DE102016113959B4 - coordinate measuring machine - Google Patents
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Abstract
Koordinatenmessgerät (10) mit einem Messkopf (18) zum Bestimmen von Raumkoordinaten an einem zu vermessenden Werkstück (14), mit einer Werkstückaufnahme (12) zur Aufnahme des zu vermessenden Werkstücks (14) und mit einer Positioniereinrichtung zur Positionierung des Messkopfes (18) und der Werkstückaufnahme (12) relativ zueinander, wobei die Positioniereinrichtung einen Antrieb (34) zur Bewegung des Messkopfes (18) relativ zu der Werkstückaufnahme (12) und/oder zur Bewegung der Werkstückaufnahme (12) relativ zu dem Messkopf (18) aufweist, wobei der Antrieb (34) als Seilantrieb (38) ausgestaltet ist, wobei der Seilantrieb (38) einen ersten und einen zweiten Flaschenzug (40, 42) aufweist, die zueinander gegenläufig sind und über ein gemeinsames Seil (44) miteinander verbunden sind, und wobei der Seilantrieb (38) einen Motor (46) zum Antreiben des gemeinsamen Seils (44) aufweist, wobei sowohl der erste als auch der zweite Flaschenzug (40, 42) jeweils zumindest eine lose Seilrolle (60, 62) und zumindest eine feste Seilrolle (56, 58) aufweisen, und wobei der erste Flaschenzug (40) ein erstes Fixierungselement (52) zur Fixierung eines ersten Endes des gemeinsamen Seils (44) aufweist und der zweite Flaschenzug (42) ein zweites Fixierungselement (54) zur Fixierung des zweiten Endes des gemeinsamen Seils (44) aufweist, wobei die zumindest eine feste Seilrolle (56) des ersten Flaschenzugs (40) um eine erste Gelenkachse (68) rotierbar ist, die zumindest eine lose Seilrolle (60) des ersten Flaschenzugs (40) um eine zweite Gelenkachse rotierbar (70) ist, die zumindest eine feste Seilrolle (58) des zweiten Flaschenzugs (42) um eine dritte Gelenkachse (72) rotierbar ist, und die zumindest eine lose Seilrolle (62) des zweiten Flaschenzugs (42) um eine vierte Gelenkachse (74) rotierbar ist, und wobei die erste, die zweite, die dritte und die vierte Gelenkachse (68, 70, 72, 74) zueinander parallel und in einer gemeinsamen Flucht angeordnet sind.Coordinate measuring machine (10) with a measuring head (18) for determining spatial coordinates on a workpiece (14) to be measured, with a workpiece holder (12) for receiving the workpiece (14) to be measured and with a positioning device for positioning the measuring head (18) and the workpiece holder (12) relative to each other, wherein the positioning device comprises a drive (34) for moving the measuring head (18) relative to the workpiece holder (12) and / or for movement of the workpiece holder (12) relative to the measuring head (18) the drive (34) is designed as a cable drive (38), wherein the cable drive (38) has a first and a second pulley (40, 42) which are opposite to each other and connected to each other via a common cable (44), and wherein the cable drive (38) has a motor (46) for driving the common cable (44), wherein both the first and the second pulley (40, 42) each have at least one loose pulley (60, 62) and at least one fixed pulley (56, 58), and wherein the first pulley (40) has a first fixing element (52) for fixing a first end of the common cable (44) and the second pulley (42) a second fixing element (54) for fixing the second end of the common cable (44), wherein the at least one fixed pulley (56) of the first pulley (40) is rotatable about a first hinge axis (68) comprising at least one loose pulley ( 60) of the first pulley (40) is rotatable about a second hinge axis (70), which is rotatable about a third hinge axis (72) at least one fixed pulley (58) of the second pulley (42), and the at least one loose pulley (62 ) of the second pulley (42) about a fourth hinge axis (74) is rotatable, and wherein the first, the second, the third and the fourth hinge axis (68, 70, 72, 74) are arranged parallel to each other and in a common alignment.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät mit einem Messkopf zum Bestimmen von Raumkoordinaten an einem zu vermessenden Werkstück, mit einer Werkstückaufnahme zur Aufnahme des zu vermessenden Werkstücks und mit einer Positioniereinrichtung zur Positionierung des Messkopfes und der Werkstückaufnahme relativ zueinander, wobei die Positioniereinrichtung einen Antrieb zur Bewegung des Messkopfes relativ zu der Werkstückaufnahme und/oder zur Bewegung der Werkstückaufnahme relativ zu dem Messkopf aufweist.The present invention relates to a coordinate measuring machine with a measuring head for determining spatial coordinates on a workpiece to be measured, with a workpiece holder for receiving the workpiece to be measured and with a positioning device for positioning the measuring head and the workpiece holder relative to each other, wherein the positioning means a drive for moving the Measuring head relative to the workpiece holder and / or to move the workpiece holder relative to the measuring head.
Ein derartiges Koordinatenmessgerät ist beispielsweise aus der
Koordinatenmessgeräte sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Sie dienen dazu, beispielsweise im Rahmen einer Qualitätssicherung Werkstücke zu überprüfen oder die Geometrie eines Werkstücks vollständig im Rahmen eines sogenannten „Reverse Engineering“ zu ermitteln. Darüber hinaus sind vielfältige weitere Anwendungsmöglichkeiten denkbar.Coordinate measuring machines are well known in the art. They are used, for example, to check workpieces as part of a quality assurance or to determine the geometry of a workpiece completely in the context of a so-called "reverse engineering". In addition, a variety of other applications are conceivable.
In derartigen Koordinatenmessgeräten können verschiedene Arten von Sensoren zur Anwendung kommen, um die Koordinaten des zu vermessenden Werkstücks zu erfassen. Beispielsweise sind hierzu taktil messende Sensoren bekannt, wie sie von der Anmelderin unter der Produktbezeichnung „VAST XT“ oder „VAST XXT“ vertrieben werden. Hierbei wird die Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks mit einem Taststift abgetastet, dessen Koordinaten im Messraum ständig bekannt sind. Ein derartiger Taststift kann auch entlang der Oberfläche eines Werkstücks bewegt werden, so dass in einem solchen Messvorgang im Rahmen eines sogenannten „Scanning-Verfahrens“ eine Vielzahl von Messpunkten in festgelegten zeitlichen Abständen erfasst werden kann.In such coordinate measuring machines, various types of sensors can be used to detect the coordinates of the workpiece to be measured. For example, this tactile measuring sensors are known, as sold by the applicant under the product name "VAST XT" or "VAST XXT". Here, the surface of the workpiece to be measured is scanned with a stylus whose coordinates are constantly known in the measuring room. Such a stylus can also be moved along the surface of a workpiece, so that in such a measuring operation in the context of a so-called "scanning method" a plurality of measuring points can be detected at fixed time intervals.
Darüber hinaus ist es bekannt, optische Sensoren einzusetzen, die ein berührungsloses Erfassen der Koordinaten eines Werkstücks ermöglichen. Ein Beispiel für einen derartigen optischen Sensor ist der unter der Produktbezeichnung „ViScan“ von der Anmelderin vertriebene optische Sensor.Moreover, it is known to use optical sensors, which enable contactless detection of the coordinates of a workpiece. An example of such an optical sensor is the optical sensor sold under the product name "ViScan" by the Applicant.
Des Weiteren gibt es eine Vielzahl von Koordinatenmessgeräten, welche sowohl taktile als auch optische Sensoren einsetzen. Diese Art von Koordinatenmessgerät wird auch als Multi-Sensor-Koordinatenmessgerät bezeichnet.Furthermore, there are a variety of coordinate measuring machines, which use both tactile and optical sensors. This type of coordinate measuring machine is also referred to as a multi-sensor coordinate measuring machine.
Um das zu vermessende Werkstück relativ zu dem Messkopf zu positionieren, werden in Koordinatenmessgeräten üblicherweise elektrisch betätigbare Positioniereinrichtungen verwendet, welche Messkopf und Werkstückaufnahme relativ zueinander bewegen. Je nach Bauweise des Koordinatenmessgeräts wird entweder der Messkopf oder die Werkstückaufnahme, also der sogenannte Messtisch, aktiv bewegt. Die Bewegung erfolgt üblicherweise entlang dreier, senkrecht zueinander ausgerichteter Koordinatenachsen. Bei gewissen Bauarten werden sowohl Messkopf als auch Werkstückaufnahme bzw. Messtisch bewegt. Bei der sogenannten Auslegerbauweise wird der Messtisch üblicherweise entlang einer Achse und der Messkopf entlang zweier, senkrechter zu stehender Achsen bewegt. Bei Koordinatenmessgeräten in Kreuztisch-Bauweise ist der Messtisch entlang zweier, orthogonal zueinander ausgerichteter Achsen bewegbar, wohingegen der Messkopf üblicherweise nur entlang einer Achse bewegbar ist. Bei der Brücken-, der Portal- und der Ständerbauweise ist meist der Messkopf entlang dreier, orthogonal zueinander ausgerichteter Achsen bewegbar. Der Messtisch ist dabei häufig fix.In order to position the workpiece to be measured relative to the measuring head, usually electrically operated positioning means are used in coordinate measuring machines, which move the measuring head and workpiece holder relative to each other. Depending on the design of the coordinate measuring machine, either the measuring head or the workpiece holder, ie the so-called measuring table, is actively moved. The movement usually takes place along three coordinate axes oriented perpendicular to each other. In certain designs, both the measuring head and the workpiece holder or measuring table are moved. In the so-called boom design, the measuring table is usually moved along an axis and the measuring head along two, perpendicular to standing axes. In the case of coordinate measuring machines in cross-table construction, the measuring table is movable along two, orthogonally aligned axes, whereas the measuring head is usually movable only along one axis. In the bridge, gantry and column construction, the measuring head is usually movable along three orthogonally aligned axes. The measuring table is often fixed.
In den oben genannten Positioniereinrichtungen der Koordinatenmessgeräte werden meist Linearantriebe verwendet. Bei dem von der Anmelderin unter dem Namen „Contura“ vertriebenen Koordinatenmessgerät wird beispielsweise ein mitfahrender Reibradantrieb mit zweistufigem Riemengetriebe verwendet, um das Portal, an dem der Messkopf befestigt ist, gegenüber dem Messtisch zu verfahren. Ein anderes Beispiel ist das von der Anmelderin unter dem Namen „DuraMax“ vertriebene Koordinatenmessgerät, bei dem ein Spindelantrieb innerhalb der Positioniereinrichtung verwendet wird.In the above-mentioned positioning of coordinate measuring usually linear drives are used. In the coordinate measuring machine marketed by the applicant under the name "Contura", for example, a traveling friction wheel drive with a two-stage belt transmission is used in order to move the gantry to which the measuring head is fastened in relation to the measuring table. Another example is the coordinate measuring machine sold by the applicant under the name "DuraMax", in which a spindle drive is used within the positioning device.
Wenngleich sich die oben genannten Antriebe in der Praxis bewährt haben, so weisen diese dennoch einige Nachteile auf. Bei einem Reibradantrieb muss das Reibrad gegen eine entsprechende Antriebsfläche gepresst werden. Die Antriebsfläche muss über die gesamte Länge daher sehr genau gefertigt sein, um die bei Koordinatenmessgeräten geforderte enorme Präzision gewährleisten zu können. Eine derart präzise Fertigung der Antriebsfläche ist relativ teuer. Im Übrigen wird die Führung durch die Anpresskraft zusätzlich belastet, so dass es zu Fehlern im Ablauf kommen kann.Although the above-mentioned drives have proven themselves in practice, they still have some disadvantages. In a friction wheel drive, the friction wheel must be pressed against a corresponding drive surface. The drive surface must therefore be manufactured very accurately over the entire length in order to ensure the required with coordinate measuring machines enormous precision. Such a precise production of the drive surface is relatively expensive. Moreover, the guide is additionally burdened by the contact pressure, so that it can lead to errors in the process.
Bei Spindelantrieben ist die Länge der Spindel aufgrund der kritischen Drehzahl beschränkt. Bei den in Koordinatenmessgeräten üblicherweise verwendeten Geschwindigkeiten sind daher maximal 500-800 mm Verfahrbereich mit Spindelantrieben möglich. Zur Realisierung größerer Verfahrbereiche sind meist zusätzliche Maßnahmen notwendig, beispielsweise mitfahrende Abstützungen oder pneumatische Greifer. Diese sind jedoch relativ kostenintensiv und erhöhen die Gesamtkomplexität des Systems.For spindle drives, the length of the spindle is limited due to the critical speed. With the velocities commonly used in coordinate measuring machines, a maximum of 500-800 mm travel range with spindle drives is possible. To realize larger travel ranges usually additional measures are necessary, for example, moving supports or pneumatic gripper. However, these are relatively expensive and increase the overall complexity of the system.
Außerdem treten bei beiden oben genannten Antriebsbeispielen während des Betriebs relativ hohe Momente auf. Auch hierdurch können Ungenauigkeiten entstehen, welche letztendlich zu Messfehlern führen können. In addition, occur in both above-mentioned drive examples during operation relatively high torque. This can also cause inaccuracies, which can ultimately lead to measurement errors.
US 2009 / 0 199 421 A1 zeigt ein Koordinatenmessgerät mit einem Seilantrieb zur Bewegung des Tastkopfes. Eine weitere beispielhafte Positioniervorrichtung, welche einen Seilantrieb verwendet und zur Bewegung eines Messschlittens eines Koordinatenmessgerätes eingesetzt wird, ist aus der
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Koordinatenmessgerät bereitzustellen, welches insbesondere kostengünstiger in der Herstellung ist und dabei eine ausreichende Positioniergenauigkeit von Messkopf und Werkstückaufnahme relativ zueinander gewährleistet.Against this background, it is an object of the present invention to provide an alternative coordinate measuring machine, which is particularly cost-effective to manufacture and thereby ensures sufficient positioning accuracy of the measuring head and workpiece holder relative to each other.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Koordinatenmessgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Antrieb zur Bewegung des Messkopfes relativ zu der Werkstückaufnahme und/oder zur Bewegung der Werkstückaufnahme relativ zu dem Messkopf als Seilantrieb ausgestaltet ist, wobei der Seilantrieb einen ersten und einen zweiten Flaschenzug aufweist, die zueinander gegenläufig sind und über ein gemeinsames Seil miteinander verbunden sind, und wobei der Seilantrieb einen Motor zum Antreiben des gemeinsamen Seils aufweist, wobei sowohl der erste als auch der zweite Flaschenzug jeweils zumindest eine lose Seilrolle und zumindest eine feste Seilrolle aufweisen, und wobei der erste Flaschenzug ein erstes Fixierungselement zur Fixierung eines ersten Endes des gemeinsamen Seils aufweist und der zweite Flaschenzug ein zweites Fixierungselement zur Fixierung des zweiten Endes des gemeinsamen Seils aufweist, wobei die zumindest eine feste Seilrolle des ersten Flaschenzugs um eine erste Gelenkachse rotierbar ist, die zumindest eine lose Seilrolle des ersten Flaschenzugs um eine zweite Gelenkachse rotierbar ist, die zumindest eine feste Seilrolle des zweiten Flaschenzugs um eine dritte Gelenkachse rotierbar ist, und die zumindest eine lose Seilrolle des zweiten Flaschenzugs um eine vierte Gelenkachse rotierbar ist, und wobei die erste, die zweite, die dritte und die vierte Gelenkachse zueinander parallel und in einer gemeinsamen Flucht angeordnet sind.According to a first aspect of the present invention, this object is achieved by a coordinate measuring machine of the type mentioned above in that the drive for moving the measuring head relative to the workpiece holder and / or for movement of the workpiece holder is designed relative to the measuring head as a cable drive, wherein the cable drive a first and a second pulley, which are mutually opposite and are connected to each other via a common cable, and wherein the cable drive comprises a motor for driving the common cable, wherein each of the first and the second pulley each at least one loose pulley and at least have a fixed pulley, and wherein the first pulley has a first fixing element for fixing a first end of the common cable and the second pulley block has a second fixing element for fixing the second end of the common cable, wherein the at least one fixed S eilrolle of the first pulley is rotatable about a first hinge axis, which is at least a loose pulley of the first pulley about a second hinge axis rotatable at least one fixed pulley of the second pulley about a third hinge axis, and at least one loose pulley of the second pulley is rotatable about a fourth hinge axis, and wherein the first, the second, the third and the fourth hinge axis are arranged parallel to each other and in a common alignment.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Koordinatenmessgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Antrieb zur Bewegung des Messkopfes relativ zu der Werkstückaufnahme und/oder zur Bewegung der Werkstückaufnahme relativ zu dem Messkopf als Seilantrieb ausgestaltet ist, wobei der Seilantrieb einen ersten und einen zweiten Flaschenzug aufweist, die zueinander gegenläufig sind und über ein gemeinsames Seil miteinander verbunden sind, und wobei der Seilantrieb einen Motor zum Antreiben des gemeinsamen Seils aufweist, wobei sowohl der erste als auch der zweite Flaschenzug jeweils zumindest zwei lose Seilrollen und zumindest Seilrollen zwei feste Seilrollen aufweisen, wobei die zumindest zwei festen Seilrollen des ersten Flaschenzugs um eine gemeinsame erste Gelenkachse rotierbar sind, die zumindest zwei losen Seilrollen des ersten Flaschenzugs um eine gemeinsame zweite Gelenkachse rotierbar sind, die zumindest zwei festen Seilrollen des zweiten Flaschenzugs um eine gemeinsame dritte Gelenkachse rotierbar sind, und die zumindest zwei losen Seilrollen des zweiten Flaschenzugs um eine gemeinsame vierte Gelenkachse rotierbar sind, und wobei die erste, die zweite, die dritte und die vierte Gelenkachse zueinander parallel und in einer gemeinsamen Flucht angeordnet sind.According to a second aspect of the present invention, this object is achieved by a coordinate measuring machine of the type mentioned above in that the drive for moving the measuring head relative to the workpiece holder and / or for movement of the workpiece holder is designed relative to the measuring head as a cable drive, wherein the cable drive a first and a second pulley, which are opposite to each other and are connected to each other via a common cable, and wherein the cable drive comprises a motor for driving the common cable, wherein both the first and the second pulley each having at least two loose pulleys and at least Pulleys have two fixed pulleys, wherein the at least two fixed pulleys of the first pulley are rotatable about a common first hinge axis, the at least two loose pulleys of the first pulley are rotatable about a common second hinge axis, the at least two fixed rope rollers of the second pulley to a common third hinge axis are rotatable, and the at least two loose pulleys of the second pulley are rotatable about a common fourth hinge axis, and wherein the first, the second, the third and the fourth hinge axis parallel to each other and in a common flight are arranged.
Derartige Seilantriebe sind wesentlich kostengünstiger in der Herstellung als die oben genannten Antriebsbeispiele, welche üblicherweise in Koordinatenmessgeräten verwendet werden, um den Messkopf und/oder den Messtisch zu bewegen. Einer der Hauptvorteile der Verwendung eines Seilantriebs in der Positioniereinrichtung eines Koordinatenmessgeräts ist, dass das Auftreten unerwünschter Momente nahezu ausgeschlossen ist. Seile können lediglich Zugkräfte, jedoch keine Momente übertragen. Es hat sich herausgestellt, dass durch die Verwendung eines Seilantriebs innerhalb eines Koordinatenmessgeräts daher auf relativ einfache und kostengünstige Art und Weise eine enorm hohe Genauigkeit des Antriebs und damit der gesamten Positioniereinrichtung gewährleistet werden kann. Messfehler, welche durch die Positioniereinrichtung hervorgerufen werden, können auf ein Minimum reduziert werden.Such cable drives are much cheaper to manufacture than the above-mentioned drive examples, which are commonly used in coordinate measuring machines to move the measuring head and / or the measuring table. One of the main advantages of using a cable drive in the positioning of a coordinate measuring machine is that the occurrence of unwanted moments is almost impossible. Ropes can transmit only tensile forces, but no moments. It has been found that by the use of a cable drive within a coordinate measuring machine therefore a very high accuracy of the drive and thus the entire positioning can be ensured in a relatively simple and cost-effective manner. Measurement errors caused by the positioning device can be reduced to a minimum.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass auf Getriebe, welche in den üblichen in Koordinatenmessgeräten verwendeten Antrieben zwingend notwendig sind, vollständig verzichtet werden kann. Durch den Seilantrieb kann ohne die Verwendung von Getrieben in der erwünschten Art und Weise nur die Antriebskraft auf das jeweils bewegte Teil übertragen werden, ohne dass hierbei relevante Querkräfte und/oder Momente auftreten.Another advantage of the solution according to the invention is that it is completely possible to dispense with transmissions which are absolutely necessary in the customary drives used in coordinate measuring machines. By the cable drive can be transmitted to the respective moving part without the use of gears in the desired manner only the driving force, without this relevant lateral forces and / or moments occur.
Auch die Geschwindigkeiten, welche üblicherweise für Positioniereinrichtungen in Koordinatenmessgeräten gefordert werden, lassen sich ohne weiteres durch einen Seilantrieb gewährleisten.The speeds which are usually required for positioning in coordinate measuring machines, can be readily ensured by a cable drive.
Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Positioniereinrichtung auch weitere Antriebe aufweisen kann, welche ebenfalls als Seilantrieb oder aber auch als herkömmliche Antriebe (wie beispielsw. Reibradantrieb oder Spindelantrieb) realisiert sein können. Die Erfindung zielt im Wesentlichen darauf ab, dass zumindest ein Antrieb zur Verfahrbarkeit von Messkopf und Werkstückaufnahme relativ zueinander entlang zumindest einer Achse eingesetzt wird.It is understood that the positioning device according to the invention can also have other drives, which also as a cable drive or can also be realized as conventional drives (such as Reibradantrieb or spindle drive). The invention essentially aims at the fact that at least one drive for movability of measuring head and workpiece holder is used relative to each other along at least one axis.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Messkopf an einem beweglichen Träger, welcher als Portal, Ausleger, Brücke oder Ständer ausgestaltet ist, angeordnet, wobei der Seilantrieb zur Bewegung des beweglichen Trägers relativ zu der Werkstückaufnahme eingerichtet ist.According to one embodiment, the measuring head is arranged on a movable carrier, which is designed as a portal, boom, bridge or stand, wherein the cable drive is arranged for movement of the movable carrier relative to the workpiece holder.
Vorzugsweise wird also mithilfe des Seilantriebs das Portal, der Ausleger, die Brücke oder der Ständer, an dem der Messkopf je nach Bauart des Koordinatenmessgeräts angeordnet ist, gegenüber dem Messtisch, welcher hier allgemein als Werkstückaufnahme bezeichnet wird, bewegt.Preferably, therefore, using the cable drive, the portal, the boom, the bridge or the stand on which the measuring head is arranged depending on the design of the coordinate measuring machine, with respect to the measuring table, which is generally referred to as a workpiece holder moves.
Erfidungsgemäß weist der Seilantrieb einen ersten und einen zweiten Flaschenzug auf, die zueinander gegenläufig sind und über ein gemeinsames Seil miteinander verbunden sind, wobei der Seilantrieb einen Motor zum Antreiben des gemeinsamen Seils aufweist.According to the invention, the cable drive has a first and a second pulley, which are opposite to each other and are connected to each other via a common cable, wherein the cable drive has a motor for driving the common cable.
Genauer gesagt, verwenden beide Flaschenzüge das gleiche Seil. Unter gegenläufigen Flaschenzügen werden vorliegend zwei Flaschenzüge verstanden, welche in entgegengesetzte Richtungen wirken. Der Motor und die beiden Flaschenzüge sind über das gemeinsame Seil derart miteinander verbunden, dass ein Antreiben des gemeinsamen Seils durch den Motor entlang einer ersten Umlaufrichtung ein Verkürzen des ersten Flaschenzugs und ein Verlängern des zweiten Flaschenzugs bewirkt, und umgekehrt ein Antreiben des gemeinsamen Seils durch den Motor entlang einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Umlaufrichtung, ein Verkürzen des zweiten Flaschenzugs und ein Verlängern des ersten Flaschenzugs bewirkt. Mit der Länge des Flaschenzugs ist jeweils die Effektivlänge bzw. der Abstand zwischen festen und losen Seilrollen des Flaschenzugs gemeint.More specifically, both pulleys use the same rope. Under opposite pulleys are understood here two pulleys, which act in opposite directions. The motor and the two pulleys are interconnected via the common cable such that driving the common cable through the motor along a first direction of rotation causes the first pulley to be shortened and the second pulley to be extended, and vice versa driving the common rope through Motor along a second, the first opposite direction of rotation, a shortening of the second pulley and an extension of the first pulley causes. The length of the pulley in each case the effective length or the distance between fixed and loose pulleys of the pulley is meant.
Sowohl der erste als auch der zweite Flaschenzug weisen jeweils zumindest eine lose Seilrolle und zumindest eine feste Seilrolle auf, wobei der erste Flaschenzug ein erstes Fixierungselement zur Fixierung eines ersten Endes des gemeinsamen Seils aufweist und der zweite Flaschenzug ein zweites Fixierungselement zur Fixierung des zweiten Endes des gemeinsamen Seils aufweist.Both the first and the second pulley each have at least one loose pulley and at least one fixed pulley, wherein the first pulley has a first fixing element for fixing a first end of the common cable and the second pulley a second fixing element for fixing the second end of common rope.
Als lose Seilrollen werden bei Flaschenzügen üblicherweise die Seilrollen bezeichnet, welche bei einer Bewegung des Seils nicht nur eine rotatorische Bewegung, sondern auch eine translatorische Bewegung ausführen. Feste Seilrollen werden während der Bewegung des Seils dagegen nur rotatorisch bewegt. Anders ausgedrückt, sind die Gelenkachsen fester Seilrollen örtlich fix, wohingegen die Gelenkachsen loser Seilrollen beweglich sind. Diese bewegen sich während der Bewegung des Seils translatorisch, vorzugsweise entlang einer linearen, geradlinigen Achse.As loose pulleys pulleys are usually referred to the pulleys, which perform not only a rotational movement, but also a translational movement in a movement of the rope. By contrast, fixed pulleys are only moved rotationally during the movement of the rope. In other words, the axes of articulation fixed pulleys are fixed locally, whereas the joint axes of loose pulleys are movable. These move during the movement of the rope translationally, preferably along a linear, straight axis.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die zumindest eine lose Seilrolle des ersten Flaschenzugs und die zumindest eine lose Seilrolle des zweiten Flaschenzugs mit dem beweglichen Träger des Messkopfes, also je nach Bauart des Koordinatenmessgeräts mit dem Portal, dem Ausleger, der Brücke oder dem Ständer, verbunden, wobei die zumindest eine feste Seilrolle des ersten Flaschenzugs und die zumindest eine feste Seilrolle des zweiten Flaschenzugs mit der Werkstückaufnahme bzw. dem Messtisch fest verbunden sind.According to a further embodiment of the present invention, the at least one loose pulley of the first pulley and the at least one loose pulley of the second pulley with the movable support of the measuring head, so depending on the design of the coordinate measuring machine with the portal, the boom, the bridge or the stand connected, wherein the at least one fixed pulley of the first pulley and the at least one fixed pulley of the second pulley with the workpiece holder or the measuring table are firmly connected.
Die losen Seilrollen beider Flaschenzüge bewegen sich also mit dem beweglichen Träger mit. Die festen Seilrollen beider Flaschenzüge sind dagegen am Messtisch fixiert.The loose pulleys of both pulleys thus move with the movable support. The fixed pulleys of both pulleys, however, are fixed to the measuring table.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die zumindest eine feste Seilrolle des ersten Flaschenzugs um eine erste Gelenkachse rotierbar, die zumindest eine lose Seilrolle des ersten Flaschenzugs um eine zweite Gelenkachse rotierbar, die zumindest eine feste Seilrolle des zweiten Flaschenzugs um eine dritte Gelenkachse rotierbar, und die zumindest eine lose Seilrolle des zweiten Flaschenzugs um eine vierte Gelenkachse rotierbar, wobei die erste, die zweite, die dritte und die vierte Gelenkachse zueinander parallel und in einer gemeinsamen Flucht angeordnet sind.According to a further embodiment, the at least one fixed pulley of the first pulley is rotatable about a first hinge axis, the at least one loose pulley of the first pulley rotatable about a second hinge axis, the at least one fixed pulley of the second pulley rotatable about a third hinge axis, and the at least a loose pulley of the second pulley about a fourth hinge axis rotatable, wherein the first, second, third and fourth hinge axis are arranged parallel to each other and in a common alignment.
Wie bereits erwähnt, bewirkt also die Bewegung des Seils die Verlängerung eines Flaschenzugs und gleichzeitig die Verkürzung des jeweils anderen Flaschenzugs. Während der Bewegung des Seils rotieren alle Seilrollen beider Flaschenzüge, also sowohl die festen als auch die losen Seilrollen, jeweils in einer gemeinsamen Rotationsrichtung. Die Flaschenzüge selbst bewegen sich also gegenläufig, wohingegen sich die Seilrollen aufgrund ihrer Anordnung gleichläufig, also in gleicher Richtung, bewegen.As already mentioned, therefore, the movement of the rope causes the extension of a pulley and at the same time the shortening of the other pulley. During the movement of the rope all pulleys of both pulleys, so both the fixed and the loose pulleys rotate, each in a common direction of rotation. The pulleys themselves thus move in opposite directions, whereas the pulleys move in the same direction, ie in the same direction, due to their arrangement.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die zumindest eine feste Seilrolle des ersten Flaschenzugs auf einer ersten Seite der Werkstückaufnahme angeordnet, wohingegen die zumindest eine feste Seilrolle des zweiten Flaschenzugs auf einer zweiten Seite der Werkstückaufnahme angeordnet ist, die der ersten Seite gegenüberliegt.According to another embodiment, the at least one fixed pulley of the first pulley block is arranged on a first side of the workpiece holder, whereas the at least one fixed pulley of the second pulley block is arranged on a second side of the workpiece holder, which is opposite to the first side.
Da die Werkstückaufnahme meist eine Basisplatte aus Granit aufweist, lassen sich die Kräfte relativ unkompliziert in diese Basisplatte ableiten, ohne dass es dabei zu unerwünschten Verformungen kommt. Je nach Bauart müssen die festen Seilrollen jedoch nicht direkt an der Werkstückaufnahme bzw. dem Messtisch befestigt sein, sondern können über zusätzliche Gestelle mit der Werkstückaufnahme bzw. dem Messtisch verbunden sein oder gar gänzlich separat dazu angeordnet sein. Solange die festen Seilrollen jedoch auf den gegenüberliegenden Seiten des Messtisches angeordnet sind, lässt sich der bewegliche Träger, also das Portal, der Ausleger, die Brücke oder der Ständer des Koordinatenmessgeräts, über die gesamte Länge des Messtisches bewegen.Since the workpiece holder usually has a base plate made of granite, can be Forces relatively easy to derive in this base plate, without causing undesirable deformations. Depending on the design, the fixed pulleys must not be attached directly to the workpiece holder or the measuring table, but can be connected via additional racks with the workpiece holder or the measuring table or even be arranged entirely separately. However, as long as the fixed pulleys are arranged on opposite sides of the measuring table, the movable support, so the portal, the boom, the bridge or the stand of the coordinate measuring machine, can move over the entire length of the measuring table.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das zweite Ende des Seils über ein Federelement mit dem zweiten Fixierungselement verbunden.According to a further embodiment, the second end of the rope is connected via a spring element with the second fixing element.
Durch das Federelement lässt sich die Vorspannung des Seils mehr oder weniger konstant halten. Vorzugsweise wird hierzu eine Zugfeder verwendet. Grundsätzlich können jedoch auch andere Arten von Federelementen verwendet werden. Alternativ kann dies auch über ein umgelenktes Gewicht geschehen. Falls das Seil selber als Feder wirkt, kann auf eine solche zusätzliche Feder verzichtet werden. Vorzugsweise wird als Seil jedoch ein Stahlseil verwendet, welches nur eine sehr geringe Federelastizität aufweist.By the spring element can be the bias of the rope more or less constant. Preferably, a tension spring is used for this purpose. In principle, however, other types of spring elements can be used. Alternatively, this can also be done via a deflected weight. If the rope itself acts as a spring, can be dispensed with such an additional spring. Preferably, however, a steel cable is used as the rope, which has only a very low spring elasticity.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Motor eine Antriebsscheibe auf, welche als eine der zumindest einen festen Seilrolle oder als eine der zumindest einen losen Seilrolle des ersten Flaschenzugs fungiert.According to a further embodiment, the motor has a drive pulley, which acts as one of the at least one fixed pulley or as one of the at least one loose pulley of the first pulley.
In der minimal möglichen Ausgestaltungsvariante weist der Seilantrieb somit also insgesamt lediglich vier Seilrollen auf, eine losen und eine feste Seilrolle des ersten Flaschenzugs und eine lose und eine feste Seilrolle des zweiten Flaschenzugs, wobei die Antriebsscheibe des Motors eine der beiden Seilrollen des ersten Flaschenzugs darstellt.In the minimal possible design variant, the cable drive thus has a total of only four pulleys, a loose and a fixed pulley of the first pulley and a loose and a fixed pulley of the second pulley, the drive pulley of the motor is one of the two pulleys of the first pulley.
In alternativen Ausgestaltungsvarianten stellt die Antriebsscheibe des Motors eine zusätzliche Seilrolle, zusätzlich zu den festen und losen Seilrollen des ersten und zweiten Flaschenzugs, dar. Je nach gewünschtem Kraftübersetzungsverhältnis können beide Flaschenzüge selbstverständlich auch mehr als nur jeweils eine feste und eine lose Seilrolle aufweisen.In alternative embodiment variants, the drive pulley of the motor provides an additional pulley, in addition to the fixed and loose pulleys of the first and second pulley. Depending on the desired power transmission ratio, both pulleys may of course have more than one fixed and one loose pulley.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen sowohl der erste als auch der zweite Flaschenzug jeweils zumindest zwei lose Seilrollen und zumindest zwei feste Seilrollen auf, wobei die zumindest zwei festen Seilrollen des ersten Flaschenzugs um eine gemeinsame erste Gelenkachse rotierbar sind, die zumindest zwei losen Seilrollen des ersten Flaschenzugs um eine gemeinsame zweite Achse rotierbar sind, die zumindest zwei festen Seilrollen des zweiten Flaschenzugs um eine gemeinsame dritte Gelenkachse rotierbar sind, und die zumindest zwei losen Seilrollen des zweiten Flaschenzugs um eine gemeinsame vierte Gelenkachse rotierbar sind, wobei die erste, die zweite, die dritte und die vierte Gelenkachse zueinander parallel und in einer gemeinsamen Flucht angeordnet sind.According to one embodiment of the present invention, both the first and the second pulley each have at least two loose pulleys and at least two fixed pulleys, wherein the at least two fixed pulleys of the first pulley are rotatable about a common first hinge axis, the at least two loose pulleys of first pulley block are rotatable about a common second axis, which are rotatable about a common third hinge axis at least two fixed sheaves of the second pulley, and the at least two loose sheaves of the second pulley are rotatable about a common fourth hinge axis, wherein the first, the second, the third and the fourth hinge axis are arranged parallel to one another and in a common alignment.
In einer beispielhaften Ausgestaltung weist jeder der beiden Flaschenzüge beispielsweise jeweils vier lose und vier feste Seilrollen auf. Auch in diesem Beispiel sind die vier festen Seilrollen des ersten Flaschenzugs auf einer gemeinsamen ersten Gelenkachse montiert, die vier losen Seilrollen des ersten Flaschenzugs auf einer gemeinsamen zweiten Gelenkachse montiert, die vier festen Seilrollend des zweiten Flaschenzugs auf einer gemeinsamen dritten Gelenkachse montiert, und die vier losen Seilrollen des zweiten Flaschenzugs auf einer gemeinsamen vierten Gelenkachse montiert. Während der Bewegung des Seils rotieren alle Seilrollen wiederum in der gleichen Rotationsrichtung, also entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn, je nach Umlaufrichtung des Seils.In an exemplary embodiment, each of the two pulleys, for example, each four loose and four fixed pulleys. Also in this example, the four fixed sheaves of the first pulley are mounted on a common first articulation axis which mounts four loose pulleys of the first pulley on a common second articulation axis, mounting the four fixed pulley end of the second pulley on a common third articulation axis, and the four loose pulleys of the second pulley mounted on a common fourth hinge axis. During the movement of the rope all pulleys rotate in the same direction of rotation again, either clockwise or counterclockwise, depending on the direction of rotation of the rope.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Antriebsscheibe des Motors parallel zu und in einer gemeinsamen Flucht mit der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Gelenkachse angeordnet.According to one embodiment of the present invention, the drive pulley of the engine is arranged parallel to and in common alignment with the first, second, third and fourth hinge axes.
In einer alternativen Ausgestaltung ist die Antriebsscheibe des Motors um eine Antriebsachse rotierbar, die windschief, also nicht parallel zu der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Gelenkachse ausgerichtet ist.In an alternative embodiment, the drive disk of the motor is rotatable about a drive axis which is skewed, that is not aligned parallel to the first, the second, the third and the fourth joint axis.
Hierdurch ist es möglich, das Seil zwischen der zumindest einen festen Seilrolle des ersten Flaschenzugs und der Antriebsscheibe des Motors über Kreuz zu führen, so dass sich der Umschlingungswinkel erhöht und somit mehr Kraft übertragen werden kann.This makes it possible to cross the rope between the at least one fixed pulley of the first pulley and the drive pulley of the engine, so that the wrap angle increases and thus more power can be transmitted.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist die Antriebsscheibe des Motors um eine Antriebsachse rotierbar, die parallel zu der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Gelenkachse angeordnet ist, wobei eine gedachte erste Verbindungslinie zwischen den vier Gelenkachsen und eine gedachte zweite Verbindungslinie zwischen der ersten Gelenkachse und der Antriebsachse in einer Draufsicht parallel zu den Gelenkachsen betrachtet einen Winkel ungleich 0° einschließen.According to a further alternative embodiment, the drive disc of the motor is rotatable about a drive axis which is arranged parallel to the first, the second, the third and the fourth hinge axis, wherein an imaginary first connecting line between the four hinge axes and an imaginary second connecting line between the first Joint axis and the drive axle viewed in a plan view parallel to the hinge axes an angle not equal to 0 °.
Der Motor ist somit also seitlich und nicht mehr in einer Flucht mit der Hauptbewegungsrichtung der Flaschenzüge angeordnet. Hierdurch kann das Seil ähnlich wie bei einer Spillwinde geführt werden. Dies erhöht den Umschlingungswinkel auf beinahe und vergrößert somit die Kraftübertragung von dem Motor auf das Seil.The engine is therefore so the side and not in alignment with the Main movement direction of the pulleys arranged. As a result, the rope can be performed similar to a capstan. This increases the wrap angle to almost and thus increases the power transmission from the engine to the cable.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine vereinfachte, schematische Darstellung eines beispielhaften, gattungsgemäßen Koordinatenmessgeräts; -
2 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Koordinatenmessgeräts; -
3 eine erste Detailansicht des in2 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Koordinatenmessgeräts; -
4 eine zweite Detailansicht des in2 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Koordinatenmessgeräts; -
5 eine dritte Detailansicht des in2 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Koordinatenmessgeräts; -
6 eine vierte Detailansicht des in2 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Koordinatenmessgeräts; -
7 eine Detailansicht zur Veranschaulichung einer Einbauvariante eines Motors an dem erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerät; und -
8 eine Detailansicht zur Veranschaulichung einer weiteren Einbauvariante des Motors an dem erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerät.
-
1 a simplified, schematic representation of an exemplary, generic coordinate measuring machine; -
2 a perspective view of an embodiment of the coordinate measuring machine according to the invention; -
3 a first detailed view of the in2 shown embodiment of the coordinate measuring machine according to the invention; -
4 a second detail view of the in2 shown embodiment of the coordinate measuring machine according to the invention; -
5 a third detail view of the in2 shown embodiment of the coordinate measuring machine according to the invention; -
6 a fourth detail view of the in2 shown embodiment of the coordinate measuring machine according to the invention; -
7 a detail view illustrating an installation variant of a motor on the coordinate measuring machine according to the invention; and -
8th a detail view illustrating a further installation variant of the motor on the coordinate measuring machine according to the invention.
Das Koordinatenmessgerät
An der Werkstückaufnahme bzw. Basis
In dem in
Das Koordinatenmessgerät
In dem vorliegenden Beispiel, in dem das Koordinatenmessgerät
Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung lediglich beispielhaft anhand eines Koordinatenmessgeräts
Die Steuereinheit
Mit der Bezugsziffer
Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft einen, mehrere oder alle Antriebe des Koordinatenmessgeräts
Bei dem in
In
Der Seilantrieb
Beide Flaschenzüge
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jeder Flaschenzug
Die festen Seilrollen
Die losen Seilrollen
Die losen Seilrollen
Die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel verwendeten vier festen Seilrollen
Wie insbesondere aus der Zusammenschau der
In dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel des Seilantriebs
Durch die oben erwähnte parallele Anordnung der Gelenkachsen
In den
Die
In der dritten möglichen Position des Motors (siehe
Wenngleich dies in den
Abschließend sei nochmals erwähnt, dass der Seilantrieb
Claims (14)
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Publications (2)
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DE102014115320A1 (en) | 2014-10-21 | 2016-04-21 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Coordinate measuring device for determining geometric properties of a measurement object |
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2016
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Title |
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Cordimet 700 Measuring Machine, URL: http://www.cottandco.com/de/lots/cordimet-700-measuring-machine- [abgerufen am 29.06.2017] * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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