme des Grundkörpers eingeklebt. Zur Verklebung können z.B. Klebstoffe auf Kunstharzbasis verwendet werden, die im Handel erhältlich sind.The measuring sensor may e.g. be screwed to the bracket. For example, At least one body of magnetic or magnetizable material is connected to a body of the holder, e.g. glued into a receptacle of the body. For bonding, e.g. Resin-based adhesives are commercially available.
Die Anlagefläche der Basis, die auch als Anpressfläche zum Anpressen der Halterung in den verschiedenen möglichen Haltepositionen bezeichnet werden kann, erstreckt sich in bevorzugter Ausgestaltung in konstantem Abstand zu der Maßverkörperung. Dadurch kann der Messsensor in den verschiedenen Haltepositionen immer in demselben Abstand zu der Maßverkörperung gehalten werden. The contact surface of the base, which can also be referred to as a contact surface for pressing the holder in the various possible holding positions, extends in a preferred embodiment at a constant distance from the material measure. As a result, the measuring sensor in the various holding positions can always be kept at the same distance from the material measure.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Halterung ein erstes Material, das ein magnetisches oder magnetisierbares Material mit einer ersten magnetischen Suszeptibilität ist, und ein zweites Material, das ein Material mit einer zweiten magnetischen Suszeptibilität ist, auf. Dabei bewirkt das erste Material in Wechselwirkung mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Material der Basis zumindest einen Teil der Magnetkräfte, die die Halterung in der Anpressrichtung an die Basis anpressen. Die zweite magnetische Suszeptibilität ist kleiner als die erste magnetische Suszeptibilität. Das zweite Material ist an einander gegenüberliegenden Seiten des ersten Materials angeordnet, sodass das erste Material betrachtet in einer quer zur Anpressrichtung verlaufenden Querrichtung von dem zweiten Material eingeschlossen ist. Insbesondere umläuft das zweite Material das erste Material ringförmig, so dass das erste Material betrachtet in einer quer zur Anpressrichtung verlaufenden Querschnittsfläche in allen quer zur Anpressrichtung verlaufenden Richtungen eingeschlossen ist. Alternativ zu der Ringform kann zum Beispiel das zweite Material in radialer Richtung einer Drehachse der Drehvorrichtung betrachtet außerhalb und innerhalb des ersten Materials (oder oberhalb und unterhalb des ersten Materials) angeordnet sein, wobei sich das erste Material ringförmig um die Drehachse erstreckt. Insbesondere ist die zweite magnetische Suszeptibilität um zumindest einen Faktor 10, vorzugsweise zumindest um einen Faktor 100, kleiner als die erste magnetische Suszeptibilität, d.h. ihr Verhältnis beträgt höchstens 1/10 bzw. höchstens 1/100. Die erste und zweite magnetische Suszeptibilität können sich auch noch um größere Faktoren voneinander unterscheiden. Für das zweite Material eignet sich z.B. Messing, das als nicht magnetisch gilt und daher eine magnetische Suszeptibilität von nahe Null hat (z.B. 0,03). According to one embodiment, the holder has a first material, which is a magnetic or magnetizable material having a first magnetic susceptibility, and a second material, which is a material having a second magnetic susceptibility. In this case causes the first material in interaction with a magnetic or magnetizable material of the base at least a portion of the magnetic forces, which press the holder in the pressing direction to the base. The second magnetic susceptibility is smaller than the first magnetic susceptibility. The second material is disposed on opposite sides of the first material such that when viewed in a transverse direction transverse to the pressing direction, the first material is enclosed by the second material. In particular, the second material rotates annularly around the first material, so that the first material, viewed in a cross-sectional area extending transversely to the pressing direction, is enclosed in all directions extending transversely to the pressing direction. As an alternative to the ring shape, for example, the second material may be arranged in the radial direction of a rotation axis of the rotating device outside and inside the first material (or above and below the first material), the first material extending annularly around the axis of rotation. In particular, the second magnetic susceptibility is at least a factor of 10, preferably at least a factor of 100, smaller than the first magnetic susceptibility, i. their ratio is at most 1/10 or at most 1/100. The first and second magnetic susceptibility may also differ from each other by larger factors. For the second material, e.g. Brass, which is considered non-magnetic and therefore has a near-zero magnetic susceptibility (e.g., 0.03).
Dadurch, dass das zweite Material das erste Material einschließt, werden die magnetischen Feldlinien innerhalb des ersten Materials gebündelt und in Anpressrichtung geführt, sodass ein starkes und homogenes Magnetfeld entsteht, welches die Halterung mit dem Messsensor stabil in der Halteposition hält.The fact that the second material includes the first material, the magnetic field lines are bundled within the first material and guided in the pressing direction, so that a strong and homogeneous magnetic field is formed, which holds the holder with the measuring sensor stably in the holding position.
Im Folgenden wird von einem dritten Material der Halterung gesprochen. Das dritte Material muss aber nicht zwangsläufig zusätzlich zu dem zweiten Material vorhanden sein, auch wenn dies bevorzugt wird. Vielmehr ist es auch möglich, dass eine Ausgestaltung der Halterung lediglich das erste und das dritte Material aufweist.The following is spoken by a third material of the holder. However, the third material need not necessarily be present in addition to the second material, although this is preferred. Rather, it is also possible that one Embodiment of the holder has only the first and the third material.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Halterung ein erstes Material, das ein magnetisches oder magnetisierbares Material mit einer ersten magnetischen Suszeptibilität ist, und ein drittes Material, das ein magnetisches oder magnetisierbares Material mit einer dritten magnetischen Suszeptibilität ist, auf. Die dritte magnetische Suszeptibilität ist größer als die erste magnetische Suszeptibilität. Wenn die Halterung durch die Magnetkräfte an die Basis angepresst ist und dadurch die Halterung an der Basis fixiert ist, befindet sich das erste Material näher an der Basis als das dritte Material und befindet sich das dritte Material zwischen dem Messsensor und dem ersten Material.According to one embodiment, the holder comprises a first material which is a magnetic or magnetizable material having a first magnetic susceptibility and a third material which is a magnetic or magnetizable material having a third magnetic susceptibility. The third magnetic susceptibility is greater than the first magnetic susceptibility. When the holder is pressed against the base by the magnetic forces and thereby the holder is fixed to the base, the first material is closer to the base than the third material and the third material is between the measuring sensor and the first material.
Durch das dritte Material wird der Messsensor von dem Magnetfeld abgeschirmt, dessen Feldlinien innerhalb des ersten Materials verlaufen. Es kann daher eine Beeinträchtigung der Funktion des Messsensors verhindert werden. The third material shields the measuring sensor from the magnetic field whose field lines run within the first material. Therefore, deterioration of the function of the measuring sensor can be prevented.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Messanordnung eine Abstandseinrichtung auf, die zumindest einen Abstandshalter aufweist, der einen Mindest-Abstand zwischen magnetischen oder magnetisierbaren Materialien der Basis einerseits und der Halterung andererseits gewährleistet. Die magnetischen oder magnetisierbaren Materialien bewirken zumindest einen Teil der Magnetkräfte, die die Halterung in der Anpressrichtung an die Basis anpressen, wobei eine Abmessung des Abstandshalters (insbesondere eine wirksame Länge in Richtung der Magnetkräfte, die zwischen der Basis und der Halterung wirken) zwischen der Basis und der Halterung einstellbar ist, sodass auch der Mindest-Abstand einstellbar ist. According to one embodiment, the measuring arrangement has a spacing device which has at least one spacer which ensures a minimum distance between magnetic or magnetizable materials of the base on the one hand and the holder on the other hand. The magnetic or magnetizable materials cause at least a portion of the magnetic forces that press the support in the pressing direction to the base, wherein a dimension of the spacer (in particular an effective length in the direction of the magnetic forces acting between the base and the bracket) between the base and the holder is adjustable, so that the minimum distance is adjustable.
Auf diese Weise kann die Stärke der Magnetkräfte, mit denen die Halterung an die Basis angepresst wird, verändert werden. Mit zunehmendem Abstand zwischen Basis und Halterung nehmen die Magnetkräfte ab. Bezüglich des Verfahrens ist daher folgende Ausgestaltung möglich: Die Halterung wird in der ausgewählten Halteposition vorpositioniert, während eine Abstandseinrichtung der Messanordnung in einem ersten Betriebszustand ist, in dem zumindest ein Abstandshalter der Abstandseinrichtung einen größeren Mindest-Abstand zwischen den magnetischen oder magnetisierbaren Materialien der Basis und der Halterung gewährleistet als in einem zweiten Betriebszustand der Abstandseinrichtung. Nach der Vorpositionierung der Halterung in der ausgewählten Halteposition wird die Abstandseinrichtung durch Einstellen einer Abmessung des zumindest einen Abstandshalters zwischen der Basis und der Halterung in den zweiten Betriebszustand gebracht, in dem die Halterung durch stärkere (d.h. größere) Magnetkräfte der magnetischen oder magnetisierbaren Materialien der Basis und der Halterung in der Halteposition gehalten wird als in dem ersten Betriebszustand.In this way, the strength of the magnetic forces with which the holder is pressed against the base can be changed. As the distance between the base and the bracket increases, the magnetic forces decrease. The following configuration is therefore possible with respect to the method: The holder is prepositioned in the selected holding position, while a spacing device of the measuring arrangement is in a first operating state in which at least one spacer of the spacing device has a larger minimum distance between the magnetic or magnetizable materials of the base and the holder ensures than in a second operating state of the spacer device. After pre-positioning the fixture in the selected holding position, the spacing means is brought into the second operating state by adjusting a dimension of the at least one spacer between the base and the fixture in which the fixture is supported by stronger (ie larger) magnetic forces of the magnetic or magnetizable materials of the base and the holder is held in the holding position as in the first operating state.
Da sich zumindest ein Teil des Abstandshalters zwischen der Basis und der Halterung befindet und da die Abmessung des Abstandshalters oder des Teils des Abstandshalters zwischen der Basis und der Halterung einstellbar ist, kann die Stärke der Magnetkräfte eingestellt werden. Während der Vorpositionierung ist ein größerer Abstand und sind daher schwächere Magnetkräfte eingestellt als in dem zweiten Betriebszustand, in dem die Halterung dauerhaft für den Messbetrieb der Messanordnung an der Basis fixiert ist. Dies schließt nicht aus, dass z.B. durch Vergrößerung des Abstandes zwischen Basis und Halterung wieder der erste Betriebszustand oder ein anderer Betriebszustand mit vergrößertem Abstand eingestellt wird und die Halterung dann wieder in eine andere ausgewählte Halteposition gebracht wird.Since at least a portion of the spacer is located between the base and the bracket, and because the dimension of the spacer or portion of the spacer between the base and bracket is adjustable, the strength of the magnetic forces can be adjusted. During the pre-positioning is a greater distance and therefore weaker magnetic forces are set than in the second operating state in which the holder is permanently fixed for the measuring operation of the measuring arrangement on the base. This does not exclude that e.g. By increasing the distance between the base and the holder, the first operating state or another operating state is set at an increased distance, and the holder is then returned to another selected holding position.
Z.B. kann die Abstandseinrichtung eine Mehrzahl von Abdrückschrauben aufweisen, die parallel zur Anpressrichtung in Richtung der Basis herausgeschraubt und in der Gegenrichtung wieder in die Halterung hineingeschraubt werden können. In diesem Fall handelt es sich bei dem Abstandshalter um die Schraube, die optional mit einem weiteren Teil des Abstandshalters verbunden sein kann. Z.B. können sich drei solcher Schrauben an den Ecken eines gedachten, vorzugsweise gleichseitigen Dreiecks an der der Basis zugewandten Oberfläche der Halterung befinden. Durch drei Schrauben liegen die freien Enden der so realisierten drei Abstandshalter gleichzeitig an der Oberfläche der Basis an, sodass insbesondere anders als bei lediglich zwei Schrauben oder mehr als drei Schrauben keine Verkippung der Halterung um den Kontaktpunkt eines der Abstandshalter an der Basis stattfinden kann. Insbesondere kann jeder der Schrauben ein Gewinde an der Halterung oder in der Halterung zugeordnet sein. For example, For example, the spacing device can have a plurality of forcing screws, which can be unscrewed in the direction of the base parallel to the pressing direction and screwed back into the holder in the opposite direction. In this case, the spacer is the screw, which can optionally be connected to another part of the spacer. For example, For example, three such screws can be located at the corners of an imaginary, preferably equilateral, triangle on the base-facing surface of the holder. By three screws, the free ends of the thus realized three spacers are simultaneously on the surface of the base, so that in particular unlike only two screws or more than three screws no tilting of the holder can take place around the point of contact of one of the spacers on the base. In particular, each of the screws may be associated with a thread on the holder or in the holder.
Die Abstandseinrichtung, insbesondere die Abdrückschrauben, vereinfachen auch die Demontage der Halterung von der Basis. Dazu wird zunächst ein größerer Abstand der magnetischen oder magnetisierbaren Materialien der Halterung von der Basis eingestellt und dann in dem so erreichten Zustand, in dem schwächere Magnetkräfte als zuvor wirken, die Halterung mit dem Messsensor von der Basis entfernt.The spacer means, in particular the jacking screws, also simplify the disassembly of the holder from the base. For this purpose, initially a greater distance of the magnetic or magnetizable materials of the holder is adjusted from the base and then removed in the thus achieved state in which weaker magnetic forces than before, the holder with the measuring sensor from the base.
Es wurde bereits ein Beispiel dafür erwähnt, dass die Abstandseinrichtung drei Abstandshalter aufweisen kann, die an den Ecken eines gedachten Dreiecks den Mindest-Abstand zwischen der Basis und der Halterung gewährleisten. Es wird nun bevorzugt, dass der durch den jeweiligen Abstandshalter definierte Mindest-Abstand individuell, das heißt unabhängig von den anderen Abstandshaltern eingestellt werden kann. Dies ermöglicht auch eine Einstellung der Ausrichtung der Halterung und damit des Messsensors relativ zur Basis. Eine Anzahl von drei Abstandshaltern hat aber auch den Vorteil, dass die Halterung eine eindeutige Position und Ausrichtung relativ zu der Basis hat. Dies ist zum Beispiel bei vier Abstandshaltern an den Ecken eines gedachten Vierecks nicht der Fall.An example has already been mentioned that the spacer means may comprise three spacers which ensure at the corners of an imaginary triangle the minimum distance between the base and the holder. It is now preferred that the defined by the respective spacer minimum distance individually, that is can be adjusted independently of the other spacers. This also allows adjustment of the orientation of the holder and thus of the measuring sensor relative to the base. However, a number of three spacers also have the advantage that the holder has a unique position and orientation relative to the base. This is not the case, for example, with four spacers at the corners of an imaginary quadrilateral.
Außer der Möglichkeit zur Einstellung einer Halteposition für einen Messsensor hat die Erfindung auch den Vorteil, dass an der Basis vorübergehend zusätzliche Messsensoren (z.B. Leseköpfe) montiert werden können. Solche zusätzlichen Messsensoren werden z.B. für eine Kalibrierung der Bewegungsvorrichtung und/oder der Messanordnung verwendet. Die Kalibrierung kann z.B. im Rahmen der Herstellung der Bewegungsvorrichtung und/oder der Messanordnung oder nach Auslieferung beim Anwender vorgenommen werden. Z. B. werden zur Aufnahme der für die Kalibrierung und/oder aufgrund der Kalibrierung für die spätere Korrektur während des Betriebes benötigten Daten fünf Messsensoren an vorgegebenen Positionen relativ zueinander entlang der Bewegungsrichtung angeordnet, insbesondere in vorgegebenen Winkelabständen zueinander um die Drehachse. Die nur vorübergehend an der Basis angeordneten Messsensoren werden nach der Kalibrierung und/oder der Datenaufnahme für die Kalibrierung wieder entfernt. Ein entsprechendes Verfahren zur Kalibrierung wird z.B. in
Vorzugsweise wird zumindest einer der lediglich vorübergehend an der Basis montierten Messsensoren durch Magnetkräfte gehalten. Insbesondere kann daher zumindest eine zusätzliche Halterung zum Halten eines zweiten Messsensors vorgesehen sein, wobei die zusätzliche Halterung (auch als zweite Halterung zu bezeichnende Halterung) eine beliebige Kombination der Merkmale aufweisen kann, die für die erste Halterung offenbart sind.Preferably, at least one of the measuring sensors mounted only temporarily on the base is held by magnetic forces. In particular, therefore, at least one additional holder may be provided for holding a second measuring sensor, wherein the additional holder (also as second holder to be designated holder) may have any combination of the features that are disclosed for the first holder.
Allgemein formuliert kann daher eine Mehrzahl separater Halterungen zum Halten jeweils zumindest eines Messsensors vorgesehen sein, wobei jede Halterung ausgestaltet ist, durch Magnetkräfte oder auf andere Weise an der Basis fixiert zu werden.Generally speaking, therefore, a plurality of separate holders may be provided for holding at least one measuring sensor, wherein each holder is configured to be fixed to the base by magnetic forces or otherwise.
Bevorzugt, wie im Folgenden noch näher beschrieben wird, ist eine Halterung oder eine einzige Halterung ausgestaltet, eine Mehrzahl von Messsensoren zu halten.Preferably, as will be described in more detail below, a holder or a single holder is designed to hold a plurality of measuring sensors.
Bei einer Mehrzahl von Messsensoren müssen nicht alle Messsensoren über die gemeinsame Halterung (insbesondere durch Magnetkräfte zwischen der Halterung und der Basis) an der Basis gehalten werden. Vielmehr kann zumindest einer der Messsensoren auf andere Weise, z.B. durch Festschrauben, direkt an der Basis oder an einem anderen Bestandteil der Messanordnung fixiert werden. In the case of a plurality of measuring sensors, not all the measuring sensors need to be held on the base via the common holder (in particular by magnetic forces between the holder and the base). Rather, at least one of the measurement sensors may be otherwise provided, e.g. be fixed by screwing, directly to the base or to another component of the measuring device.
Insbesondere kann die Halterung Halteelemente aufweisen. Durch die Halteelemente ist/wird in zumindest zwei durch die Halteelemente der Halterung definierten (insbesondere vorgegebenen) Positionen jeweils ein Messsensor zur Gewinnung der Informationen über die Drehposition des Messsensors und/oder die Drehbewegung des Messsensors gehalten. Wie zumindest zwei definierten Positionen (in jedem Zustand, in dem die Halterung an der Basis fixiert ist) sind in einer Richtung entlang der Maßverkörperung (und damit während des Messbetriebes entlang der Bewegungsrichtung der zwei relativ zueinander beweglichen Teile) voneinander beabstandet. Insbesondere gilt nicht nur für diese Ausgestaltung, dass die Richtung entlang der Maßverkörperung auch eine Richtung entlang der Bewegungsrichtung der relativ zueinander beweglichen Teile ist. Die Halterung für zumindest zwei Messsensoren hat den Vorteil, dass zwar der Abstand der Messsensoren aufgrund der Gestaltung der Halterung fest vorgegeben sein kann und/oder sich durch die an der Halterung montierten Messsensoren ergibt, die Positionierung der von der Halterung gehaltenen Messsensoren bezüglich der Basis aber einstellbar und/oder wählbar ist.In particular, the holder may have holding elements. By the holding elements in each case at least two defined by the holding elements of the holder (in particular predetermined) positions a measuring sensor for obtaining the information about the rotational position of the measuring sensor and / or the rotational movement of the measuring sensor is held. Like at least two defined positions (in any state in which the holder is fixed to the base) are spaced apart in one direction along the measuring scale (and thus during the measuring operation along the direction of movement of the two relatively movable parts). In particular, not only applies to this embodiment, that the direction along the material measure is also a direction along the direction of movement of the relatively movable parts. The holder for at least two measuring sensors has the advantage that, although the distance between the measuring sensors can be fixed due to the design of the holder and / or results from the measuring sensors mounted on the holder, the positioning of the measuring sensors held by the holder relative to the base is adjustable and / or selectable.
Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Messsensor nicht in einer definierten, fest vorgegebenen Position an der Halterung angebracht sein bzw. aufgrund von entsprechenden Halteelementen in der fest vorgegebenen Position anzubringen sein. Mit einer zusätzlichen Halterung, die diesen Messsensor hält, kann die Position des Messsensors relativ zu der Basis eingestellt werden, zum Beispiel durch Verschiebung entlang der Richtung, in der sich die Maßverkörperung erstreckt. Dies ermöglicht es, die Position dieses Messsensors relativ zu zumindest einem weiteren Messsensor, der von der ersten Halterung gehalten wird, besonders genau einzustellen, zum Beispiel auf einen Winkelabstand von 180°.Alternatively or additionally, at least one measuring sensor can not be mounted in a defined, fixed predetermined position on the holder or be mounted in the fixed position due to corresponding holding elements. With an additional support holding this measuring sensor, the position of the measuring sensor relative to the base can be adjusted, for example by displacement along the direction in which the measuring scale extends. This makes it possible to adjust the position of this measuring sensor particularly accurately relative to at least one further measuring sensor which is held by the first holder, for example at an angular distance of 180 °.
Bei den Halteelementen kann es sich zum Beispiel um Gewindebohrungen und entsprechende Befestigungsschrauben zum Befestigen des jeweiligen Messsensors handeln. Es sind auch andere Ausgestaltungen möglich, in denen die Halterung den jeweiligen Messsensor mechanisch (zum Beispiel kraftschlüssig und/oder formschlüssig) hält. Zum Beispiel können die Halteelemente als Saugnäpfe oder Klettverschlüsse ausgestaltet sein oder ein Gehäuse des Messsensors kann in die Halterung integriert sein. Allgemeiner formuliert muss die Halterung nicht mit dem Messsensor verbunden sein, sondern ist zum Beispiel in den Messsensor integriert. In all diesen Fällen definiert bereits das Halteelement oder die Mehrzahl von Halteelementen die vorgegebene Position, in der der Messsensor von der Halterung gehalten werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Messsensor z. B. mit Klebstoff als Halteelement an die Halterung angeklebt sein. In diesem Fall ist die Position auch durch den bereits an der Halterung montierten Messsensor definiert. Es ist auch eine Kombination eines mechanischen Halteelements und Klebstoff möglich. Zum Beispiel kann eine Aussparung an der Oberfläche der Halterung einen Aufnahmeraum für einen Messsensor darstellen, der aber in die Aussparung eingeklebt wird.The retaining elements may, for example, be threaded bores and corresponding fastening screws for fastening the respective measuring sensor. Other configurations are also possible in which the holder holds the respective measuring sensor mechanically (for example, in a force-locking and / or form-locking manner). For example, the holding elements may be configured as suction cups or hook-and-loop fasteners or a housing of the measuring sensor may be in the holder be integrated. More generally, the holder does not have to be connected to the measuring sensor, but is integrated into the measuring sensor, for example. In all these cases already defines the holding element or the plurality of holding elements, the predetermined position in which the measuring sensor can be held by the holder. Alternatively or additionally, a measuring sensor z. B. be glued to the bracket with adhesive as a holding element. In this case, the position is also defined by the measuring sensor already mounted on the holder. It is also a combination of a mechanical holding element and adhesive possible. For example, a recess on the surface of the holder may constitute a receiving space for a measuring sensor, but which is glued into the recess.
In besonderer Ausgestaltung erstreckt sich die Maßverkörperung zum Messen einer relativen Drehposition und/oder einer relativen Drehbewegung über einen Verlauf eines Kreises oder eines Kreissegmentes und ist die Basis als Kreisring oder als Kreisringsegment ausgestaltet.In a particular embodiment, the material measure for measuring a relative rotational position and / or a relative rotational movement extends over a course of a circle or a circular segment and the base is designed as a circular ring or as a circular ring segment.
Insbesondere können aufgrund der ringförmigen Gestaltung der Halterung und optional auch der Basis Messsensoren in einem Winkelabstand von 180°, d.h. bezüglich der Drehachse einander gegenüberliegend, von der Halterung gehalten werden, wobei jedoch die Drehstellung bezüglich des zweiten Teils eingestellt werden kann. Die Einstellung erfolgt z.B. durch Drehung der Halterung um die Drehachse der Drehbewegung relativ zu der Basis. Dies ist selbstverständlich auch dann möglich, wenn die zwei Positionen, in denen die zwei Messsensoren von der Halterung gehalten werden oder zu halten sind, nicht einen Winkelabstand von 180° haben. Wenn aber ein solcher Winkelabstand von 180° vorhanden ist, lassen sich mit den so positionierten Messsensoren Messungen der relativen Drehposition des ersten und zweiten Teils durchführen, wobei systematische Messfehler, die sich an den bezüglich der Drehachse einander gegenüberliegenden Positionen der Messsensoren entgegengesetzt auswirken, durch bekannte Verfahren der Auswertung (insbesondere durch Bildung des arithmetischen Mittelwerts der Messsignale der beiden Messsensoren) eliminiert werden können. Z.B. lassen sich auf diese Weise Messfehler eliminieren, die dadurch entstehen, dass die Maßverkörperung exzentrisch bezüglich der Drehachse der Drehbewegung montiert ist.In particular, due to the annular configuration of the support and optionally also the base, measurement sensors may be angularly spaced apart by 180 °, i. with respect to the axis of rotation opposite one another, are held by the holder, however, the rotational position with respect to the second part can be adjusted. The adjustment is made e.g. by rotation of the holder about the axis of rotation of the rotational movement relative to the base. Of course, this is also possible if the two positions in which the two measuring sensors are held by the holder or to be held, do not have an angular distance of 180 °. If, however, such an angular distance of 180 ° is present, measurements of the relative rotational position of the first and second part can be carried out with the measuring sensors positioned in this way, whereby systematic measurement errors, which are opposite to the positions of the measuring sensors opposite to the rotational axis, are known Method of evaluation (in particular by forming the arithmetic mean of the measuring signals of the two measuring sensors) can be eliminated. For example, can be eliminated in this way measurement errors that arise because the measuring scale is mounted eccentrically with respect to the axis of rotation of the rotary motion.
Insbesondere weist die Messanordnung eine Führung auf, durch die eine mögliche Relativbewegung (insbesondere eine Drehbewegung um die Drehachse der Drehvorrichtung) der Halterung und der Basis geführt wird, wobei durch Ausführung der Relativbewegung die Halterung in die verschiedenen Haltepositionen bringbar ist bzw. gebracht wird. Dadurch wird die Einstellung der Position, die der Messsensor während eines Messbetriebes der Messanordnung relativ zu dem zweiten Teil einnimmt, erleichtert.In particular, the measuring arrangement has a guide, through which a possible relative movement (in particular a rotational movement about the rotational axis of the rotating device) of the holder and the base is guided, wherein by carrying out the relative movement, the holder can be brought or brought into the various holding positions. As a result, the adjustment of the position which the measuring sensor assumes during a measuring operation of the measuring arrangement relative to the second part is facilitated.
Vorzugsweise wird die Führung durch eine kreisringförmige Nut in der Halterung oder in der Basis gebildet, in die ein vorspringender Bereich der Basis oder der Halterung eingreift, d.h. das entsprechende andere Bauteil (also die Halterung oder die Basis) greift in die Nut ein. Die Nut ist ringförmig bezüglich der Drehachse der Drehbewegung ausgestaltet. Unter ringförmig wird auch die Form eines Ringsegments verstanden.Preferably, the guide is formed by an annular groove in the bracket or in the base into which a protruding portion of the base or bracket engages, i. the corresponding other component (ie the holder or the base) engages in the groove. The groove is configured annular with respect to the axis of rotation of the rotary movement. Under ring is also understood the shape of a ring segment.
Vorzugsweise wird die ringförmige Halterung durch die erwähnten Magnetkräfte an der ringförmigen Basis gehalten. Insbesondere im Fall der Nut, aber auch in anderen Fällen kann die ringförmige Halterung alternativ oder zusätzlich zu Magnetkräften auf andere Weise an der Basis fixiert werden, sodass die Halteposition des zumindest einen von der Halterung gehaltenen Messsensors während des Betriebes der Messanordnung stabil bleibt.Preferably, the annular support is held by the mentioned magnetic forces on the annular base. In particular, in the case of the groove, but also in other cases, the annular holder can be fixed to the base alternatively or in addition to magnetic forces in another way, so that the holding position of the at least one held by the holder measuring sensor remains stable during operation of the measuring arrangement.
Z.B. im Fall der oben bereits erwähnten Nutensteine (von denen z.B. drei Stück vorhanden sein können, die vorzugsweise gleichmäßig über den Umlauf um die Drehachse verteilt sind) kann die Fixierung der Halterung an der Basis dadurch vorgenommen werden, dass die Nutensteine in der Nut fixiert werden (z.B. durch Klemmwirkung, Magnetkräfte oder durch Festschrauben). For example, in the case of the above-mentioned sliding blocks (of which, for example, three pieces may be present, which are preferably distributed uniformly over the circulation around the axis of rotation), the fixing of the holder to the base can be carried out by fixing the sliding blocks in the groove ( eg by clamping action, magnetic forces or by tightening).
Die Ausgestaltung der Halterung und der Basis als Ring hat insbesondere im Fall der Nut den Vorteil, dass der zumindest eine von der Halterung gehaltene Messsensor auf besonders einfache Weise in die gewünschte Halteposition gebracht werden kann. The configuration of the holder and the base as a ring has the advantage, in particular in the case of the groove, that the at least one measuring sensor held by the holder can be brought into the desired holding position in a particularly simple manner.
Bei einer Variante ist lediglich die Halterung ringförmig ausgestaltet. In diesem Fall ist die Basis also nicht ringförmig. Andere der in dieser Beschreibung und den Figuren offenbarten Merkmale der Basis können aber vorhanden sein. Z.B. kann die Basis das erwähnte magnetische oder magnetisierbare Material aufweisen, um die ringförmige Halterung durch Magnetkräfte an der Basis zu halten. Alternativ oder zusätzlich kann die Basis z.B. die erwähnten Nutensteine aufweisen, die in diesem Fall in der ringförmigen Nut der ringförmigen Halterung geführt sind, sodass die ringförmige Halterung um die Drehachse der Drehbewegung gedreht werden kann, bis die gewünschte Halteposition des zumindest einen von der Halterung gehaltenen Messsensors erreicht ist. Es ist nicht nur in diesem Fall auch möglich, die Halterung zunächst in die gewünschte Position zu bringen und dann den zumindest einen Messsensor an der Halterung zu befestigen. Z.B. aufgrund der Gestaltung der Halterung ist auch schon vor der Befestigung des Messsensors erkennbar, an welcher Position und/oder mit welcher Ausrichtung der Messsensor an der Halterung befestigt sein wird. In one variant, only the holder is designed annular. In this case, the base is not ring-shaped. However, other features of the base disclosed in this specification and figures may be present. For example, the base may include the mentioned magnetic or magnetizable material to retain the annular support by magnetic forces on the base. Alternatively or additionally, the base may, for example, comprise the mentioned sliding blocks, which in this case are guided in the annular groove of the annular holder, so that the annular holder can be rotated about the axis of rotation of the rotary movement until the desired holding position of the at least one held by the holder Measuring sensor is reached. It is not only in this case also possible to bring the holder first in the desired position and then to attach the at least one measuring sensor to the holder. For example, due to the design of the holder can be seen even before the attachment of the measuring sensor to which Position and / or with which orientation the measuring sensor will be attached to the holder.
Wie oben beschrieben ermöglicht die Basis eine wahlweise Fixierung der Halterung in verschiedenen Haltepositionen, insbesondere in Haltepositionen innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs entlang der Bewegungsrichtung bzw. entlang der Maßverkörperung. In der Regel weisen Messsensoren eine (z. B. elektrische oder optische) Anschlussleitung auf, über die insbesondere die erzeugten Messsignale übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann der jeweilige Messsensor über eine elektrische Anschlussleitung mit Energie für seinen Betrieb versorgt werden. Die Anschlussleitung kann mehrere Adern aufweisen, die z. B. elektrisch gegeneinander isoliert sind. Da die Halteposition des Messsensors nicht fest vorgegeben ist, kann der Verlauf der Anschlussleitung von dem Messsensor zu dem entgegengesetzten Ende der Anschlussleitung variieren, je nachdem, welche Halteposition gewählt wird. Die Anschlussleitung, die insbesondere ausreichend lang gewählt ist, damit der Messsensor in allen möglichen Haltepositionen an der Basis fixiert werden kann, stört möglicherweise den Betrieb der Messanordnung oder sogar den Betrieb der Bewegungsvorrichtung, wenn der Verlauf von Leitungsabschnitte nicht festgelegt ist. Es wird daher Folgendes vorgeschlagen: Eine Anschlussleitung des Messsensors
- – ist mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Material verbunden und/oder
- – weist ein magnetisches oder magnetisierbares Material auf und/oder
- – ist mit einem Leitungshalter verbunden, der ein magnetisches oder magnetisierbares Material aufweist,
- - Is connected to a magnetic or magnetizable material and / or
- - Has a magnetic or magnetizable material and / or
- Is connected to a conductor holder comprising a magnetic or magnetizable material,
Dem Vorschlag liegt der Gedanke zugrunde, die magnetischen Eigenschaften der Halterung oder der Basis, insbesondere der ringförmigen Halterung oder Basis, auch für die Befestigung eines Abschnitts der Anschlussleitung zu nutzen. Dadurch wird der Abschnitt fixiert und befindet sich an einer gewünschten Position, die so gewählt werden kann, dass sie den Betrieb nicht stört. Vorzugsweise ist die Basis magnetisch, z.B. ferromagnetisch.The proposal is based on the idea to use the magnetic properties of the holder or the base, in particular the annular support or base, for the attachment of a portion of the connecting cable. As a result, the section is fixed and located at a desired position, which can be chosen so that it does not interfere with the operation. Preferably, the base is magnetic, e.g. ferromagnetic.
Es werden nun mehrere Ausgestaltungen der Befestigung eines Abschnitts oder mehrerer Abschnitte der Anschlussleitung an der Basis beschrieben, wobei die Ausgestaltungen auch beliebig miteinander kombinierbar sind. Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist die Anschlussleitung mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Material verbunden. Z.B. kann die Anschlussleitung mit einem zusätzlichen Mantel aus magnetischem oder magnetisierbarem Material versehen werden. Hierzu weist der Mantel, der vorzugsweise aus elastischem magnetischem oder magnetisierbarem Material besteht, einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz oder Spalt auf, durch den hindurch zumindest der Abschnitt der Anschlussleitung in das Innere des Mantels eingebracht werden kann. Im Fall eines elastischen Materials wird der Abschnitt vorzugsweise allein aufgrund der elastischen Kräfte des Mantelmaterials im Inneren des Mantels gehalten. Bei einer Variante besteht nicht der gesamte Mantel aus dem magnetischen oder magnetisierbaren Material, sondern ist das magnetische oder magnetisierbare Material z.B. an einer Seite des Mantels an diesem befestigt. Der Mantel ist in jeder seiner Ausgestaltungen auch ein Ausführungsbeispiel für einen mit dem Abschnitt der Anschlussleitung verbindbaren Leitungshalter. Es muss aber nicht ein Leitungshalter vorgesehen sein, der ein magnetisches oder magnetisierbares Material aufweist. Vielmehr ist gemäß der ersten Ausgestaltung lediglich gefordert, dass die Anschlussleitung mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Material verbunden ist. Daher könnte z.B. ein magnetisches Material an der Außenoberfläche der Anschlussleitung befestigt werden (z.B. angeklebt werden), ohne dass das angeklebte magnetische oder magnetisierbare Material die Anschlussleitung in der Art eines Leitungshalters umfasst. Leitungshalter werden auch als Clip bezeichnet. Ein anderes Beispiel für einen Leitungshalter ist ein Clip (oder eine Mehrzahl von Clips), wobei an dem Clip ein Körper aus magnetischem oder magnetisierbarem Material befestigt ist. Z.B. kann das magnetische oder magnetisierbare Material in einem Gehäuse angeordnet sein, welches einen Schlitz aufweist, durch den der Clip geführt ist. Several embodiments of the attachment of a section or a plurality of sections of the connection line to the base will now be described, wherein the embodiments can also be combined with one another as desired. According to a first embodiment, the connecting line is connected to a magnetic or magnetizable material. For example, The connecting cable can be provided with an additional sheath of magnetic or magnetizable material. For this purpose, the jacket, which preferably consists of elastic magnetic or magnetizable material, has a longitudinally extending slot or gap, through which at least the section of the connecting line can be introduced into the interior of the jacket. In the case of an elastic material, the portion is preferably held inside the shell solely due to the elastic forces of the jacket material. In one variant, not all of the jacket is made of the magnetic or magnetizable material, but the magnetic or magnetizable material is e.g. attached to one side of the jacket on this. The jacket is in each of its embodiments, an embodiment of a connectable to the portion of the connecting line conductor holder. However, it does not have to be provided a line holder having a magnetic or magnetizable material. Rather, according to the first embodiment, it is only required that the connection line is connected to a magnetic or magnetizable material. Therefore, e.g. a magnetic material may be attached (e.g., adhered) to the outer surface of the lead without the adhered magnetic or magnetizable material comprising the lead in the manner of a lead holder. Line holders are also referred to as clips. Another example of a conductor holder is a clip (or a plurality of clips), to which clip a body of magnetic or magnetizable material is attached. For example, For example, the magnetic or magnetizable material can be arranged in a housing which has a slot through which the clip is guided.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Anschlussleitung bereits selbst ein magnetisches oder magnetisierbares Material auf. Z.B. kann der Mantel, der mehrere Adern (mit gegebenenfalls individuellen isolierenden Ader-Ummantelungen) umschließt und insbesondere elektrisch gegen die Umgebung isoliert, aus magnetisierbarem Material bestehen. According to a further embodiment, the connection line itself already has a magnetic or magnetizable material. For example, For example, the sheath, which encloses several cores (with possibly individual insulating core sheaths) and in particular electrically isolated from the environment, may consist of magnetizable material.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The individual figures of the drawing show:
Das in
Der Querträger
Auf dem Messtisch
Das Koordinatenmessgerät in Portalbauweise ist lediglich ein Ausführungsbeispiel für ein Koordinatenmessgerät. Es können daher auch Koordinatenmessgeräte anderer Bauweise, zum Beispiel Gantry-Bauweise oder Gelenkarm-Bauweise, verwendet werden, die ebenfalls Bewegungsvorrichtungen für eine Linearbewegung und/oder eine Drehbewegung aufweisen können. The coordinate measuring machine in gantry design is only one embodiment of a coordinate measuring machine. It is therefore also coordinate measuring machines of other construction, for example, gantry design or articulated arm construction, can be used, which may also have moving devices for linear motion and / or rotational movement.
Um z. B. die Bewegungsvorrichtung einer Drehvorrichtung (zum Beispiel des Drehtischs
Zur Bestimmung von Bewegungsfehlern einer Bewegungsvorrichtung zur Bewegung entlang einer Linearachse (zum Beispiel entlang einer der Koordinatenachsen des oben erwähnten kartesischen Koordinatensystems) kann entsprechend vorgegangen werden. Zum Beispiel wird an dem zweiten Teil, das relativ zu dem ersten Teil geradlinig beweglich ist, ein Kalibrierkörper angeordnet, der sich mit dem zweiten Teil bewegt. Dabei werden die Bewegungsfehler mit einer Mehrzahl von Sensoren gemessen, die an dem ersten Teil befestigt sind. Ähnlich wie in der deutschen Patentanmeldung
Im Folgenden werden Beispiele für Messanordnungen erläutert, die die Drehposition oder Drehbewegung einer Drehvorrichtung messen. Z.B. kann die Messanordnung in die Drehvorrichtung integriert sein, sodass die Messanordnung vollständig von Bauteilen der Drehvorrichtung umschlossen ist und so vor äußeren Einflüssen geschützt ist (siehe
Die Draufsicht einer Messanordnung in
Es sind auch andere Gestaltungen von Maßverkörperungen möglich, insbesondere mit magnetischen Markierungen. In diesem Fall erfasst der Messsensor nicht auf optische Weise strichförmige Markierungen, sondern das Magnetfeld, das sich aufgrund des Passierens von magnetischen Markierungen ändert. Other designs of measuring scales are possible, in particular with magnetic markings. In this case, the measuring sensor does not optically detect line marks, but the magnetic field that changes due to the passing of magnetic marks.
Die Darstellung in
Die Messsensoren
Eine derartige Anordnung einer ringförmigen Basis und einer ringförmigen Halterung mit Symmetrieachsen koaxial zur Drehachse der Bewegungsvorrichtung können auch bei anderen Ausgestaltungen der Drehvorrichtung vorkommen. Dabei kann der zumindest eine von der Halterung gehaltene Messsensor in einer Richtung parallel zur Drehachse auf die Maßverkörperung ausgerichtet sein, kann aber alternativ z.B. in radialer Richtung der Drehachse auf eine Maßverkörperung ausgerichtet sein, die z.B. am Außenumfang eines Körpers mit zylindrischer Außenoberfläche angeordnet ist.Such an arrangement of an annular base and an annular support with axes of symmetry coaxial with the axis of rotation of the moving device may also occur in other embodiments of the rotating device. In this case, the at least one measuring sensor held by the holder can be aligned in a direction parallel to the axis of rotation on the measuring standard, but may alternatively be e.g. be aligned in the radial direction of the axis of rotation on a measuring scale, the e.g. is arranged on the outer circumference of a body with a cylindrical outer surface.
Im Fall der Ausführungsform von
Anders als in
Bei der in
In
Die Halterung
Die Halterung
Bevorzugtermaßen weist die Halterung
Ein weiteres optionales Merkmal der in
Der Messsensor
Der rechts von der Drehachse R liegende Teil der Darstellung in
Die in
Der Messsensor
Die Anordnung gemäß
Bei der Anordnung aus der Basis
Die in Draufsicht in
Die Halterung
Wie
Insbesondere, nicht nur bezogen auf das Ausführungsbeispiel der
Zum Beispiel kann ein Blattfeder-Stapel zwischen der Halterung und der Basis angeordnet sein, z. B. zwischen dem Messsensor und dem Schraubenkopf einer oder mehrerer Schrauben. In diesem Fall ist eine Einstellung der Ausrichtung des Messsensors relativ zu der Basis und damit relativ zu der Maßverkörperung möglich, insbesondere mittels einer einzigen Justierschraube oder einer Mehrzahl von Justierschrauben. Durch Drehen der einzigen Justierschraube oder zumindest einer der Justierschrauben kann dann die Ausrichtung des Messsensors eingestellt werden. Die zumindest eine Justierschaube kann eine weitere Funktion haben, z. B. als Abstandshalter diesen und/oder als Befestigungsschraube zur Befestigung des Messsensors an der Halterung.For example, a leaf spring stack may be disposed between the bracket and the base, e.g. B. between the measuring sensor and the screw head of one or more screws. In this case, an adjustment of the orientation of the measuring sensor relative to the base and thus relative to the measuring standard is possible, in particular by means of a single adjusting screw or a plurality of adjusting screws. By turning the single adjusting screw or at least one of the adjusting screws then the orientation of the measuring sensor can be adjusted. The at least one adjustment cover can have a further function, for. B. as a spacer and / or as a fastening screw for mounting the measuring sensor to the holder.
Die ringförmige Halterung
Nicht nur bei der in
Im Fall einer Bewegungsvorrichtung mit Beweglichkeit in Richtung einer Linearachse können die magnetisch miteinander wechselwirkenden Bereiche der Basis einerseits und der Halterung des Messsensors andererseits in jeder Richtung hintereinander angeordnet sein, die quer zur Richtung der Linearachse verläuft. In the case of a movement device with mobility in the direction of a linear axis, the magnetically interacting regions of the base, on the one hand, and the mounting of the measuring sensor, on the other hand, can be arranged one behind the other in each direction, which runs transversely to the direction of the linear axis.
Um auf die Anordnung in
Es sind dabei folgende Ausgestaltungen möglich: Der vorspringende Bereich
Die Ausgestaltung in
Die ringförmige Halterung
Insbesondere wenn (wie bei einer Ausgestaltung der in
Die Position für die Messsensoren
Anders als in
Im Fall der bezüglich der Drehachse einander gegenüberliegend angeordnet Messsensoren (wie z.B. die Messsensoren
Die Draufsicht in
Eine besondere Ausgestaltung eines der Leitungshalter
Der Magnet
Vorzugsweise ist der zusätzliche Mantel
Wie in
Da der Mantel
Generell, nicht nur in Bezug auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen, müssen die Magnetkräfte, die die Halterung an der Basis halten, nicht ausschließlich durch die Materialien der Basis einerseits und der Halterung andererseits aufgebracht werden. Vielmehr kann z.B. zusätzlich ein Elektromagnet vorgesehen sein und/oder es kann zumindest ein zusätzlicher Körper aus magnetischem Material vorgesehen sein. Dadurch lassen sich die Magnetkräfte an dem Ort, an dem die Halterung an der Basis fixiert werden soll, verstärken.Generally, not only with respect to the embodiments shown in the figures, the magnetic forces holding the holder to the base need not be applied solely by the materials of the base, on the one hand, and the holder, on the other hand. Rather, e.g. In addition, an electromagnet may be provided and / or at least one additional body of magnetic material may be provided. As a result, the magnetic forces at the place where the holder is to be fixed to the base, reinforce.
Alternativ zu dem anhand von
Oben an der in
Das zweite Teil
Bei einer Variante der in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102013216093 [0023, 0023, 0095] DE 102013216093 [0023, 0023, 0095]
- EP 1923670 A1 [0056] EP 1923670 A1 [0056]
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