DE102017102836A1

DE102017102836A1 - Luftlageranordnung für ein koordinatenmessgerät und betriebsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102017102836A1
Application number: DE102017102836.6A
Authority: DE
Inventors: Dominik Seitz; Malte Langmack
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2037-02-14
Also published as: DE102017102836B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftlageranordnung zur beweglichen Lagerung von zwei Bauteilen (4,11) zueinander mit mindestens einem Luftlager (12), welches ein Druckluftpolster zwischen den Bauteilen ausbilden kann, wobei das Luftlager mindestens eine Druckluftversorgungsleitung (13) aufweist, über die Druckluft bereitgestellt werden kann, wobei in der Druckluftversorgungsleitung mindestens ein Ventil angeordnet ist, mit dem der Durchfluss an Druckluft zum Luftlager und/oder der Druck im Luftlager einstellbar ist, und wobei das Ventil eine Schaltzeit kleiner oder gleich 50 ms aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Koordinatenmessgerät mit einer entsprechenden Luftlageranordnung sowie Betriebsverfahren hierzu.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftlageranordnung mit mindestens einem Luftlager zur beweglichen Lagerung von zwei Bauteilen zueinander, welches mittels Druckluft ein Druckluftpolster zwischen den zueinander beweglichen Bauteilen ausbildet (aerostatisches Luftlager), sowie ein Koordinatenmessgerät mit einer entsprechenden Luftlageranordnung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Luftlageranordnung und zum Betrieb eines entsprechenden Koordinatenmessgeräts.
STAND DER TECHNIK
Für die Qualitätssicherung ist es in der Fertigung in vielen Bereichen erforderlich, Werkstücke genau zu vermessen und die Dimensionen und/oder Formen der Werkstücke zu bestimmen. Dazu werden sogenannte Koordinatenmessgeräte eingesetzt, die über optische und/oder taktile Sensoren (Kontaktsensoren) Koordinaten eines zu vermessenden Werkstücks bestimmen können. Hierzu wird ein Messkopf mit einem entsprechenden Sensor dreidimensional im Raum verfahren, um das im Messraum gelagerte Werkstück zu vermessen. Ein Beispiel für ein derartiges Koordinatenmessgerät ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 229 823 A1 beschrieben.
Um mit derartigen Koordinatenmessgeräten hochpräzise Messungen durchführen zu können, müssen die beweglichen Komponenten des Koordinatenmessgeräts, die zur Bewegung des Sensors im dreidimensionalen Raum erforderlich sind, ebenfalls hochpräzise gelagert werden. Dafür sind Luftlager geeignet, bei denen die zu lagernden Bauteile und insbesondere auch die beweglich zueinander zu lagernden Bauteile mit einem Luftspalt zwischen sich über ein Druckluftpolster beabstandet angeordnet sind. Ein entsprechender Luftspalt zwischen beweglich zueinander gelagerten Bauteilen kann im Bereich von wenigen Mikrometern Spaltdicke liegen.
Bei dynamischen Belastungen eines entsprechenden aerostatischen Luftlagers, bei dem Druckluft oder ein sonstiges Gas zur Erzeugung des Luftspalts in den Zwischenraum der zu lagernden Teile eingeblasen wird, kann es zu einer Verringerung des Luftspalts bis hin zum Ausfall der Luftlagerung kommen, sodass es zum Kontakt der gelagerten Bauteile kommen kann. Dies kann jedoch Schäden an den gelagerten Bauteilen hervorrufen.
Bei einem Koordinatenmessgerät, bei dem der Sensor bzw. der Messkopf oder das Messsystem in oder mit einer Trägerstruktur beweglich angeordnet ist und die entsprechenden beweglichen Komponenten über Luftlager gelagert sind, kann somit beispielsweise das schnelle Verfahren der Komponenten der Trägerstruktur bei der örtlichen Verstellung des Messsystems von einer Messposition zur anderen entsprechende dynamische Belastungen der Luftlager zwischen den beweglichen Komponenten bewirken, sodass zumindest ein kurzzeitiges Zusammenbrechen des Luftpolsters und eine gegenseitige Kontaktierung der gelagerten Bauteile stattfinden können, wenn die dynamische Belastung einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Dies kann nicht nur Beschädigungen an den beteiligten Komponenten hervorrufen, sondern kann eine weitergehende Beschädigung des Messsystems zur Folge haben und auch das Messergebnis kann beeinträchtigt werden.
Insbesondere bei Koordinatenmessgeräten in Portalbauweise kann es durch den üblicherweise vorliegenden Abstand zwischen Schwerpunkt der zu bewegenden Trägerstruktur und dem Antrieb bzw. den Krafteinleitungspunkten zu Gier - und Nickbewegungen der Trägerstruktur mit entsprechender Belastung der Luftlager kommen.
Entsprechend muss bei über Luftlager gelagerten, verfahrbaren Komponenten einer Trägerstruktur eines Koordinatenmessgeräts darauf geachtet werden, dass die dynamischen Belastungen des Luftlagers begrenzt werden, um derartige Schädigungen zu vermeiden. Dies hat zur Folge, dass die Verfahrgeschwindigkeit, mit der die Trägerstruktur des Messsystems oder das Messsystem in der Trägerstruktur bewegt werden können, ebenfalls begrenzt werden muss, was die Leistungsfähigkeit eines entsprechenden Koordinatenmessgeräts hinsichtlich der Messgeschwindigkeit beeinträchtigt.
Darüber hinaus können bei Koordinatenmessgeräten unerwünschte Schwingungen nach der Verstellung der Trägerstruktur auftreten, die eine unmittelbare Messung verhindern und die Leistungsfähigkeit von Koordinatenmessgeräten beeinträchtigen, da erst nach dem Abklingen der Schwingungen gemessen werden kann.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Luftlageranordnung sowie ein Koordinatenmessgerät mit mindestens einer entsprechenden Luftlageranordnung bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeiden bzw. zumindest vermindern. Insbesondere soll eine entsprechende Luftlageranordnung bzw. ein entsprechendes Koordinatenmessgerät eine schnellere Bewegung von verfahrbaren Komponenten ermöglichen, ohne dass dadurch erzeugte dynamische Belastungen zu einem Ausfall der Luftlagerung führen. Außerdem sollen Schwingungen der Luftlageranordnung bzw. eines entsprechenden Koordinatenmessgeräts vermieden oder schnell abgebaut werden können. Darüber hinaus soll eine entsprechende Luftlageranordnung sowie ein Koordinatenmessgerät einfach aufgebaut und einfach bedienbar sein sowie einen zuverlässigen Betrieb unter vielfältigen Betriebsbedingungen gewährleisten.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Luftlageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 10, ein Verfahren zum Betrieb einer Luftlageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie einem Verfahren zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung schlägt zur besseren Handhabung von dynamischen Belastungen von Luftlagern vor, eine Druckluftversorgung vorzusehen, die kurzfristig eine Variation der Eigenschaften des Luftlagers ermöglicht.
Hierzu wird in der Druckluftversorgungsleitung mindestens eines Luftlagers einer Luftlageranordnung mindestens ein schnellschaltendes Ventil angeordnet, mit dem der Durchfluss an Druckluft zum Luftlager und/oder der Druck im Luftlager mit Schaltzeiten kleiner oder gleich 50 ms einstellbar ist.
Insbesondere kann das Ventil eine Schaltzeit kleiner oder gleich 10 ms, insbesondere kleiner oder gleich 5 ms aufweisen, um auf Basis der Überwachung des Betriebszustands des Luftlagers mit Sensoren und/oder Messgeräten, wie Durchflussmessern, Druckmessern, Abstandssensoren etc., schnell reagieren zu können. Dadurch kann auf akute Betriebsveränderungen des Luftlagers reagiert werden und es kann sichergestellt werden, dass es nicht zu einem Versagen des Luftlagers bei dynamischen Betriebszuständen kommen kann.
Darüber hinaus ermöglicht ein schnellschaltendes Ventil in der Druckluftversorgung eines Luftlagers, das dieses auch mit einer großen Schaltfrequenz betrieben werden kann, sodass das Luftlager oszillierend betrieben werden kann und mittels dadurch erzeugter Schwingungen des Luftlagers bzw. der Luftlagerkomponenten oder einer Luftlageranordnung eine Dämpfung extern aufgebrachter Schwingungen ermöglicht wird.
Um bei einem schnellschaltenden Ventil mit Schaltzeiten im Millisekundenbereich sicherzustellen, dass ausreichend Druckluft in das Luftlager strömen kann, kann ein Druckluftspeicher in oder in Verbindung mit der Druckluftversorgungsleitung angeordnet sein, wobei das schnellschaltende Ventil zwischen Druckluftspeicher und Luftlager angeordnet sein kann. Dadurch ist es möglich, in sehr kurzer Zeit große Mengen an Druckluft im Luftlager zur Verfügung zu stellen, was die Betriebssicherheit weiter erhöht.
Um zu vermeiden, dass bei dem schnellschaltenden Ventil durch lange Versorgungswege Totzeiten bei der Bereitstellung der erforderlichen Druckluft entstehen, sollte das Ventil und/oder der Druckluftspeicher nahe am Luftlager angeordnet sein, und zwar insbesondere in einer Entfernung, die kleiner 10 cm, insbesondere kleiner 5 cm zur Luftdüse der Druckluftversorgungsleitung ist.
Zur Überwachung des Luftlagers bzw. mehrerer Luftlager einer Luftlageranordnung können verschiedene Sensoren und/oder Messgeräte eingesetzt werden, wie beispielsweise Drucksensoren, Durchflussmesser, Abstandssensoren, Beschleunigungssensoren, Bewegungssensoren und/oder Neigungssensoren.
Während mit dem Drucksensor der Druck im Luftlager oder der Druckluftversorgungsleitung ermittelt werden kann und der Durchflussmesser Informationen über den Volumen - bzw. Massedurchfluss durch das Luftlager oder die Druckluftversorgungsleitung angibt, kann ein Abstandssensor, beispielsweise ein kapazitiver Abstandssensor, Angaben über die Größe des Luftspalts bereitstellen. Beschleunigungssensoren, Bewegungssensoren oder Neigungssensoren können Aufschluss über die Bewegung, Beschleunigung bzw. Stellung der Lagerkomponenten ergeben, um dadurch auf den Betriebszustand des Luftlagers schließen zu können.
Die durch die Sensoren und/oder Messgeräte erfassten Daten und Messwerte können einer Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden, die die Daten hinsichtlich des Betriebszustands des Luftlagers bzw. der Luftlageranordnung auswertet und als Ergebnis des erfassten Betriebszustands des Luftlagers bzw. der Luftlageranordnung eine Veränderung der Druckluftversorgung mittels des schnellschaltenden Ventils vornimmt, falls dies erforderlich ist.
Entsprechend kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung eine Auswerteeinheit umfassen, mit der die erfassten Messwerte der Sensoren und/oder Messgeräte ausgewertet werden können. Darüber hinaus kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung eine Speichereinrichtung aufweisen, mit der Messdaten und/oder Auswerteergebnisse gespeichert werden können.
Ein einzelnes Luftlager kann mehrere Druckluftversorgungseinrichtungen aufweisen, wobei lediglich in einer oder in mehreren oder in allen Druckluftversorgungsleitungen ein entsprechendes schnellschaltendes Ventil vorgesehen sein kann. Bevorzugt ist jedoch, dass lediglich in einer oder wenigen zusätzlich zur Hauptdruckluftversorgungseinrichtung vorhandenen Druckluftversorgungsleitungen schnellschaltende Ventile angeordnet sind, um über diese eine schnelle Veränderung der Druckluftversorgung zu ermöglichen, wobei die Druckluftversorgung für den Normalbetrieb über die Hauptdruckluftversorgungsleitung erfolgt.
Darüber hinaus ist es auch möglich, ein schnellschaltendes Ventil in einem Bypass zu einer Druckluftversorgungsleitung vorzusehen, um über den Bypass im Bedarfsfall zusätzliche Druckluft in das Luftlager abgeben zu können. Entsprechen kann in den Bypass auch ein Druckluftspeicher vorgesehen sein.
Die Überwachung des Luftlagers bzw. der Luftlageranordnung mit den Sensoren und/oder Messgeräten kann dauerhaft erfolgen oder nur zeitweilig für einen begrenzten Zeitraum, z.B. während der Einstellung des Luftlagers bzw. der Luftlageranordnung, vorgenommen werden.
Bei einer nur zeitweiligen Überwachung des Luftlagers einer Luftlageranordnung durch die Sensoren und/oder Messgeräte kann ein Referenzwert für einen bestimmten Betriebszustand oder eine Kennlinie für eine Reihe von Betriebszuständen erfasst werden, die für den späteren Betrieb des Luftlagers oder eines entsprechend Geräts mit einem derartigen Luftlager, also beispielsweise eines Koordinatenmessgeräts, zugrunde gelegt werden können.
Bei einer dauerhaften Überwachung des Luftlagers bzw. einer Luftlageranordnung kann der aktuelle Betriebszustand erfasst werden und in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustands eine Änderung der Einstellung des Luftlagers bzw. des Koordinatenmessgeräts erfolgen, welches das Luftlager verwendet.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung für den selbstständig und unabhängig von anderen Aspekten der Erfindung sowie in Kombination mit diesen Schutz begehrt wird, wird ein Koordinatenmessgerät beansprucht, welches mindestens eine Luftlageranordnung der oben beschriebenen Art aufweist. Die eine oder mehreren Luftlageranordnungen des Koordinatenmessgeräts können vorzugsweise bei der Lagerung verfahrbarer Komponenten einer Trägerstruktur für ein Messsystem Verwendung finden.
Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung einer Luftlageranordnung kann in einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts integriert sein oder mit dieser in geeigneter Weise verbunden sein, um beispielsweise Informationen über den Betriebszustand des Koordinatenmessgeräts erzeugen und/oder verarbeiten zu können, wobei sowohl Informationen über den allgemeinen Betriebszustand des Koordinatenmessgeräts, wie beispielsweise eingegebene Bedienbefehle, für die Einstellung des oder der Luftlager der Luftlageranordnung Verwendung finden können, wie auch Informationen über den Betriebszustand eines oder mehrerer Luftlager der Luftlageranordnung für den Betrieb des Koordinatenmessgeräts eingesetzt werden können.
Somit kann von zumindest einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung ein Betriebszustand des Koordinatenmessgeräts und insbesondere einer Luftlageranordnung bestimmt werden, welcher wiederum zur Einstellung der Luftlageranordnung Verwendung finden kann.
Durch die Überwachung der Luftlageranordnung bzw. der Luftlager und Speicherung der ermittelte Daten kann auch die Wartung verbessert werden, da beispielsweise kritische Zustände erfasst und berücksichtigt werden können.
Entsprechend kann nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und unabhängig sowie in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, eine Luftlageranordnung mit mindestens einem Luftlager so betrieben werden, dass mindestens ein Ventil in einer Druckluftversorgungsleitung mit Schaltzeiten kleiner oder gleich 50 ms und/oder einer Schaltfrequenz größer oder gleich 50 Hz betrieben wird.
Das schnellschaltende Ventil kann in Abhängigkeit der Messwerte von Überwachungssensoren und/oder Geräten wie Durchflussmessern, Drucksensoren, Abstandssensoren, Beschleunigungssensoren, Bewegungssensoren, Neigungssensoren und dergleichen geschaltet werden, sodass in Abhängigkeit der Größe des Luftspalts, also des Luftspaltabstands, des Durchflusses durch das Luftlager, des Drucks im Luftlager, der Beschleunigung oder Verzögerung einer Lagerkomponente und/oder der Ausrichtung einer Lagerkomponente eine Anpassung des Betriebszustands des Luftlagers vorgenommen wird. Insbesondere kann bei einer Beschleunigung und/oder Verzögerung einer Lagerkomponente ein Druckluftstoß für eine bestimmte Zeitdauer erzeugt werden, der das Luftlager versteift und so eine Ausfall und eine Beschädigung des Luftlagers vermeidet.
Darüber hinaus ist es auch möglich, mit einem schnellschaltenden Ventil ein Luftlager einer Lageranordnung oszillierend zu betreiben bzw. zu schalten, sodass eine Schwingung der Lageranordnung erzeugt wird, die einer extern erzeugten Schwingungsbewegung entgegenwirken kann, um diese zu dämpfen.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts, für welches ebenfalls selbstständig und unabhängig sowie in Kombination mit den anderen Aspekten der vorliegende Erfindung Schutz begehrt wird.
Wird aufgrund eines erfassten Betriebszustandes befürchtet, dass die dynamische Belastung des Luftlagers bzw. der Luftlageranordnung so groß ist, dass ein Zusammenbrechen des Luftpolsters zumindest teilweise zu befürchten ist, so kann die entsprechende Druckluftversorgung des Luftlagers erhöht werden.
Beispielsweise kann aus der Befehlseingabe zur Verstellung des Messsystems und der dafür vorgegebenen Verstellgeschwindigkeit ein kritischer Betriebszustand erkannt werden, sodass zur Vermeidung des Ausfalls der Luftlagerung eine entsprechende Erhöhung der Druckluftversorgung eingestellt wird.
Zusätzlich oder alternativ kann bei einer aktuell laufenden Überwachung eines Luftlagers die Druckluftversorgung erhöht werden, wenn festgestellt wird, dass der durch den Durchflussmesser ermittelte Durchfluss ansteigt, sodass zu befürchten ist, dass die Druckluft aus dem Druckluftspalt entweicht.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in

1 eine Darstellung eines Koordinatenmessgeräts,
2 eine Schnittdarstellung eines Luftlagers des Koordinatenmessgeräts aus 1 im Detail,
3 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Luftlageranordnung,
4 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Luftlageranordnung,
5 eine Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Luftlageranordnung und in
6 eine weitere Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Luftlagers eines Koordinatenmessgeräts.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der folgenden Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die 1 zeigt ein Koordinatenmessgerät 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Koordinatenmessgerät 1 umfasst eine Trägerstruktur mit einem verfahrbaren Portalträger 2, in welchem wiederum verfahrbar ein Schlitten 3 aufgenommen ist, an welchem ein Messsystem 5 in einer vertikal verfahrbaren Aufnahme 8 angeordnet ist. Das Messsystem 5 kann mindestens einen berührungslosen, z.B. optischen, kapazitiven oder induktiven Sensor und/oder mindestens einen taktilen Sensor aufweisen, mit welchem ein zu vermessendes Objekts 9 erfasst werden kann. Bei einem optischen Sensor kann dies berührungslos erfolgen, während mit einem taktilen Sensor die Dimensionen und/oder Form des zu vermessenden Objekts 9 durch entsprechenden Kontakt mit dem zu vermessenden Objekt 9 ermittelt werden.
Der Portalträger 2 ist entlang einer Schienenanordnung mit Schienen 4 verfahrbar, wobei die Längserstreckung der Schienen 4 der X - Richtung entspricht, sodass das Messsystem 5 durch ein Verfahren des Portalträgers 2 entlang der Schienen 4 in X-Richtung verstellt werden kann. Der Schlitten 3 kann in dem Portalträger 2 in einer Richtung quer zur X - Richtung, nämlich der Y - Richtung verfahren werden, wobei zusätzlich eine Bewegung des Messsystems 5 mit der vertikal im Schlitten 3 verfahrbaren Aufnahme 8 senkrecht zu der durch die X - und Y - Richtung aufgespannten Ebene möglich ist, sodass das Messsystem 5 entlang der Koordinatenachsen X, Y und Z an jeden beliebigen Punkt im vom Koordinatenmessgerät 1 definierten Messraum bewegt werden kann.
Die Lagerung und Führung der beweglichen Komponenten der Trägerstruktur, also des Portalträgers 2 sowie des Schlittens 3 und der Aufnahme 8 des Messsystems 5 ist zumindest teilweise durch Luftlager realisiert, bei denen zwischen zwei beweglichen Bauteilen durch Druckluft ein Spalt mit einem Druckluftpolster erzeugt wird.
Dies ist beispielhaft für die Luftlageranordnung 10 in 2 gezeigt, die als Lagerkomponenten eine Führungsschiene 11 und einen entlang der Führungsschiene 11 verfahrbaren Führungswagen 24 aufweist, wobei zwischen Führungsschiene 11 und Führungswagen 24 mehrere Luftlager 12 angeordnet sind.
Die Luftlageranordnung 10 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel acht Luftlager 12 auf, wobei jedes Luftlager 12 ein oder mehrere Luftdüsen umfassen kann, mittels denen die Druckluft zur Erzeugung des Luftspalts 17 in den Zwischenraum zwischen Führungsschiene 11 und Führungswagen 24 gepresst wird. Hierzu kann jede Luftdüse 7 eine eigene Druckluftversorgungsleitung 13 aufweisen oder mehrere Luftdüsen 7 können an einer Druckluftversorgungsleitung 13 angeordnet sein.
Die 3 zeigt exemplarisch ein Luftlager 12 mit einer Luftdüse 7, die an einer Druckluftversorgungsleitung 13 angeordnet ist, um über die Luftdüse 7 Druckluft in den Spalt 17 zwischen einem ersten Bauteil (Führungsschiene 11) und einem zweiten Bauteil (Führungswagen 24) zu blasen.
In der Druckluftversorgungsleitung 13 ist ein Ventil 14 angeordnet, über welches der Zufluss an Druckluft zur Luftdüse 7 eingestellt werden kann. Bei ansonsten unveränderten Bedingungen kann durch das Ventil 14 die Dicke D des Luftspalts 17, der sich zwischen dem Führungswagen 24 und der Führungsschiene 11 mittels der Druckluft ausbildet, eingestellt werden. Wird das Ventil 14 geöffnet, so kann die an der Druckluftversorgung 13 anliegende Druckluft in den Zwischenraum zwischen Führungswagen 24 und Führungsschiene 11 strömen. Je nachdem wie weit das Ventil 14 geöffnet wird, kann bei konstantem Versorgungsdruck mehr oder weniger Druckluft in den Luftspalt 17 fließen. Ist das Ventil 14 vollständig geöffnet, so liegt im Luftspalt 17 annähernd der gleiche Luftdruck vor, wie der Versorgungsdruck in der Druckluftversorgungsleitung 13. Wird das Ventil so eingestellt, dass der Strömungsquerschnitt der Druckluft durch das Ventil 14 verringert wird, kann bei gleichbleibenden Versorgungsdruck in der Druckluftversorgungsleitung 13 weniger Druckluft in den Spalt 17 fließen und der Luftdruck im Luftspalt 17 sinkt, sodass bei ansonsten gleichbleibenden Gewichts - bzw. Belastungsverhältnissen die Luftspaltdicke D abnimmt. Entsprechend kann mit dem Ventil 14 die Luftspaltdicke D eingestellt werden.
Das Ventil 14 ist gemäß der Erfindung ein schnell schaltbares Ventil und kann durch verschiedene Antriebe geschaltet werden, insbesondere durch elektrische, magnetische oder elektromagnetische Antriebe.
Kommt es während des Betriebs des Luftlagers 12 zu einer Veränderung der Bedingungen, beispielsweise durch Veränderung der Last, so kann es bei gleichbleibender Druckluftversorgung zu einer Veränderung der Luftspaltdicke D kommen.
Bei dem gezeigten Koordinatenmessgerät aus 1 kann es zu entsprechenden dynamischen Belastungen kommen, wenn die durch das Luftlager gelagerten Bauteile schnell gegeneinander verfahren werden. Bei derartigen dynamischen Belastungen kann es insbesondere bei der Beschleunigung oder einer Verzögerung dazu kommen, dass es zu einer Verkippung der zueinander gelagerten Bauteile kommt, also beispielsweise zu einer Verkippung der Führungsschiene 11 zum Führungswagen 24, sodass der Luftspalt 17, wie in der gestrichelten Darstellung der 3 angedeutet, zwischen dem Führungswagen 24 und der Führungsschiene 11 nicht mehr gleichmäßig ausgebildet ist, sondern eine unterschiedliche Luftspaltdicke D vorliegt. Dadurch kann es in dem Bereich, in dem die Luftspaltdicke D größer ist, zu einem Abfließen des Luftpolsters kommen, sodass die Gefahr besteht, dass die Führungsschiene 11 in Kontakt mit dem Führungswagen 24 gelangt, was entsprechende Schädigungen zur Folge haben kann.
Um diesen Zustand zu erfassen, ist in der Druckluftversorgungsleitung 13 ein Durchflussmesser 15 vorgesehen, der die durchfließende Menge an Druckluft pro Zeiteinheit erfassen kann.
Der Durchflussmesser 15 ist mit einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 verbunden, die auch mit dem Ventil 14 verbunden ist. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 erhält die Information über den von dem Durchflussmesser 15 ermittelten Durchfluss und kann auf Basis des ermittelten Durchflusses die Einstellung des Ventils 14 verändern. Wird beispielsweise bei einer schnellen Verfahrbewegung des Portalträgers 2 eine dynamische Belastung des Luftlagers 12 bewirkt, sodass es durch eine Verkippung der Führungsschiene 11 bezüglich des Führungswagens 4 zu einem Abfließen des Luftpolsters in dem Luftspalt 17 kommt, so wird sich der Durchfluss der Druckluft durch die Druckluftversorgungsleitung 13 erhöhen. Somit kann durch den Durchflussmesser 15 festgestellt werden, dass sich der Durchfluss der Druckluft erhöht hat. Auf Basis dieser Feststellung, die durch eine Auswerteeinheit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 getroffen werden kann, kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 das Ventil 14 kurzfristig und schnell weiter öffnen, sodass mehr Druckluft in den Luftspalt 17 einfließen kann, um so zu verhindern, dass die Führungsschiene 11 mit dem Führungswagen 4 in Kontrakt gelangt. Die kurzfrisitge und schnelle Erhöhung der Durchflussmenge kann zu einem Druckluftstoß führen der kurzzeitig die Steifigkeit des Luftlagers 12 erhöht. Dadurch kann verhindert werden, dass durch einen Kontakt der Führungsschiene 11 mit dem Führungswagen 4 eine Beschädigung des Luftlagers stattfindet.
Alternativ oder zusätzlich zum Durchflussmesser 15 können weitere Sensoren und/oder Messgeräte eingesetzt werden, um den Betriebszustand des Luftlagers 12 zu ermitteln. Beispielsweise kann alternativ oder zusätzlich ein Druckmesser 23 vorgesehen sein, mit dem sich der Luftdruck im Luftspalt 17 messen lässt. Hierzu kann der Druckmesser 23 direkt in Verbindung mit dem Luftspalt 17 stehen oder in Verbindung mit der Druckluftversorgungsleitung 13, wobei der Druckluftmesser 23 in der Nähe der Luftdüse 7 angeordnet sein sollte, um möglichst einen unverfälschten Wert des Drucks im Luftspalt 17 messen zu können. Ähnlich wie beim Durchflussmesser 15 kann eine Veränderung des Werts des Luftdrucks im Luftspalt 17 für eine Schaltung bzw. Betätigung des Ventils 14 verwendet werden, um durch eine Öffnung oder Schließung des Ventils 14 die Druckluftversorgung auf die geänderten Betriebsbedingungen des Druckluftlagers 12 anpassen zu können.
Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ zu dem Druckmesser und dem Durchflussmesser 15 ein Abstandssensor 27 vorgesehen sein, mit dem sich der Spaltabstand D des Luftspalts 17 ermitteln lässt. Bei einer Veränderung des Spaltabstands D des Luftspalts 17 kann wiederum die Betätigung bzw. Schaltung des Ventils ausgelöst werden, um die Druckluftversorgung anzupassen.
Da gemäß der Erfindung ein schnellschaltendes Ventil 14 Verwendung findet, bei dem Schaltzeiten unter 10 ms und insbesondere Schaltzeiten im Bereich von 2 ms erzielbar sind, ist eine unmittelbare Reaktion auf dynamische Veränderungen der Betriebsbedingungen des Luftlagers 12 möglich.
Um angepasst an die schnellen Schaltzeiten des Ventils 14 eine ausreichende Versorgung mit ausreichend Druckluft bzw. einem entsprechenden gasförmigen Medium zu gewährleisten, kann, wie in 3 gezeigt ist, ein Druckluftspeicher 24 vorgesehen sein, der bei Öffnung des Ventils unmittelbar eine ausreichende Menge an nachströmender Druckluft zur Verfügung stellen kann.
Darüber hinaus können die Sensoren oder Messgeräte, wie der Druckmesser 23, der Abstandssensor 27 und/oder der Durchflussmesser 15, die in der Druckluftversorgungsleitung 13 oder an einem entsprechenden Luftlager 12 angeordnet sind, nicht nur dazu verwendet werden, kritische Situationen für den Betrieb des Luftlagers 12 zu vermeiden, sondern es ist auch möglich, mit Hilfe dieser Sensoren und/oder Messgeräte Grundeinstellungen des Luftlagers 12 und insbesondere eines dort vorgesehenen Ventils 14 vorzunehmen.
Beispielsweise kann mittels des Durchflussmessers 15 ein Referenzwert für eine bestimmte Betriebssituation des Luftlagers 12 bzw. des Koordinatenmessgeräts 1 ermittelt werden, bei welchem das Luftlager 12 eine bestimmte Dicke D des Luftspalts 17 aufweist. Soll nun das Luftlager 12 mit einer veränderten Luftpaltdicke D betrieben werden, so kann dies einfach eingestellt werden, indem der Durchfluss, der von dem Durchflussmesser 15 ermittelt wird, gegenüber dem Referenzwert variiert wird. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, Kennlinien aufzunehmen, die einen Zusammenhang zwischen dem mit dem Durchflussmesser 15 ermittelten Durchfluss an Druckluft und der eingestellten Spaltendicke D beschreiben, sodass entsprechend der Kennlinie die Spaltendicke D einfach durch Einstellung des Durchflusses durch den Durchflussmesser 15 eingestellt werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für den Abstandssensor 27 oder den Druckmesser 23 sowie für Kombinationen entsprechender Messwerte der Sensoren und/oder Messgeräte.
Die Sensoren und/oder Messgeräte müssen nicht dauerhaft in der Druckluftversorgungsleitung 13 angeordnet sein, sondern können für die beschriebenen Einstellzwecke des Luftlagers 12 bei Bedarf vorgesehen bzw. angeschlossen werden.
Darüber hinaus ist es auch möglich bestimmte Betriebsabläufe des Luftlagers 12 bzw. des Koordinatenmessgeräts 1 durchzuführen und die während des Betriebsablaufs festgestellten Messwerte der Sensoren und/oder Mesgeräte zu erfassen, sodass abgestimmt auf entsprechende Betriebsabläufe die wiederkehrend stattfinden, bestimmte Einstellungen des Ventils 14 bzw. des Luftlagers 12 vorgenommen werden können. Dies bedeutet, dass für einzelne, insbesondere wiederkehrende Betriebsabläufe Einstellungen des Luftlagers bzw. des Ventils 14 vorgenommen werden können, die entweder über den gesamten Zeitablauf des jeweiligen Betriebsablaufs fest sind oder für bestimmte Betriebsabläufe über den Zeitablauf variierend sind.
Beispielsweise kann bei einem schnellen Verfahren des Portalträgers 2 entlang der Schiene 4 bei der Beschleunigung für die Druckluftversorgung ein höherer Durchfluss am Ventil 14 eingestellt werden, während bei der Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit der Durchfluss durch das Ventil 14 reduziert und beim Bremsvorgang wieder erhöht wird. Selbstverständlich sind jedoch je nach Anwendungsfall auch andere zeitliche Verläufe der Luftlagereinstellungen bzw. Ventileinstellungen möglich.
Hierzu können nicht nur die Messwerte der Sensoren und/oder Messgeräte an dem oder den Luftlagern Verwendung finden, sondern die Steuerung und/oder Regelung der einzelnen Luftlager kann mit der Steuerung und/oder Regelung des Koordinatenmessgeräts kombiniert oder in diese integriert sein, sodass bereits bei einer entsprechenden Ansteuerung der Antriebe für eine Beschleunigung oder Verzögerung eine entsprechende Anpassung des Betriebs des oder der Luftlager vorgenommen werden kann.
Mit abgespeicherten konstanten oder variablen Einstellungen für das Luftlager 12 bzw. das darin vorgesehene Ventil 14 können bereits mit der Befehlseingabe durch einen Nutzer von der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 die entsprechenden Einstellungen vorgenommen bzw. der Ablauf der Einstellungen realisiert werden. Beispielsweise kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 einen Betriebsbefehl eines Nutzers zur Verstellung des Portalträgers 2 um eine bestimmte Wegstrecke entlang der X - Richtung erfassen, wobei aufgrund der Länge der Wegstrecke eine hohe Verfahrgeschwindigkeit bzw. große Beschleunigungen angestrebt werden, sodass ein bestimmter Betriebsablauf ausgewählt wird und entsprechend des gewählten Betriebsablaufs die Einstellung des Luftlagers 12 vorgenommen wird.
Im Ausführungsbeispiel der 3 wird die Einstellung der Druckluftversorgung an der Luftdüse 7 durch Einstellung des Ventils 14 bewirkt, welches den Durchfluss der Druckluft durch die einzige oder Hauptdruckluftversorgungsleitung 13 steuert. Bei einer alternativen Ausführungsform eines Luftlagers 12', wie sie in der 4 vorgestellt wird, kann das schnell schaltende Ventil 14 zur kurzfristigen Erhöhung oder Verringerung der Druckluftversorgung in einem Bypass 18 zur Druckluftversorgungsleitung 13 mit einem weiteren Ventil 19 vorgesehen sein, wobei der Bypass das Ventil 19 umgeht, sodass ohne Veränderung der Einstellung des Ventils 19 die Druckluftversorgung der Luftdüse 7 dadurch verändert werden kann, dass der Durchfluss durch den Bypass 18 mittels des schnell schaltenden Ventils 14 verändert wird. Wird also beispielsweise aufgrund des ermittelten Durchflusses, der durch den Durchflussmesser 15 festgestellt worden ist, durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 bestimmt, dass die an der Luftdüse 7 zur Verfügung gestellte Menge an Druckluft erhöht werden muss, so kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 ohne Veränderung des Ventils 19 dies dadurch bewirken, dass das Ventil 14 im Bypass 18 reguliert wird.
Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftlagers 12", wobei neben der Luftdüse 7 eine Zusatzluftdüse 20 vorgesehen ist, die mit einer separaten Druckluftversorgungsleitung 21 verbunden ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 5 stellt die Luftdüse 7 die Hauptluftdüse dar, was bedeutet, dass das Luftlager 12 so betrieben wird, dass beim Betrieb des Luftlagers die Luftdüse 7 die Druckluft aus der Druckluftversorgungsleitung 13 in den Luftspalt 17 abgibt, um den Betriebszustand herzustellen, wobei das Ventil 22 in der Druckluftversorgungsleitung 13 die für den normalen Betrieb erforderliche Druckluftversorgung bereitstellt. Lediglich bei Bedarf wird zusätzlich Druckluft durch die Zusatzluftdüse 20 in den Luftspalt 17 geblasen, wenn beispielsweise durch den Durchflussmesser 15 festgestellt wird, dass mehr Druckluft in den Luftspalt 17 geblasen werden muss. Dann kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 das schnell schaltende Ventil 14, welches in der Druckluftversorgungsleitung 21 der Zusatzluftdüse 20 angeordnet ist, öffnen, sodass zeitweise zusätzliche Druckluft über die Zusatzluftdüse 20 bereitgestellt werden kann.
Die 6 zeigt ähnlich der Darstellung der 2 einen Querschnitt durch eine Luftlageranordnung mit einer stationären Führungsschiene 11 und einem beweglichen Führungswagen 24, die über mehrere Luftlager 12 beweglich zueinander gelagert sind. Bei der Ausführungsform der Luftlageranordnung 10' der 6 ist zusätzlich an einem Halter 26 ein Beschleunigungssensor 25 an dem Führungswagen 24 angeordnet, so dass über den Beschleunigungssensor eine Verkippung des Führungswagens 24 um eine Drehachse 28 oder 29 quer zur Bewegungsrichtung entlang der Führungsschiene 11 erfasst werden kann. Anstelle eines Beschleunigungssensors 25 ist auch ein Bewegungssensor oder ein Neigungssensor vorstellbar.
Durch die Verwendung von schnellschaltenden Ventilen für die Druckluftversorgung der Luftlager ist es auch möglich die Ventile mit einer Schaltfrequenz, beispielsweise im Bereich von größer oder gleich 50 Hz, zu betreiben, sodass ein oszillierender Betrieb des Luftlagers eingestellt werden kann. Dadurch kann die Spaltbreite D des Luftspalts des Luftlagers ebenfalls schwingend variieren, sodass die mit dem Luftlager gelagerten Komponenten, also beispielsweise der Führungswagen 24 relativ zur Führungsschiene 11, in einen schwingenden Zustand versetzt werden können. Der oszillierende Betrieb kann dazu verwendet werden, eine Schwingung des über die Luftlageranordnung gelagerten Bauteils, beispielsweise des Portals 2 oder des Schlittens 3 bzw. der Aufnahme 8 des Koordinatenmessgeräts zu dämpfen, indem bei einer entsprechenden Schwingung der über die Luftlageranordnung gelagerten Bauteile eine kompensierende Schwingungsanregung mindestens eines Luftlagers bzw. der Luftlageranordnung erfolgt. Wird beispielsweise mit dem Beschleunigungssensor 25, der wiederum mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 16 verbunden ist, erfasst, dass eine extern induzierte Schwingung der Lagerkomponenten, also des Führungswagens 24 relativ zur Führungsschiene 11 auftritt, kann aus den ermittelten Messwerten des Beschleunigungssensors 25 eine Kompensationsschwingung in der Luftlageranordnung 10' erzeugt werden, die der extern induzierten Schwingung entgegenwirkt.
Mit den gezeigten Ausführungsbeispielen lassen sich die Luftlager auch in einfacher und automatisierter Weise auf einen definierten Arbeitspunkt einstellen. Für den Arbeitspunkt werden im Vorfeld die Betriebsparameter, wie das Gewicht der zu tragenden Komponente sowie die während des Betriebs auftretenden Belastungszustände ermittelt und in die Auslegung des Luftlagers bzw. der Luftlageranordnung mit einbezogen. Für einen definierten Arbeitspunkt weist das Luftlager einen definierten Luftspalt, einen definierten Druck im Luftspalt und einen definierten Durchfluss der Druckluft durch das Luftlager auf. Für die Einstellung eines Luftlagers wird entsprechend zunächst eine mechanische Vorspannung, also die Einstellung einer mechanischen Last auf das Lager aufgebracht. Danach wird die Druckluftversorgung angeschlossen und der Volumen - bzw. Massestrom der Druckluft sowie der Druck im Luftlager gemessen. Zusätzlich kann der Abstand des Luftspalts über einen Abstandssensor erfasst werden. Die ermittelten Messwerte werden an die Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung, die durch einen üblichen Kontroller oder einen entsprechend programmtechnisch eingerichteten PC, verwirklicht sein kann, übertragen, wobei die Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung die Auswertung der Messwerte und die Neuanpassung der Stellgrößen, also insbesondere der Ventilsteuerung des Ventils in der Druckluftversorgungsleitung übernimmt. Zusätzlich kann die Stellgröße Vorspannkraft variiert werden. Durch unterschiedliche Kombinationen von mechanischer Vorspannkraft und Ventilstellung kann der ideale Arbeitspunkt des Luftlagers gefunden und eingestellt werden, wobei die Anpassung der Stellgrößen Ventilstellung und Vorspannkraft iterativ vorgenommen werden kann.
Da sich bei mehreren Luftlagern in einer Luftlageranordnung die Luftlager gegenseitig beeinflussen, kann zunächst in einem ersten Schritt der ideale Arbeitspunkt des Luftlagers für die einzelnen Luftlager separat und nacheinander eingestellt werden, während in einem zweiten Schritt eine Optimierung für alle Luftlager der Luftlageranordnung gemeinsam erfolgen kann. Hierzu kann an jedem einzelnen Luftlager ein Mikrokontroller vorgesehen sein, der wiederum mit der zentralen Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung kommuniziert oder Signale der einzelnen Sensoren und/oder Messgeräte der Luftlager können direkt in die zentrale Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung eingespeist werden.
Die verwendeten Sensoren und/oder Messgeräte, wie Abstandssensoren, Durchflussmessgeräte, Druckmessgerät etc. können dauerhaft an den Luftlagern vorgesehen oder für den Zweck des Einstellens und Auffindens eines definierten Arbeitspunkts des Luftlagers an diesem angebracht werden. Mit den Sensoren und/oder Messgeräten sowie der entsprechenden Auswertung durch die Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung ist ein zeitsparendes, automatisches Einstellen der Luftlager bzw. der Luftlageranordnung möglich, wobei aufwändige manuelle Einstellungen vermieden werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern das vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen der Merkmale vorgenommen werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
Bezugszeichenliste

1: Koordinatenmessgerät
2: Portalträger
3: Schlitten
4: Schiene
5: Messsystem
6: Säule
7: Luftdüse
8: Aufnahme
9: Objekt
10: Luftlageranordnung
11: Führungsschiene
12, 12', 12": Luftlager
13: Druckluftversorgungsleitung
14: Ventil
15: Durchflussmesser
16: Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung
17: Luftspalt
18: Bypass
19: Ventil
20: Zusatzluftdüse
21: Druckluftversorgungsleitung
22: Ventil
23: Drucksensor/-messer
24: Führungswagen
25: Beschleunigungssensor
26: Halter
27: Abstandssensor
28: Drehachse
29: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10229823 A1 [0002]

Claims

Luftlageranordnung zur beweglichen Lagerung von zwei Bauteilen (4,11) zueinander mit mindestens einem Luftlager (12,12',12"), welches ein Druckluftpolster zwischen den Bauteilen ausbilden kann, wobei das Luftlager mindestens eine Druckluftversorgungsleitung (13) aufweist, über die Druckluft bereitgestellt werden kann, wobei in der Druckluftversorgungsleitung mindestens ein Ventil angeordnet ist, mit dem der Durchfluss an Druckluft zum Luftlager und/oder der Druck im Luftlager einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil eine Schaltzeit kleiner oder gleich 50 ms aufweist.
Luftlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil eine Schaltzeit kleiner oder gleich 10 ms, insbesondere kleiner oder gleich 5 ms aufweist.
Luftlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil mit einer Schaltfrequenz größer oder gleich 50 Hz, insbesondere größer oder gleich 100 Hz, vorzugsweise größer oder gleich 200 Hz betreibbar ist.
Luftlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Druckluftversorgungsleitung ein Druckluftspeicher verbunden ist, wobei das Ventil zwischen Druckluftspeicher und Luftlager angeordnet ist.
Luftlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in einem Abstand von der Austrittsöffnung der Druckluftversorgungsleitung in das Luftlager angeordnet ist, der kleiner als 10 cm, insbesondere kleiner als 5 cm ist.
Luftlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftlageranordnung mindestens einen Drucksensor im Luftlager oder der Druckluftversorgungsleitung, mit dem der Druck im Druckluftpolster ermittelt werden kann, und/oder mindestens einen Durchflussmesser zur Messung des Durchflusses durch die Druckluftversorgungsleitung und/oder mindestens einen Abstandssensor zur Messung des Luftspalts im Luftlager und/oder einen Beschleunigungssensor zur Messung der Beschleunigung einer beweglichen Lagerkomponente und/oder einen Bewegungssensor zur Ermittlung der Bewegung einer beweglichen Lagerkomponente und/oder einen Neigungssensor zur Erfasssung der Ausrichtung einer beweglichen Lagerkomponente aufweist.
Luftlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftlageranordnung eine Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung (16) umfasst, die mit dem Ventil und/oder mindestens einer Komponente aus der Gruppe verbunden ist, die Durchflussmesser, Drucksensoren, Abstandssensoren, Beschleunigungssensoren, Bewegungssensoren und Neigungssensorenumfasst.
Luftlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftlager mindestens eine weitere Druckluftversorgungsleitung aufweist.
Luftlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil und/oder der Druckluftspeicher in einem Bypass der Druckluftversorgungsleitung angeordnet sind.
Koordinatenmessgerät mit mindestens einem Messsystem (5) und mindestens einer Trägerstruktur (2,3,8), an der das Messsystem angeordnet ist, wobei das Messsystem in der Trägerstruktur und/oder die Trägerstruktur verfahrbar gelagert sind und wobei das Koordinatenmessgerät mindestens eine Luftlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Koordinatenmessgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Koordinatenmessgerät eine Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung aufweist, die mit der Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung der Lageranordnung zusammenwirkt oder diese umfasst, wobei die Steuerungs - und/oder Regelungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts insbesondere so ausgebildet ist, dass sie einen Betriebszustand des Koordinatenmessgeräts bestimmen kann und auf Basis des ermittelten Betriebszustands eine Schaltung des Ventils vorgenommen werden kann.
Verfahren zum Betrieb einer Luftlageranordnung, insbesondere einer Luftlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem mit der Luftlageranordnung mindestens ein Luftlager bereitgestellt wird, welches ein Druckluftpolster zwischen zwei beweglichen Bauteilen (4,11) ausbildet, wobei das Luftlager mindestens eine Druckluftversorgungsleitung (13) aufweist, über die Druckluft bereitgestellt wird, wobei in der Druckluftleitung ein Ventil (14) zur Steuerung des Durchflusses der Druckluft vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil mit einer Schaltzeit kleiner oder gleich 50 ms und/oder einer Schaltfrequenz größer oder gleich 50 Hz geschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in Abhängigkeit mindestens eines Messwerts einer Messkomponente aus der Gruppe, die Durchflussmesser, Drucksensoren, Abstandssensoren, Beschleunigungssensoren, Bewegungssensoren und Neigungssensoren umfasst, und/oder in Abhängigkeit der Größe des Luftspalts des Luftlagers und/oder des Durchflusses durch das Luftlager und/oder des Drucks im Luftlager und/oder der Beschleunigung oder Verzögerung einer Lagerkomponente und/oder der Ausrichtung einer Lagerkomponente geschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Luftlager der Luftlageranordnung bei einer Beschleunigungs - oder Abbremsbewegung von Lagerkomponenten zueinander mit einem Druckluftstoß für eine bestimmte Zeitdauer versteift wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Luftlager der Lageranordnung so oszillierend geschaltet wird, dass eine Schwingung der Lageranordnung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Oszillation der Schaltung mindestens eines Luftlagers erzeugte Schwingung der Lageranordnung einer durch eine externe Schwingungsanregung erzeugten Schwingung entgegen gewirkt wird.
Verfahren zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts, insbesondere eines Koordinatenmessgeräts nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei das Koordinatenmessgerät mit mindestens einem Messsystem (5) und mindestens einer Trägerstruktur (2,3,8) ausgestattet ist, an der das Messsystem angeordnet ist, wobei das Messsystem in der Trägerstruktur und/oder die Trägerstruktur verfahrbar gelagert sind und wobei das Koordinatenmessgerät mindestens eine Luftlageranordnung zur beweglichen Lagerung von zwei Bauteilen (4,11) zueinander nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst, wobei die Luftlageranordnung nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16 betrieben wird.