DE102017118944A1 - Luftlageranordnung für Koordinatenmessgeräte, Koordinatenmessgerät und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Luftlageranordnung für Koordinatenmessgeräte, Koordinatenmessgerät und Verfahren zur Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102017118944A1
DE102017118944A1 DE102017118944.0A DE102017118944A DE102017118944A1 DE 102017118944 A1 DE102017118944 A1 DE 102017118944A1 DE 102017118944 A DE102017118944 A DE 102017118944A DE 102017118944 A1 DE102017118944 A1 DE 102017118944A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing element
movable
coating
air
coordinate measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102017118944.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017118944B4 (de
Inventor
Malte Langmack
Günter Zarth
Wolfgang Strauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH filed Critical Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority to DE102017118944.0A priority Critical patent/DE102017118944B4/de
Priority to CN201810895491.9A priority patent/CN109405786A/zh
Publication of DE102017118944A1 publication Critical patent/DE102017118944A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017118944B4 publication Critical patent/DE102017118944B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/047—Accessories, e.g. for positioning, for tool-setting, for measuring probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
    • F16C17/246—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety related to wear, e.g. sensors for measuring wear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F16C32/0614—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
    • F16C32/0622—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings via nozzles, restrictors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/043—Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/16—Sliding surface consisting mainly of graphite
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
    • G01B5/0004—Supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2202/00—Solid materials defined by their properties
    • F16C2202/02—Mechanical properties
    • F16C2202/04—Hardness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2206/00—Materials with ceramics, cermets, hard carbon or similar non-metallic hard materials as main constituents
    • F16C2206/02—Carbon based material
    • F16C2206/04—Diamond like carbon [DLC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/60—Thickness, e.g. thickness of coatings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftlageranordnung für ein Koordinatenmessgerät zur beweglichen Lagerung von zwei Bauteilen zueinander mit mindestens einem beweglichen Lagerelement (12) und einem stationären Lagerelement (11) sowie mindestens einer Druckluftversorgung, durch welche ein Druckluftpolster zwischen dem beweglichen Lagerelement und dem stationären Lagerelement ausgebildet werden kann, sodass das bewegliche Lagerelement beabstandet zum stationären Lagerelement bewegbar ist, wobei das bewegliche Lagerelement mindestens eine Lauffläche (16) und das stationäre Lagerelement mindestens eine Gegenlauffläche (17) aufweisen, entlang denen sich bewegliches Lagerelement und stationäres Lagerelement gegenseitig zueinander bewegen, und wobei die Lauffläche (16) und / oder die Gegenlauffläche (17) mit einer Beschichtung (18,19) aus Diamant oder diamantähnlichem Kohlenstoff versehen sind. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Koordinatenmessgerät mit mindestens einer derartigen Luftlageranordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer Luftlageranordnung.

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 Herstellen einer Luftlageranordnung.
  • 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. Der Luftspalt wird hierbei durch die Lauffläche des einen beweglichen Bauteils, z.B. eines verfahrbaren Schlittens, und die Gegenlauffläche des Bauteils, relativ zu dem die Bewegung erfolgt, z.B. einer Führungsschiene, begrenzt.
  • Bei dynamischen Belastungen eines entsprechenden aerostatischen Luftlagers, bei dem Druckluft oder ein sonstiges Gas zur Erzeugung des Luftspalts in den Zwischenraum der beweglich zueinander gelagerten Teile eingeblasen wird, kann es zu einer Verringerung des Luftspalts bis hin zum Ausfall der Luftlagerung kommen, sodass es zum Kontakt der gelagerten Bauteile bzw. von Lauffläche und Gegenlauffläche kommen kann. Dies kann jedoch Schäden an den gelagerten Bauteilen bzw. Lauffläche und Gegenlauffläche hervorrufen. Außerdem können Schäden an den Bauteilen bzw. an den den Luftspalt begrenzenden Flächen bei der Montage oder bei einem sonstigen Kontakt von Lauffläche und Gegenlauffläche in einem Zustand, wenn das Luftlager nicht in Betrieb ist, auftreten.
  • Beschädigungen von Lauffläche und Gegenlauffläche der sich zueinander bewegenden Bauteile in Form von Kratzern, Rillen, Dellen oder dergleichen, können jedoch dazu führen, dass die Luftlagerung nicht mehr in der gewünschten Genauigkeit vorgenommen werden kann oder die exakte Bewegung der beweglich zueinander gelagerten Bauteile bzw. von Lauffläche und Gegenlauffläche beeinträchtigt ist.
  • Darüber hinaus besteht zur Verbesserung der Maschineneffizienz und zur Verringerung der Herstellkosten die Notwendigkeit günstigere und zugleich leichtere Werkstoffe für die Ausbildung der zueinander beweglichen Bauteile bzw. der die Lauffläche und Gegenlauffläche bereitstellenden Bauteile einzusetzen, da beispielsweise durch leichtere Bauteile eine höhere Dynamik der Bewegung der beweglichen Bauteile ermöglicht werden kann.
  • Leichtere Werkstoffe besitzen jedoch häufig den Nachteil, dass sie eine geringere Festigkeit und Härte aufweisen und entsprechend gegenüber Beschädigungen in Form von Kratzern und Dellen bei gegenseitigem Kontakt der entsprechenden Bauteile anfälliger sind.
  • So werden beispielsweise für beweglich zueinander über ein Luftlager gelagerte Bauteile, an denen Laufflächen und Gegenlauffläche ausgebildet sind, Aluminiumwerkstoffe eingesetzt, die zur Verbesserung des Oberflächenschutzes Eloxal - Schichten und insbesondere Harteloxal - Schichten aufweisen. Allerdings weisen derartige Schichten insbesondere bei den erforderlichen Schichtdicken den Nachteil auf, dass die Herstellung aufwändig ist, da üblicherweise die aufgebrachten Schichten zur Erzielung der erforderlichen Oberflächengüte aufwändig nachbearbeitet werden müssen.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftlageranordnung bzw. ein Koordinatenmessgerät mit einer entsprechenden Luftlageranordnung bereitzustellen, bei welchen für die zueinander beweglichen Bauteile bzw. die Bauteile, die den Luftspalt des Luftlagers begrenzen und Lauffläche sowie Gegenlauffläche bereitstellen, leichte Werkstoffe eingesetzt werden können, die gleichwohl eine exakte Einstellung des Luftlagers und eine hohe Genauigkeit der gegenseitigen Bewegung der beweglichen Bauteile über eine lange Lebensdauer der Bauteile ermöglichen. Gleichzeitig soll eine entsprechende Luftlageranordnung einfach herstellbar sein.
  • TECHNISCHE LÖSUNG
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Luftlageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Darüber hinaus ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Luftlageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt vor, die Lauffläche und / oder die Gegenlauffläche der Bauteile, die den Luftspalt einer Luftlageranordnung von zueinander beweglichen Bauteilen begrenzen, mit einer Beschichtung aus Diamant oder diamantähnlichem Kohlenstoff zu versehen, sodass die Lauffläche und / oder die Gegenlauffläche bei einem gegenseitigen Kontakt vor Beschädigungen, wie Kratzern, Rillen oder Dellen geschützt sind und somit eine hohe Qualität der Luftlagereinstellung und eine exakte Bewegung der beweglichen Bauteile zueinander über eine lange Lebensdauer der zueinander beweglichen Bauteile ermöglicht wird.
  • Zur einfacheren Darstellung wird im Folgenden bei der Luftlageranordnung bei den zueinander beweglichen Lagerelementen, die den Luftspalt begrenzen, von einem beweglichen Lagerelement und einem stationären Lagerelement gesprochen. Allerdings ist die erfindungsgemäße Luftlageranordnung nicht darauf begrenzt, dass von den zueinander beweglichen Lagerelementen, die die Lauffläche und Gegenlauffläche aufweisen und den Luftspalt begrenzen, eines stationär im Sinne des Wortes sein muss, sondern es ist auch mit abgedeckt, wenn beide Lagerelemente beweglich sind und zudem relativ zueinander beweglich sind.
  • Diamantschichten oder diamantähnliche Kohlenstoffschichten, die eine Mischung aus sp2 - und sp3 - hybridisierten Kohlenstoffatomen besitzen, können durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD Chemical Vapor Deposition) oder plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) erzeugt werden. Derartige Schichten weisen eine hohe Härte und gute tribologische Eigenschaften auf, sodass selbst im Falle eines Kontaktes von Lauffläche und Gegenlauffläche keine Beschädigungen der Flächen zu erwarten sind. Darüber hinaus können derartige Schichten mit einer hohen Oberflächengüte, d.h. mit einer niedrigen Oberflächenrauheit abgeschieden werden, sodass eine Nachbearbeitung der abgeschiedenen Beschichtungen entbehrlich ist.
  • Insbesondere können die Schichten aus Diamant oder diamantähnlichem Kohlenstoff auf Laufflächen und / oder Gegenlaufflächen abgeschieden werden, die vorher mit einer mittleren Oberflächenrauheit von kleiner oder gleich 0,4 µm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,025 µm, insbesondere kleiner oder gleich 0,01 µm hergestellt worden sind, sodass nach der Beschichtung die nunmehr an der Beschichtung vorliegende Lauffläche bzw. Gegenlauffläche eine Oberflächenrauheit in vergleichbarer Güte aufweist.
  • Eine derartige Beschichtung kann eine Härte von mindestens 2000 HV (Vickershärte), vorzugsweise 2500 HV aufweisen, wobei die Beschichtung eine Dicke von kleiner oder gleich 15 µm, insbesondere kleiner oder gleich 10 µm besitzen kann.
  • Die Lauffläche und / oder Gegenlauffläche können entsprechend vollflächig mit einer entsprechenden Beschichtung versehen sein, sodass die gesamte Lauffläche bzw. Gegenlauffläche vor eventuellen Beschädigungen geschützt ist.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
    • 1 eine Darstellung eines Koordinatenmessgeräts und in
    • 2 eine Schnittdarstellung eines Luftlagers des Koordinatenmessgeräts aus 1 im Detail.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele ersichtlich. 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 mit vier Säulen 6 und einem oberen Rahmen 7, in welchem wiederum verfahrbar ein Laufwagen 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 Objekt 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. Neben dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Erfindung in weiteren Koordinatenmessgeräten eingesetzt werden, die unterschiedlich aufgebaut sein können, z.B. lediglich zwei Säulen statt vier Säulen aufweisen können.
  • Der Portalträger 2 ist mit den Säulen 6 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 Laufwagen 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 Laufwagen 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 Laufwagens 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 ein stationäres Lagerelement 11 und ein entlang des stationären Lagerelements 11 verfahrbares Lagerelement 12 aufweist, wobei zwischen stationärem Lagerelement 11 und beweglichem Lagerelement 12 ein Luftlager ausgebildet ist.
  • Zur Ausbildung des Luftlagers ist am beweglichen Lagerelement 12 eine Luftzufuhr 13 sowie ein Luftauslass 14 vorgesehen, sodass Luft über die Luftzufuhr 13 und den Luftauslass 14 in den Zwischenraum zwischen beweglichem Lagerelement 12 und stationärem Lagerelement 11 eingeblasen werden kann, sodass sich ein Luftspalt 15 ausbildet. Entsprechend kann das bewegliche Lagerelement 12 berührungslos entlang dem stationären Lagerelement 11 bewegt werden, wenn mittels des Luftlagers der Luftspalt 15 erzeugt wird. Die Fläche des beweglichen Lagerelements 12, die in Richtung des stationären Lagerelements 11 weist und den Luftspalt auf Seiten des beweglichen Lagerelements 12 begrenzt, stellt die Lauffläche 16 des beweglichen Lagerelements 12 dar, während die Oberfläche des stationären Lagerelements 11, die in Richtung des beweglichen Lagerelements 12 weist und den Luftspalt 15 an dem stationären Lagerelement 11 begrenzt, die Gegenlauffläche 17 des stationären Lagerelements 11 darstellt.
  • An der Lauffläche 16 des beweglichen Lagerelements 12 ist eine Beschichtung 18 aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC Diamond Like Carbon) bzw. aus Diamant aufgebracht. In gleicher Weise weist die Gegenlauffläche 17 ebenfalls eine Beschichtung 19 aus diamantähnlichem Kohlenstoff oder aus Diamant auf.
  • Durch die Beschichtungen 18,19 der Lauffläche 16 bzw. der Gegenlauffläche 17 werden die Lauffläche 16 bzw. die Gegenlauffläche 17 auch während der Montage oder bei einer Fehlfunktion des Luftlagers und einem Kontakt von Lauffläche 16 und Gegenlauffläche 17 vor einer Beschädigung geschützt, da die Beschichtungen eine hohe Härte und gute Gleiteigenschaften aufweisen, sodass eine hohe Güte des Luftlagers und eine exakte Bewegung von beweglichem Lagerelement 12 und stationärem Lagerelement 11 zueinander gewährleistet werden können. Zudem besitzen die Beschichtungen 18,19 eine hohe Oberflächengüte mit niedrigerer Rauheit, sodass eine Nachbearbeitung der Beschichtung nach der Aufbringung nicht erforderlich ist, sowie eine gute thermische Leitfähigkeit, chemische Inertheit und sehr gute elektrische Isolationseigenschaften.
  • 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 dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird. Insbesondere schließt die vorliegende Offenbarung sämtliche Kombinationen der in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigten Einzelmerkmale mit ein, sodass einzelne Merkmale, die nur in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, auch bei anderen Ausführungsbeispielen oder nicht explizit dargestellten Kombinationen von Einzelmerkmalen eingesetzt werden können.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Koordinatenmessgerät
    2
    Portalträger
    3
    Laufwagen
    4
    Schiene
    5
    Messsystem
    6
    Säule
    7
    Rahmen
    8
    Aufnahme
    9
    Objekt
    10
    Luftlageranordnung
    11
    stationäres Lagerelement
    12
    Lagerelement
    13
    Luftzufuhr
    14
    Luftauslass
    15
    Luftspalt
    16
    Lauffläche
    17
    Gegenlauffläche
    18
    Beschichtung
    19
    Beschichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10229823 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Luftlageranordnung für ein Koordinatenmessgerät zur beweglichen Lagerung von zwei Bauteilen zueinander mit mindestens einem beweglichen Lagerelement (12) und einem stationären Lagerelement (11) sowie mindestens einer Druckluftversorgung, durch welche ein Druckluftpolster zwischen dem beweglichen Lagerelement und dem stationären Lagerelement ausgebildet werden kann, sodass das bewegliche Lagerelement beabstandet zum stationären Lagerelement bewegbar ist, wobei das bewegliche Lagerelement mindestens eine Lauffläche (16) und das stationäre Lagerelement mindestens eine Gegenlauffläche (17) aufweisen, entlang denen sich bewegliches Lagerelement und stationäres Lagerelement gegenseitig zueinander bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (16) und / oder die Gegenlauffläche (17) mit einer Beschichtung (18,19) aus Diamant oder diamantähnlichem Kohlenstoff versehen sind.
  2. Luftlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (18,19) eine Härte von mindestens 2000 HV, vorzugsweise mindestens 2500 HV aufweist.
  3. Luftlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (18,19) eine Dicke von kleiner oder gleich 15 µm, insbesondere kleiner oder gleich 10 µm aufweist.
  4. Luftlageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (16) und / oder die Gegenlauffläche (17) vollflächig mit der Beschichtung (18,19) versehen sind.
  5. 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 (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Luftlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das bewegliche Lagerelement (12) mit der mindestens einen Lauffläche (16) und das stationäre Lagerelement (11) mit der mindestens einen Gegenlauffläche (17) hergestellt werden, wobei abschließend die Lauffläche und / oder die Gegenlauffläche mit einer Beschichtung (18,19) aus Diamant oder diamantähnlichem Kohlenstoff versehen werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (18,19) nicht nachbearbeitet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Beschichten die Lauffläche (16) und / oder die Gegenlauffläche (17) mit einer mittleren Rauheit von kleiner oder gleich 0,4 µm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,025 µm, insbesondere kleiner oder gleich 0,01 µm hergestellt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (18,19) durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD chemical vapor deposition) und insbesondere plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition) durchgeführt wird.
DE102017118944.0A 2017-08-18 2017-08-18 Koordinatenmessgerät Active DE102017118944B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017118944.0A DE102017118944B4 (de) 2017-08-18 2017-08-18 Koordinatenmessgerät
CN201810895491.9A CN109405786A (zh) 2017-08-18 2018-08-08 用于坐标测量机的空气轴承装置、坐标测量机和制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017118944.0A DE102017118944B4 (de) 2017-08-18 2017-08-18 Koordinatenmessgerät

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017118944A1 true DE102017118944A1 (de) 2019-02-21
DE102017118944B4 DE102017118944B4 (de) 2021-11-18

Family

ID=65234735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017118944.0A Active DE102017118944B4 (de) 2017-08-18 2017-08-18 Koordinatenmessgerät

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109405786A (de)
DE (1) DE102017118944B4 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3719443B1 (de) * 2019-04-03 2021-06-09 Hexagon Technology Center GmbH Koordinatenmessmaschine mit selbstreinigendem luftlager
DE102022124880A1 (de) 2022-09-27 2024-03-28 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Führungs - oder lageranordnung für koordinatenmessgeräte, koordinatenmessgerät und verfahren zur herstellung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10229823A1 (de) 2002-06-28 2004-01-15 Carl Zeiss Dynamische Neigungskorrektur bei Koordinatenmessgeräten
DE102007045317A1 (de) * 2006-10-31 2008-05-08 Siemens Ag Elektrische Maschine mit Luftlagerung
DE102011077556A1 (de) * 2011-06-15 2012-12-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gleitlager
EP2807447B1 (de) * 2012-01-26 2017-11-08 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH Verfahren zum ermitteln eines korrekturwerts für eine überwachung eines fluidlagers und maschine mit mindestens einem fluidlager

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2105043U (zh) * 1991-09-24 1992-05-20 国营青岛前哨机械厂 三坐标测量机的封闭框架式活动龙门
EP2219010A1 (de) * 2009-02-11 2010-08-18 Leica Geosystems AG Koordinatenmessmaschine und Verfahren zum Kompensieren von Fehlern in einer Koordinatenmessmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10229823A1 (de) 2002-06-28 2004-01-15 Carl Zeiss Dynamische Neigungskorrektur bei Koordinatenmessgeräten
DE102007045317A1 (de) * 2006-10-31 2008-05-08 Siemens Ag Elektrische Maschine mit Luftlagerung
DE102011077556A1 (de) * 2011-06-15 2012-12-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gleitlager
EP2807447B1 (de) * 2012-01-26 2017-11-08 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH Verfahren zum ermitteln eines korrekturwerts für eine überwachung eines fluidlagers und maschine mit mindestens einem fluidlager

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017118944B4 (de) 2021-11-18
CN109405786A (zh) 2019-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012111008A1 (de) Optisches Messverfahren und optische Messvorrichtung zum Erfassen einer Oberflächentopographie
EP2018511B1 (de) Maschine zum vermessen oder bearbeiten von werkstücken, insbesondere koordinatenmessgerät
DE102014205523A1 (de) Positioniereinrichtung in Portalbauweise
EP2769172B1 (de) Verfahren zur vermessung eines dreidimensionalen objekts
DE102017118944A1 (de) Luftlageranordnung für Koordinatenmessgeräte, Koordinatenmessgerät und Verfahren zur Herstellung
WO2016174254A1 (de) Koordinatenmessgerät mit luftlagerüberwachung und - einstellung
DE3224005C2 (de)
WO2017085013A1 (de) Taktile planlaufmessung und längenmessung
WO2016170043A1 (de) Verfahren zur formgebung und/oder formkorrektur mindestens eines optischen elements
DE3336002A1 (de) Fuehrungsvorrichtung
DE102007024760A1 (de) Verfahren zum Feinstschleifen von im Querschnitt gekrümmten Flächen an ringförmigen Werkstücken
DE102022124880A1 (de) Führungs - oder lageranordnung für koordinatenmessgeräte, koordinatenmessgerät und verfahren zur herstellung
DE102017212090A1 (de) Luftlagereinrichtung, Halteeinrichtung, Koordinatenmessgerät für Verfahren zur Herstellung
DE102012104017A1 (de) Messeinrichtung und Verfahren zur Messung von Kugeln
WO2016001050A1 (de) Lagerbaugruppe für eine lineare fluidlagerführung eines koordinatenmessgerätes und koordinatenmessgerät
DE102019126976A1 (de) Taster eines Kontur- und/oder Rauheitsmessgeräts
DE102017204869B4 (de) Linearführung, Koordinatenmessgerät mit einer Linearführung und Verfahren zur Montage eines Fluiddrucklagers an einem Lagerkäfig einer Linearführung
DE102019134940A1 (de) Referenzanordnung für ein Koordinatenmessgerät, Koordinatenmessgerät und Verfahren zum Kalibrieren eines Koordinatenmessgeräts
DE19543647A1 (de) Längenmeßeinrichtung zur Messung der Relativlage zweier Objekte
DE102007015152A1 (de) Maschine zum Vermessen oder Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere Koordinatenmessgerät
EP3480669A1 (de) Verbesserte kalibrierung von werkzeugmaschinen
DE102006006401A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Topographie eines ebenen Körpers sowie zur Herstellung von Fassungen für optische Elemente und Fassung für ein optisches Element
DE102018130978A1 (de) Linearführung und Verfahren zur Einstellung und Prüfung der Einstellung eines Messsystems einer Linearführung
DE102019210023A1 (de) Positionsmesseinrichtung
DE202013003138U1 (de) Linearführung für unbegrenzte Hubwege und Systeme

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final