DE102018103420A1

DE102018103420A1 - Messgerät zur Oberflächen- oder Konturmessung

Info

Publication number: DE102018103420A1
Application number: DE102018103420.2A
Authority: DE
Inventors: Philipp Steuer; Wolfgang Speck
Original assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Current assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Priority date: 2018-02-15
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2019-08-22
Also published as: US10928177B2; CN110160432A; US20190249975A1

Abstract

Ein Messgerät 2 zur Oberflächen- oder Konturmessung an einem Werkstück weist einen Taster 4 zur Antastung der Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks, wobei der Taster 4 ein Halteteil 18 aufweist 18, mit dem ein Tastarm 6 lösbar verbindbar oder verbunden ist. Das Messgerät weist ferner eine Vorschubeinrichtung 10 zum Bewegen des Tasters 4 relativ zu dem zu vermessenden Werkstück und eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der Vorschubeinrichtung 10 auf. Erfindungsgemäß sind dem Tastarm 6 zugeordnete und mit der Steuerungseinrichtung verbundene Positionssensormittel vorgesehen, die derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass sie Positionsänderungen des Tastarmes 6 relativ zu dem Halteteil 18 aus einer Messposition in eine Störungsposition des Tastarmes 6 abfühlen und ein Positionsänderungssignal erzeugen, wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert ist, dass sie als Antwort auf ein Positionsänderungssignal ein Steuersignal zur Ansteuerung der Vorschubeinrichtung 10 derart erzeugt, dass die Vorschubbewegung des Tasters 4 beeinflusst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Oberflächen- oder Konturmessung an einem Werkstück.
Entsprechende Messgeräte sind allgemein bekannt und werden für unterschiedliche Messaufgaben, insbesondere im Bereich der Fertigungsmesstechnik, eingesetzt.
Die bekannten Messgeräte weisen einem Taster zur Antastung der Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks auf, wobei der Taster ein Halteteil aufweist, mit dem ein Tastarm lösbar verbindbar oder verbunden ist. Die bekannten Messgeräte weisen ferner eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Tasters relativ zu dem zu vermessenden Werkstück auf. Durch die lösbare Verbindung des Tastarmes mit dem Halteteil ist es möglich, für unterschiedliche Messaufgaben unterschiedliche Tastarme einzusetzen. Die bekannten Messgeräte weisen ferner eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der Vorschubeinrichtung auf.
Während einer Messung bewegt die Vorschubeinrichtung den Taster mit dem Tastarm relativ zu dem zu vermessenden Werkstück entlang einer insbesondere linearen Vorschubachse. Bei Bedienfehlern kann es vorkommen, dass der Tastarm mit dem zu vermessenden Werkstück oder einem anderen Bauteil der Messanordnung kollidiert. Hierbei besteht die Gefahr, dass es an dem Messgerät, insbesondere an dem Taster, und/oder oder an dem Werkstück zu einer Beschädigung kommt.
Durch DE 39 22 296 A1 ist ein Messkopf bekannt, bei dem der Tastarm über einen Permanentmagneten mit dem Halteteil verbunden ist. Die Haltekraft des Permanentmagneten ist dabei so eingestellt, dass sich im Falle einer Kollision der Tastarm von dem Halteteil löst und dadurch eine Überlastsicherung gebildet ist.
Ähnliche mit Permanentmagneten arbeitende Überlastsicherungen sind auch durch US 4,574,625 , EP 1 689 317 B1 , EP 0 406 781 B1 , DE 33 201 27 , EP 1 289 317 A1 , DE 10 2007 018 444 B3 , WO 02/27270 A1 , DE 10 2005 036 928 B3 , DE 19617023 C1 , US 5,028,901 , EP 0 750 017 A2 , DE 4437033 C2 , WO 03/083407 sowie DE 10 2012 007 183 A1 bekannt.
Ein Nachteil der entsprechenden Überlastsicherungen besteht darin, dass der Tastarm im Falle einer Kollision von dem Halteteil abfällt und beim Herunterfallen beschädigt werden kann.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bekannt, zur Verbindung des Tastarmes mit dem Halteteil ein Bauteil zu verwenden, das eine Sollbruchstelle aufweist und beim Auftreten einer Überlast bricht. Entsprechende Tastarme sind durch DE 10 502 840 A1 , DE 42 17 641 A1 , US 5,394,757 , EP 1 722 189 A1 , US 7,155,839 B2 und US 8,524,523 A bekannt.
Durch EP 2 762 827 A1 ist ein Messgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bekannt. Bei dem bekannten Messgerät ist der Kollisionsschutz durch eine Überlastsicherung mit einer Sollbruchstelle gebildet, wobei die Überlastsicherung besonders vorteilhaft gestaltet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Messgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art den Kollisionsschutz weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass nach dem Auslösen einer Überlastsicherung, die auf einer permanentmagnetischen Halterung oder einer Sollbruchanordnung beruht, zwar die Gefahr einer Beschädigung des Tastarmes verringert ist, jedoch weiterhin die Gefahr besteht, dass andere Bestandteile des Messgerätes beschädigt werden.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, den Kollisiosnschutz zu erweitern, indem eine Kollision des Tastarmes mit einem Hindernis detektiert und bei Detektion einer Kollision in die Steuerung des Messgeräts eingegriffen wird, um beispielsweise die Vorschubeinrichtung stillzusetzen.
Hierzu sieht die Erfindung dem Tastarm zugeordnete und mit der Steuerungseinrichtung verbundene Positionssensormittel vor, die derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass sie Positionsänderungen des Tastarmes relativ zu dem Halteteil aus einer Messposition in eine Störungsposition des Tastarmes detektieren bei Detektion einer Positionsänderung ein Positionsänderungssignal erzeugen, wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert ist, dass sie als Antwort auf ein Positionsänderungssignal ein Steuersignal zur Ansteuerung der Vorschubeinrichtung derart erzeugt, dass die Vorschubbewegung des Tasters beeinflusst wird.
Führt der Tastarm bei einer Kollision eine Relativbewegung relativ zu dem Halteteil aus, so erzeugen die Positionssensormittel ein Positionsänderungssignal, aufgrund dessen die Vorschubbewegung des Tasters gesteuert durch die Steuerungseinrichtung beeinflusst wird. Bei Detektion einer Bewegung des Tastarmes in die Störungsposition kann beispielsweise und insbesondere die Vorschubeinrichtung stillgesetzt werden, so dass die Vorschubbewegung dann sofort beendet ist.
Die Erfindung stellt damit im Falle einer Kollision insbesondere eine Notausschaltung zur Verfügung. Dadurch, dass die Vorschubbewegung beispielsweise im Falle einer Kollision sofort beendet werden kann, ist die Gefahr einer Beschädigung des Messgerätes wesentlich verringert.
Da im Ergebnis Schäden an dem Messgerät sowie seinen Bestandteilen mit hoher Zuverlässigkeit vermieden sind, spart die Erfindung Reparaturkosten.
Durch entsprechende Einstellung der Empfindlichkeit der Positionssensormittel ist es erfindungsgemäß möglich, das Positionsänderungssignal bereits dann zu erzeugen, wenn sich der Tastarm relativ zu dem Halteteil aufgrund einer Kollision geringfügig bewegt hat, jedoch noch nicht von dem Halteteil abgefallen ist. Auf diese Weise ist eine Beschädigung des Tastarmes durch Herunterfallen ebenfalls vermieden.
Um eine Notausschaltung der Vorschubeinrichtung zu bewirken, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert ist, dass die Vorschubeinrichtung als Antwort auf ein Positionsänderungssignal stillgesetzt wird.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Positionssensormittel während einer Betätigung der Vorschubeinrichtung bei Durchführung einer Messung permanent in Signalübertragungsverbindung mit der Steuerungseinrichtung stehen. Auf diese Weise ist eine während der Messung durchgehende und zeitlich lückenlose Kollisionsüberwachung realisiert.
Unter einem Tastarm wird erfindungsgemäß eine Halteanordnung zum Halten eines Tastkörpers, beispielsweise einer Tastspitze, verstanden, unabhängig davon, ob die Halteanordnung nach Art eines Armes oder in anderer Weise ausgebildet und geformt ist.
Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können die Positionssensormittel eine beliebige Anzahl von Sensoren aufweisen, deren Anordnung an dem Messgerät entsprechend den jeweiligen Anforderungen innerhalb weiter Grenzen wählbar ist. Insoweit sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass wenigstens ein Sensor der Positionssensormittel an dem Tastarm und/oder dem Halteteil angeordnet ist.
Auch das Funktionsprinzip der Positionssensormittel ist entsprechend den jeweiligen Anforderungen innerhalb weiter Grenzen wählbar. Insoweit sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Positionssensormittel elektromechanische Sensormittel mit wenigstens einem elektromechanischem Sensor aufweisen, der derart ausgebildet ist, dass er als Antwort auf eine Relativbewegung des Tastarmes zu dem Halteteil aus der Messposition in eine Störungsposition ein elektrisches Signal oder eine Signaländerung eines elektrischen Signals erzeugt, wobei das elektrische Signal oder die Signaländerung des elektrischen Signales das Positionsänderungssignal bildet. Entsprechende elektromechanische Sensoren sind einfach im Aufbau und damit kostengünstig und weisen eine hohe Zuverlässigkeit auf.
Eine Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, dass wenigstens ein elektromechanischer Sensor derart ausgebildet ist, dass er in Messposition des Tastarmes einen Ruhestrom erzeugt, der sich bei einer Relativbewegung des Tastarmes zu dem Halteteil aus der Messposition in die Störungsposition ändert. Die entsprechende Änderung des Ruhestromes kann in der Steuerungseinrichtung erkannt werden und bildet das Positionsänderungssignal. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln und hoher Zuverlässigkeit eine Bewegung des Tastarmes in eine Störungsposition erkannt werden. Hierbei ist ein Ruhestrom mit einer geringen Stromstärke von wenigen Milliampere ausreichend, so dass der resultierende Stromverbrauch nicht ins Gewicht fällt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein elektromechanischer Sensor derart ausgebildet ist, dass der Ruhestrom bei einer Relativbewegung des Tastarmes aus der Messposition in die Steuerungsposition zu dem Halteteil zu Null wird.
Um den elektromechanischen Sensor besonders einfach auszugestalten, sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass wenigstens ein elektromechanischer Sensor zwei an dem Halteteil angeordnete elektrische Kontaktelemente aufweist, die derart ausgebildet sind, dass sie in der Messposition des Tastarmes durch ein an dem Tastarm angeordnetes Bauteil aus elektrisch leitfähigem Material überbrückt sind und in einer Störungsposition des Tastarmes die elektrische Verbindung zwischen den Kontakten unterbrochen ist.
Bei der vorgenannten Ausführungsform können die Kontaktelemente vorzugsweise in Richtung auf den Tastarm federbelastet sein, wie es eine vorteilhafte Weiterbildung aussieht.
Dabei können die Kontaktelemente insbesondere als Federkontaktstifte ausgebildet sein. Entsprechende Federkontaktstifte stehen als einfache und kostengünstige Standardbauteile zur Verfügung.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein elektromechanischer Sensor als Schalter ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform bildet ein Schaltsignal des Schalters das Positionsänderungssignal.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Positionssensormittel optische Sensormittel mit wenigstens einem optischen Sensor aufweisen. Bei dieser Ausführungsform werden Positionsänderungen des Tastarmes aus der Messposition in die Störungsposition optisch detektiert.
Bei der vorgenannten Ausführungsform können unterschiedliche optische Sensorprinzipien verwendet werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass wenigstens ein optischer Sensor durch eine Kamera gebildet ist, die mit der Steuerungseinrichtung in Datenübertragungsverbindung steht, wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert ist, dass eine Relativbewegung des Tastarmes aus der Messposition in eine Störungsposition durch Auswertung von zu der Steuerungseinrichtung übertragenen Kamerabildern erkannt wird, derart, dass die Kamerabilder das Positionsänderungssignal bilden. Durch entsprechende Algorithmen der Bildverarbeitung und Mustererkennung können Positionsänderungen des Tastarmes mit großer Genauigkeit und hoher Zuverlässigkeit detektiert werden.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Tastarm in der Messposition durch magnetische Haltemittel an dem Halteteil gehalten ist. Durch entsprechende Einstellung der Empfindlichkeit der Positionssensormittel ist es möglich, das Positionsänderungssignal auszulösen, bevor sich der Tastarm von dem Halteteil gelöst hat. Die Vorschubbewegung kann also gestoppt werden, bevor der Tastarm herunterfällt. Auf diese Weise ist die Gefahr, dass der Tastarm beschädigt wird, verringert.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Tastarm in Messposition mittels einer Dreipunktauflage statisch bestimmt an dem Halteteil gelagert ist, wobei die Dreipunktauflage vorzugsweise drei an dem Halteteil angeordnete Kugeln aufweist, die in Messposition des Tastarmes in an dem Tastarm gebildete prismatisch geformte Auflagerausnehmungen eingreifen. In kinematischer Umkehrung dieser Anordnung können die Kugeln auch an dem Tastarm und die Auflagerausnehmungen an dem Halteteil gebildet sein. Die Anordnung der Kugeln an dem Halteteil hat jedoch den Vorteil, dass die hochpräzise gefertigten Kugeln nur einmal, nämlich an dem Halteteil vorgesehen sind, während die Auflagerausnehmungen an dem jeweiligen Tastarm vorhanden sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte, stark schematisierte Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger geeigneter Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbezügen sowie in unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
Es zeigt:

1 eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messgerätes,
2 in vergrößertem Maßstab und einer teilweise geschnittenen Perspektivansicht eine Einzelheit im Bereich der Verbindung zwischen einem Tastarm und einem Halteteil des Messgerätes gemäß 1,
3 in einer anderen Perspektivansicht das Halteteil für sich genommen und
4 in gleicher Darstellung wie 2 das Halteteil mit dem Tastarm in Messposition.

Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messgerätes näher erläutert.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messgerätes 2 zur Oberflächen- oder Konturmessung an einem Werkstück schematisch dargestellt, das einen Taster 4 zur Antastung der Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks aufweist, der einen Tastarm 6 aufweist, der an seinem freien Ende einen Tastkörper, beispielsweise in Form einer Tastspitze, trägt.
Das Messgerät 2 weist eine Vorschubeinrichtung 10 zum Bewegen des Tasters relativ zu der zu vermessenden Oberfläche auf. Zum Ansteuern der Vorschubeinrichtung 10 ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen. Die Vorschubeinrichtung 10 ist an einem Gehäuse 12 angeordnet, das entlang einer Vertikalachse verstellbar an einer Messsäule 14 angeordnet ist, die mit einer Grundplatte 16 des Gerätes verbunden ist.
In 2 ist ein Halteteil 18 des Tasters 4 dargestellt, mit dem der Tastarm 6 lösbar verbindbar ist. Zum Halten des Tastarmes 6 in einer Messposition (vgl. 4) an dem Halteteil 18 sind magnetische Haltemittel vorgesehen, die bei diesem Ausführungsbeispiel einen Permanentmagneten 20 aufweisen. Der Tastarm 6 weist an seinen dem Halteteil 18 zugewandten Ende eine Platte 22 aus einem ferromagnetischen und elektrisch leitfähigen Material in Form einer Metallplatte auf. Die Platte 22 dient damit einerseits zur permanentmagnetischen Halterung des Tastarmes 6 an dem Halteteil 18 in Messposition des Tastarmes 6.
In Messposition ist der Tastarm 6 mittels einer Dreipunktauflage statisch bestimmt an dem Halteteil 18 gelagert, wobei die Dreipunktauflage 3 an dem Halteteil angeordnete Kugeln 24, 26, 28 aufweist, die in Messposition des Tastarmes 6 in an dem Tastarm 6 gebildete prismatisch geformte Auflagerausnehmungen eingreifen.
4 zeigt den Tastarm in seiner Messposition an dem Halteteil 18.
Erfindungsgemäß weist das Messgerät 2 dem Tastarm 6 zugeordnete und mit der Steuerungseinrichtung verbundene Positionssensormittel auf, die derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass sie Positionsänderungen des Tastarmes relativ zu dem Halteteil aus der in 4 dargestellten Messposition in eine Störungsposition des Tastarmes 4 detektieren und bei Detektion einer Positionsänderung ein Positionsänderungssignal erzeugen, wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert ist, dass sie als Antwort auf ein Positionsänderungssignal ein Steuersignal zur Ansteuerung der Vorschubeinrichtung 10 derart erzeugt, dass die Vorschubbewegung des Tasters 4 beeinflusst wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert, dass die Vorschubeinrichtung 10 als Antwort auf ein Positionsänderungssignal stillgesetzt wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Positionssensormittel elektromechanische Sensormittel mit wenigstens einem elektromechanischen Sensor 30 auf, der derart ausgebildet ist, dass er als Antwort auf eine Relativbewegung des Tastarmes 6 zu dem Halteteil 18 aus der Messposition in eine Störungsposition ein elektrisches Signal oder eine Signaländerung eines elektrischen Signales erzeugt, wobei das elektrische Signal oder die Signaländerung des elektrischen Signales das Positionsänderungssignal bilden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Sensor 30 zwei an dem Halteteil 18 angeordnete elektrische Kontaktelemente 32, 34, auf, die derart ausgebildet sind, dass sie in Messposition des Tastarmes 6 durch ein an dem Tastarm 6 angeordnetes Bauteil aus elektrisch leitfähigem Material überbrückt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Bauteil durch die Platte 22 gebildet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktelemente 32, 34 durch in Richtung auf den Tastarm 6 federbelastete Federkontaktstifte gebildet, die in Messposition des Tastarmes 6 elastisch federnd an der Platte 22 anliegen. Über eine mit dem Halteteil 18 verbundene Leiterplatte 36 wird eine Ruhestrom eingespeist, der über das Kontaktelement 32 und die Platte 22 zu dem Kontaktelement 34 fließt, solange sich der Tastarm 6 in der Messposition befindet.
Kommt es aufgrund einer Kollision des Tastarmes 6 mit einem Hindernis, beispielsweise dem Werkstück, zu einer Relativbewegung des Tastarmes 6 relativ zu dem Halteteil 18 aus der Messposition in eine Störungsposition, so wird der Stromfluss des Ruhestromes unterbrochen. Durch diese Änderung des Ruhestromes, der zu Null wird, kann in der Steuerungseinrichtung festgestellt werden, dass sich der Tastarm 6 in eine Störungsposition bewegt hat. Die Änderung des Ruhestromes bildet ein Positionsänderungssignal, anhand dessen in der Steuerungseinrichtung festgestellt werden kann, dass eine Kollision aufgetreten ist.
Als Antwort auf das Positionsänderungssignal erzeugt die Steuerungseinrichtung ein Steuersignal zur Ansteuerung der Vorschubeinrichtung 10 derart, dass die Vorschubbewegung des Tasters 4 beeinflusst wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert, dass die Vorschubeinrichtung 10 als Antwort auf ein Positionsänderungssignal stillgesetzt wird.
Auf diese Weise ist eine Notausschaltung der Vorschubeinrichtung 10 im Kollisionsfalle realisiert, wodurch Beschädigungen an dem Messgerät 2 und dem Werkstück zuverlässig vermieden sind.
Nach erfolgter Notausschaltung kann die Störungsursache behoben, der Tastarm 6 durch eine Bedienperson wieder in die Messposition gebracht und die Messung neu gestartet oder fortgesetzt werden.
Durch entsprechend empfindliche Einstellung der Positionssensormittel kann das Steuersignal zur Ansteuerung der Vorschubeinrichtung 10 zur Beeinflussung der Vorschubbewegung bereits dann erzeugt werden, wenn lediglich eine geringfügige Relativverschiebung des Tastarmes 6 relativ zu dem Halteteil 18 stattgefunden hat. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Messung nur dann weiterläuft, wenn sich der Tastarm 6 in der klar definierten Messposition relativ zu dem Halteteil 18 befindet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Empfindlichkeit des Sensors 30 eingestellt werden, indem eingestellt wird, wie weit die Kontaktelemente 32, 34 federbelastet über das Halteteil 18 hervorstehen. Kommt es zu einer Relativverschiebung des Tastarmes 6 relativ zu dem Halteteil 18, so vergrößert sich aufgrund der prismatischen Formung der Auflagerausnehmungen, in die die Kugeln 24, 26, 28 eingreifen, bei einer Relativverschiebung auch der Abstand zwischen dem Halteteil 18 und dem Tastarm 8, so dass der Stromfluss über die Kontaktelemente 32, 34 und die Platte 22 unterbrochen wird. Auf diese Weise wird das Positionsänderungssignal erzeugt und die Notausschaltung bewirkt.
Darüber hinaus kann die Empfindlichkeit des Sensors 30 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise auch dadurch eingestellt werden, dass die Platte 22 mit einem elektrisch isolierenden Lack überzogen und nur an den Stellen freigelassen ist, an der die Kontaktelemente 32, 34 in Messposition des Tastarmes 6 an der Platte 22 anliegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3922296 A1 [0005]
US 4574625 [0006]
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EP 0406781 B1 [0006]
DE 3320127 [0006]
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DE 102007018444 B3 [0006]
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US 7155839 B2 [0008]
US 8524523 A [0008]
EP 2762827 A1 [0009]

Claims

Messgerät (2) zur Oberflächen- oder Konturmessung an einem Werkstück, mit einem Taster (4) zur Antastung der Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks, wobei der Taster (4) ein Halteteil aufweist (18), mit dem ein Tastarm (6) lösbar verbindbar oder verbunden ist, mit einer Vorschubeinrichtung (10) zum Bewegen des Tasters (4) relativ zu dem zu vermessenden Werkstück, und mit einer Steuerungseinrichtung zum Ansteuern der Vorschubeinrichtung (10), gekennzeichnet durch dem Tastarm (6) zugeordnete und mit der Steuerungseinrichtung verbundene Positionssensormittel, die derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass sie Positionsänderungen des Tastarmes (6) relativ zu dem Halteteil (18) aus einer Messposition in eine Störungsposition des Tastarmes (6) detektieren und bei Detektion einer Positionsänderung ein Positionsänderungssignal erzeugen, wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert ist, dass sie als Antwort auf ein Positionsänderungssignal ein Steuersignal zur Ansteuerung der Vorschubeinrichtung (10) derart erzeugt, dass die Vorschubbewegung des Tasters (4) beeinflusst wird.
Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert ist, dass die Vorschubeinrichtung (10) als Antwort auf ein Positionsänderungssignal stillgesetzt wird.
Messgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssensormittel während einer Betätigung der Vorschubeinrichtung (10) bei Durchführung einer Messung permanent in Signalübertragungsverbindung mit der Steuerungseinrichtung stehen.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (30) der Positionssensormittel an dem Tastarm (6) und/oder dem Halteteil (18) angeordnet ist.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssensormittel elektromechanische Sensormittel mit wenigstens einem elektromechanischen Sensor (30) aufweisen, der derart ausgebildet ist, dass er als Antwort auf eine Relativbewegung des Tastarmes (6) zu dem Halteteil aus der Messposition in eine Störungsposition ein elektrisches Signal oder eine Signaländerung eines elektrischen Signales erzeugt, wobei das elektrische Signal oder die Signaländerung des elektrischen Signales das Positionsänderungssignal bildet.
Messgerät nach Anspruch 5, , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektromechanischer Sensor (30) derart ausgebildet ist, dass in der Messposition des Tastarmes (6) ein Ruhestrom fließt, der sich bei einer Relativbewegung des Tastarmes (6) zu dem Halteteil (18) aus der Messposition in eine Störungsposition ändert.
Messgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektromechanischer Sensor (30) derart ausgebildet ist, dass der Ruhestrom bei einer Relativbewegung des Tastarmes (6) zu dem Halteteil aus der Messposition in eine Störungsposition zu null wird.
Messgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektromechanischer Sensor (30) zwei an dem Halteteil (18) angeordnete elektrische Kontaktelemente (32, 34) aufweist, die derart ausgebildet sind, dass sie in der Messposition des Tastarmes (6) durch ein an dem Tastarm (6) angeordnetes Bauteil (22) aus elektrisch leitfähigem Material überbrückt sind und in einer Störungsposition die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen (32, 34) unterbrochen ist.
Messgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kontaktelement (32, 34) in Richtung auf den Tastarm (6) federbelastet ist.
Messgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kontaktelement (32, 34) als Federkontaktstift ausgebildet ist.
Messgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektromechanischer Sensor als Schalter ausgebildet ist.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssensormittel optische Sensormittel mit wenigstens einem optischen Sensor aufweisen.
Messgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein optischer Sensor durch eine Kamera gebildet ist, die mit der Steuerungseinrichtung in Datenübertragungsverbindung steht, wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet und programmiert ist, dass eine Relativbewegung des Tastarmes (6) aus der Messposition in eine Störungsposition durch Auswertung von zu der Steuerungseinrichtung übertragenen Kamerabildern erkannt wird, derart, dass die Kamerabilder das Positionsänderungssignal bilden.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastarm (6) in der Messposition durch magnetische Haltemittel an dem Halteteil (18) gehalten ist.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastarm (6) in Messposition mittels einer Dreipunktauflage statisch bestimmt an dem Halteteil (18) gelagert ist.
Messgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreipunktauflage drei an dem Halteteil (18) angeordnete Kugeln (24, 26, 28) aufweist, die in Messposition des Tastarmes (6) in an dem Tastarm (6) gebildete prismatisch geformte Auflagerausnehmungen eingreifen.