DE102019129707A1

DE102019129707A1 - COORDINATE MEASURING DEVICE WITH OPTICAL SENSOR AND / OR LIGHTING DEVICE, OPTICAL SENSOR AND / OR LIGHTING DEVICE FOR A COORDINATE MEASURING DEVICE AND METHOD FOR RETROFITTING A COORDINATE MEASURING DEVICE OR LIGHTING DEVICE WITH OPTICAL SENSORS

Info

Publication number: DE102019129707A1
Application number: DE102019129707.9A
Authority: DE
Inventors: Karl Sombrey
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2021-05-06

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät zur Vermessung eines Werkstücks mit einer optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung (5), der relativ zum zu vermessenden Werkstück (9) entlang mindestens einer Achse verfahrbar ist, wobei die optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung (5) an einer Pinole (8) angeordnet ist, die entlang ihrer Längsachse verschiebbar in dem Koordinatenmessgerät aufgenommen ist, wobei an der Außenseite der Pinole (8) zumindest teilweise entlang der Längsseite mindestens ein Lichtleiter angeordnet ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung für ein Koordinatenmessgerät und ein Verfahren zum Ausrüsten, insbesondere Nachrüsten eines Koordinatenmessgeräts mit einer optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung.The present invention relates to a coordinate measuring device for measuring a workpiece with an optical sensor and / or lighting device (5) which can be moved relative to the workpiece (9) to be measured along at least one axis, the optical sensor and / or lighting device (5 ) is arranged on a quill (8) which is accommodated in the coordinate measuring machine so as to be displaceable along its longitudinal axis, at least one light guide being arranged on the outside of the quill (8) at least partially along the longitudinal side. The invention also relates to an optical sensor and / or lighting device for a coordinate measuring device and a method for equipping, in particular retrofitting, a coordinate measuring device with an optical sensor and / or lighting device.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät zur Vermessung eines Werkstücks mit einer optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung, die relativ zum zu vermessenden Werkstück entlang mindestens einer Achse verfahrbar ist, sowie eine optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung für ein Koordinatenmessgerät und ein Verfahren zum Ausrüsten, insbesondere Nachrüsten eines Koordinatenmessgeräts mit einer optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung.The present invention relates to a coordinate measuring device for measuring a workpiece with an optical sensor and / or lighting device that can be moved relative to the workpiece to be measured along at least one axis, as well as an optical sensor and / or lighting device for a coordinate measuring device and a method for equipping , in particular retrofitting a coordinate measuring machine with an optical sensor and / or lighting device.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

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 Messvolumen gelagerte Werkstück zu vermessen, wobei das Messvolumen den Raum darstellt, in dem eine Messung möglich ist und somit auch die Dimensionen eines zu vermessenden Werkstücks definiert. Ein Beispiel für ein derartiges Koordinatenmessgerät ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 229 823 A1 beschrieben.For quality assurance in manufacturing, it is necessary in many areas to measure workpieces precisely and to determine the dimensions and / or shapes of the workpieces. For this purpose, so-called coordinate measuring devices are used, which can determine the coordinates of a workpiece to be measured using optical and / or tactile sensors (contact sensors). For this purpose, a measuring head with a corresponding sensor is moved three-dimensionally in space in order to measure the workpiece stored in the measurement volume, the measurement volume representing the space in which a measurement is possible and thus also defines the dimensions of a workpiece to be measured. An example of such a coordinate measuring machine is given in the German Offenlegungsschrift DE 10 229 823 A1 described.

Koordinatenmessgeräte mit optischen Sensoren sind beispielsweise in den Dokumenten DE 20 2012 101 465 U1 , DE 10 2014 113 044 B4 , EP 0 362 625 A2 , DE 38 34 117 A1 und EP 3 066 415 B1 beschrieben.Coordinate measuring machines with optical sensors are for example in the documents DE 20 2012 101 465 U1 , DE 10 2014 113 044 B4 , EP 0 362 625 A2 , DE 38 34 117 A1 and EP 3 066 415 B1 described.

Bei derartigen Koordinatenmessgeräten wird häufig eine Messeinrichtung, die beispielsweise die von dem optischen Sensor erfassten Lichtsignale auswertet und / oder die Lichtquellen zur Bereitstellung von Beleuchtungslicht für den optischen Sensor aufweist, entfernt von dem optischen Sensor angeordnet, um Einflüsse der Messeinrichtung, wie beispielsweise Wärmeentwicklung und dergleichen, auf das zu vermessende Werkstück zu vermeiden. Entsprechend werden bei optischen Sensoreinrichtungen mit räumlich getrennten optischen Sensoren und Messeinrichtungen einschließlich Beleuchtungseinrichtungen Lichtleiter verwendet, um optische Signale bzw. Licht übertragen zu können.In coordinate measuring machines of this type, a measuring device that, for example, evaluates the light signals detected by the optical sensor and / or has the light sources for providing illuminating light for the optical sensor, is often arranged away from the optical sensor in order to detect influences of the measuring device, such as heat generation and the like to avoid on the workpiece to be measured. Correspondingly, in the case of optical sensor devices with spatially separated optical sensors and measuring devices including lighting devices, light guides are used in order to be able to transmit optical signals or light.

Derartige Lichtleiter werden üblicherweise in der Trägerstruktur für den optischen Sensor eingebaut, wie beispielsweise in einer beweglichen Pinole. Dies ist beispielsweise in den Dokumenten DE 10 2014 113 044 B4 , EP 0 362 625 A2 und DE 38 34 117 A1 dargestellt. Ein derartiger Einbau von Lichtleitern in bewegliche Komponenten der Trägerstruktur ist jedoch aufwändig.Such light guides are usually built into the support structure for the optical sensor, such as in a movable quill. This is for example in the documents DE 10 2014 113 044 B4 , EP 0 362 625 A2 and DE 38 34 117 A1 shown. Such an installation of light guides in movable components of the support structure is, however, complex.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Koordinatenmessgerät bzw. eine optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, bei welcher die optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung mit möglichst geringem Aufwand am Koordinatenmessgerät montiert werden kann. Insbesondere soll eine optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung auch nachträglich an einem Koordinatenmessgerät installiert werden können. Gleichzeitig soll jedoch ein sicherer und zuverlässiger Betrieb des Koordinatenmessgerät und der optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung gewährleistet werden.It is therefore the object of the present invention to provide a coordinate measuring device or an optical sensor and / or lighting device in which the optical sensor and / or lighting device can be mounted on the coordinate measuring device with as little effort as possible. In particular, an optical sensor and / or lighting device should also be able to be installed subsequently on a coordinate measuring machine. At the same time, however, a safe and reliable operation of the coordinate measuring machine and the optical sensor and / or lighting device should be ensured.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie einem Verfahren zum Ausrüsten eines Koordinatenmessgeräts mit einer optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a coordinate measuring machine with the features of claim 1 and an optical sensor and / or lighting device with the features of claim 10 and a method for equipping a coordinate measuring machine with an optical sensor and / or lighting device with the features of claim 14 Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Die Erfindung schlägt vor, bei einem Koordinatenmessgerät mit einer optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung, die an einer entlang ihrer Längsachse in mindestens einer Raumrichtung beweglichen Pinole des Koordinatenmessgeräts angeordnet ist, mindestens einen Lichtleiter zumindest teilweise entlang der Längsrichtung der Pinole an der Außenseite der Pinole anzuordnen, sodass eine einfache Montage eines Lichtleiters ermöglicht wird, der beispielsweise das von einem optischen Sensor der Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung erfasste Licht bzw. die optischen Signale eines optischen Sensors an eine Messeinheit überträgt oder von Lichtquellen der Messeinheit Licht an eine Beleuchtungseinrichtung der Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung an dem optischen Sensor leitet. Entsprechend kann in einfacher Weise eine Messeinheit zur Auswertung der optischen Signale des optischen Sensors und / oder zur Bereitstellung von Licht für eine Beleuchtungseinrichtung an dem optischen Sensor zur Beleuchtung des zu vermessenden Werkstücks entfernt von dem optischen Sensor bzw. der Beleuchtungseinrichtung angeordnet werden, beispielsweise an einem Ende der beweglichen Pinole, das dem Ende mit dem optischen Sensor und / oder der Beleuchtungseinrichtung gegenüberliegt, da in einfacher Weise eine optische Verbindung über einen Lichtleiter entlang der Längsrichtung bzw. Bewegungsrichtung der Pinole hergestellt werden kann.The invention proposes, in a coordinate measuring machine with an optical sensor and / or lighting device, which is arranged on a quill of the coordinate measuring machine that is movable along its longitudinal axis in at least one spatial direction, at least one light guide at least partially along the longitudinal direction of the quill on the outside of the quill to be arranged so that a simple assembly of a light guide is made possible, which for example transmits the light detected by an optical sensor of the sensor and / or lighting device or the optical signals of an optical sensor to a measuring unit or from light sources of the measuring unit transmits light to a lighting device of the sensor - Conducts and / or lighting device on the optical sensor. Correspondingly, a measuring unit for evaluating the optical signals of the optical sensor and / or for providing light for an illumination device on the optical sensor for illuminating the workpiece to be measured can be removed from the optical sensor or the lighting device, for example at one end of the movable quill opposite the end with the optical sensor and / or the lighting device, since an optical connection can be easily established via a light guide along the longitudinal direction or direction of movement of the quill .

Dies ist insbesondere deshalb möglich, da der mindestens eine Lichtleiter an der Außenseite der Pinole außerhalb von Lauf - und / oder Führungsflächen der Pinole, die zur beweglichen Lagerung der Pinole dienen, angeordnet werden kann. Bei einem rechteckigen oder quadratischen Querschnitt der Pinole kann der mindestens eine Lichtleiter vorzugsweise an einer Ecke des rechteckigen oder quadratischen Querschnitts bzw. an und insbesondere entlang einer Kante der quaderförmigen Pinole angeordnet werden, da die Lauf - und / oder Führungsflächen der Pinole insbesondere bei einer Luftlagerung üblicherweise in den mittleren Bereichen der entsprechenden Seitenflächen der Pinole angeordnet sind. Vorzugsweise kann der Lichtleiter an einer Kante zwischen zwei benachbarten Außenflächen der Pinole im Bereich der Ecke des quadratischen oder rechteckigen Querschnitts der Pinole angeordnet sein.This is possible in particular because the at least one light guide can be arranged on the outside of the quill outside of running and / or guide surfaces of the quill, which are used for movably mounting the quill. In the case of a rectangular or square cross-section of the quill, the at least one light guide can preferably be arranged at a corner of the rectangular or square cross-section or on and in particular along an edge of the cuboid-shaped quill, since the running and / or guide surfaces of the quill, in particular with air storage are usually arranged in the middle areas of the corresponding side surfaces of the quill. The light guide can preferably be arranged on an edge between two adjacent outer surfaces of the quill in the region of the corner of the square or rectangular cross section of the quill.

Der mindestens eine Lichtleiter kann mit entsprechenden Befestigungsmittel, beispielsweise Haken, Schrauben, Klemmen, Klebemittel und dergleichen an der Pinole befestigt werden. Vorzugsweise kann der Lichtleiter zumindest teilweise in einer Umhüllung, wie beispielsweise einem Rohr aufgenommen werden, welches wiederum über geeignete Befestigungsmittel an der Pinole angeordnet wird. Das Rohr kann insbesondere entlang der Längsachse geschlitzt sein, also eine längliche Öffnung aufweisen, sodass der Lichtleiter auch seitlich in das Rohr eingeführt werden kann.The at least one light guide can be fastened to the quill with appropriate fastening means, for example hooks, screws, clips, adhesives and the like. The light guide can preferably be accommodated at least partially in a sheath, such as a tube, for example, which in turn is arranged on the quill by means of suitable fastening means. The tube can in particular be slotted along the longitudinal axis, that is to say have an elongated opening, so that the light guide can also be inserted into the tube from the side.

Die entsprechende optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung kann bei unterschiedlichsten Koordinatenmessgeräten eingesetzt werden, wie beispielsweise Koordinatenmessgeräten, die gemäß der Ständerbauweise, der Portalbauweise, der Brückenbauweise oder der Auslegerbauweise aufgebaut sind. Entsprechend kann die bewegliche Pinole in einer Tragstruktur aufgenommen sein, sodass die optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung an der Pinole entlang von mehreren unabhängigen Raumrichtungen und / oder um mehrere unabhängige Raumrichtungen bewegt werden kann, insbesondere translatorisch entlang dreier unabhängiger Raumrichtungen verfahren werden kann.The corresponding optical sensor and / or lighting device can be used with a wide variety of coordinate measuring machines, such as coordinate measuring machines that are constructed according to the column construction, the portal construction, the bridge construction or the cantilever construction. Accordingly, the movable quill can be accommodated in a support structure so that the optical sensor and / or lighting device on the quill can be moved along several independent spatial directions and / or around several independent spatial directions, in particular can be moved translationally along three independent spatial directions.

Die optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung, die aufgrund ihrer Gestaltung mit mindestens einem außen an einer beweglichen Pinole anzuordnenden Lichtleiter kann in einfacher Weise an verschiedenen Koordinatenmessgeräten angebracht bzw. nachgerüstet werden. Dazu umfasst die optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung einen optischen Sensor und / oder eine Beleuchtungseinrichtung, die ausgebildet sind, um an eine Kopplungsvorrichtung an einer Pinole eines Koordinatenmessgeräten angekoppelt zu werden und mindestens einen Lichtleiter, der Befestigungsmittel aufweist, mit deren Hilfe der Lichtleiter an der Außenseite einer beweglichen Pinole eines Koordinatenmessgeräten angebracht werden kann.The optical sensor and / or lighting device, which due to its design with at least one light guide to be arranged on the outside of a movable quill, can easily be attached or retrofitted to various coordinate measuring devices. For this purpose, the optical sensor and / or lighting device comprises an optical sensor and / or a lighting device, which are designed to be coupled to a coupling device on a quill of a coordinate measuring machine, and at least one light guide, which has fastening means, with the help of which the light guide is attached the outside of a movable quill of a coordinate measuring machine can be attached.

Die optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung kann weiterhin einen Adapter zur Ankopplung des optischen Sensors und / oder der Beleuchtungseinrichtung an ein Koordinatenmessgerät umfassen, wobei der Adapter an der Kopplungsvorrichtung einer beweglichen Pinole eines Koordinatenmessgeräts angekoppelt wird und die entsprechende Verbindungsmöglichkeit für die optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung aufweist.The optical sensor and / or lighting device can furthermore comprise an adapter for coupling the optical sensor and / or the lighting device to a coordinate measuring device, the adapter being coupled to the coupling device of a movable quill of a coordinate measuring device and the corresponding connection option for the optical sensor and / or the / or has lighting device.

Die optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung kann weiterhin eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des zu vermessenden Werkstücks aufweisen, die beispielsweise über den mindestens einen Lichtleiter mit Licht versorgt werden kann. Insbesondere kann die Beleuchtungseinrichtung an dem optischen Sensor angeordnet sein.The optical sensor and / or lighting device can furthermore have a lighting device for illuminating the workpiece to be measured, which can be supplied with light, for example, via the at least one light guide. In particular, the lighting device can be arranged on the optical sensor.

Ferner kann die optische Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung weiterhin eine Messeinheit vorsehen, die mindestens eine Lichtquelle umfasst, die das Licht für die Beleuchtungseinrichtung der optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung bereitstellen kann.Furthermore, the optical sensor and / or lighting device can furthermore provide a measuring unit which comprises at least one light source which can provide the light for the lighting device of the optical sensor and / or lighting device.

Alternativ oder zusätzlich kann die Messeinheit über den mindestens einen optischen Leiter mit den optischen Sensor verbunden werden, um vom optischen Sensor erfasstes Licht bzw. Lichtsignale an die Messeinheit zu übertragen, wobei die Messeinheit so ausgebildet sein kann, dass sie das empfangene Licht bzw. die empfangenen Lichtsignale entsprechend auswerten kann.Alternatively or additionally, the measuring unit can be connected to the optical sensor via the at least one optical conductor in order to transmit light or light signals detected by the optical sensor to the measuring unit can evaluate received light signals accordingly.

Der mindestens eine Lichtleiter der optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung kann einen optischen Stecker umfassen, der in der Kopplungsvorrichtung der Pinole oder dem Adapter anbringbar ist, um eine Steckverbindung mit dem optischen Sensor und / oder einer Beleuchtungseinrichtung der optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen. Der optische Stecker kann alternativ auch seitlich von der Kopplungsvorrichtung oder dem Adapter angeordnet sein.The at least one light guide of the optical sensor and / or lighting device can comprise an optical plug that can be attached in the coupling device of the quill or the adapter in order to establish a plug connection with the optical sensor and / or a lighting device of the optical sensor and / or lighting device provide. The optical connector can alternatively also be arranged to the side of the coupling device or the adapter.

FigurenlisteFigure list

Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in

1 eine Darstellung eines Koordinatenmessgeräts und in
2 eine Schnittdarstellung der Aufnahme für die Pinole im Laufwagen des Koordinatenmessgeräts aus 1.

The accompanying drawings show in a purely schematic manner

1 a representation of a coordinate measuring machine and in
2 a sectional view of the receptacle for the quill in the carriage of the coordinate measuring machine 1 .

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEXEMPLARY EMBODIMENTS

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.Further advantages, characteristics and features of the present invention will become apparent in the following detailed description of the exemplary embodiments. However, the invention is not restricted to these exemplary embodiments.

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 optischer Sensor 5 am unteren Ende einer vertikal verfahrbaren Pinole 8 angeordnet ist. Der optische Sensor 5 kann beliebige optische Sensorelemente umfassen, wie Kameras, chromatische Weißlichtsensorelemente etc., mit welchen ein zu vermessendes Werkstück 9 erfasst werden kann. 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. Insbesondere kann die Pinole nicht nur vertikal verfahrbar sein, sondern auch horizontal oder in anderen Raumrichtungen. Auch für andere Typen von Koordinatenmessgeräten ist die vorliegende Erfindung einsetzbar.The 1 shows a coordinate measuring machine 1 according to the present invention. The coordinate measuring machine 1 comprises a support structure with a movable portal support 2 with four pillars 6th and a top frame 7th , in which, in turn, a trolley can be moved 3 is added, on which an optical sensor 5 at the lower end of a vertically movable quill 8th is arranged. The optical sensor 5 can include any optical sensor elements, such as cameras, chromatic white light sensor elements, etc., with which a workpiece to be measured 9 can be captured. In addition to the exemplary embodiment shown, the invention can be used in further coordinate measuring machines which can be constructed differently, for example can have only two columns instead of four columns. In particular, the quill can be moved not only vertically, but also horizontally or in other spatial directions. The present invention can also be used for other types of coordinate measuring machines.

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 der optische Sensor 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 optischen Sensors 5 mit der vertikal im Laufwagen 3 verfahrbaren Pinole 8 senkrecht zu der durch die X - und Y - Richtung aufgespannten Ebene möglich ist, sodass der optische Sensor 5 entlang der Koordinatenachsen X, Y und Z an jeden beliebigen Punkt im vom Koordinatenmessgerät 1 definierten Messvolumen bewegt werden kann.The portal bearer 2 is with the pillars 6th along a rail arrangement with rails 4th movable, the longitudinal extent of the rails 4th corresponds to the X direction, so that the optical sensor 5 by a method of the portal carrier 2 along the rails 4th can be adjusted in the X direction. The carriage 3 can in the portal carrier 2 can be moved in a direction transverse to the X direction, namely the Y direction, with an additional movement of the optical sensor 5 with the vertical in the carriage 3 movable quill 8th perpendicular to the plane spanned by the X and Y directions is possible, so that the optical sensor 5 along the coordinate axes X, Y and Z to any point in the coordinate measuring machine 1 defined measurement volume can be moved.

Die Lagerung und Führung der beweglichen Komponenten der Trägerstruktur, also des Portalträgers 2 sowie des Laufwagens 3 und der Pinole 8 ist zumindest teilweise durch Luftlager realisiert, bei denen zwischen zwei beweglichen Bauteilen durch Druckluft ein Spalt mit einem Druckluftpolster erzeugt wird.The storage and guidance of the movable components of the support structure, i.e. the portal support 2 as well as the carriage 3 and the quill 8th is at least partially realized by air bearings in which a gap with a compressed air cushion is created between two movable components by means of compressed air.

Dies ist für die im Laufwagen 3 beweglich angeordnete Pinole 8 in der Querschnittsansicht der 2 dargestellt. In einem Aufnahmeraum 11 des Laufwagens 3 ist die im Querschnitt quadratische Pinole 8 aufgenommen, wobei die Pinole 8 an ihren Außenseiten jeweils eine Lauf - und / oder Führungsfläche 13 aufweist, die mit Luftlagerelementen 12 zusammenwirken, die an den verschiedenen Seiten des Aufnahmeraums 11 des Laufwagens 3 angeordnet sind. Die Luftlagerelemente 12 erzeugen zwischen sich und den Lauf - und / oder Führungsflächen 13 ein Luftpolster und ermöglichen zusammen mit den Lauf - und / oder Führungsflächen 13 der Pinole 8, dass die Pinole 8 sich im Laufwagen 3 auf und ab bewegen kann.This is for those in the carriage 3 movably arranged quill 8th in the cross-sectional view of the 2 shown. In a recording room 11 of the carriage 3 is the quill with a square cross-section 8th added, with the quill 8th a running and / or guide surface on each of their outer sides 13th having that with air bearing elements 12th cooperate on the different sides of the recording room 11 of the carriage 3 are arranged. The air bearing elements 12th generate between themselves and the running and / or guide surfaces 13th an air cushion and allow together with the running and / or guide surfaces 13th the quill 8th that the quill 8th in the carriage 3 can move up and down.

Wie ebenfalls der 2 zu entnehmen ist, ist an einer Ecke 14 des quadratischen Querschnitts der Pinole 8 bzw. an der Kante im Bereich der Ecke 14, die parallel zur Längsachse der Pinole 8 und somit senkrecht zur Bildebene verläuft, ein Lichtleiter 15 angeordnet, der in einer Röhre 16 aufgenommen ist. Der Lichtleiter 15 verbindet den optischen Sensor 5 mit der Messeinrichtung 10, die wie in 1 gezeigt ist, an dem optischen Sensor 5 gegenüberliegenden Ende der Pinole 8 angeordnet ist. Die Messeinrichtung 10 dient zur Verarbeitung der optischen Signale, die über den Lichtleiter 15 von den optischen Sensor 5 übermittelt werden.Like that too 2 can be seen is on one corner 14th of the square cross section of the quill 8th or on the edge in the area of the corner 14th that are parallel to the longitudinal axis of the quill 8th and thus runs perpendicular to the image plane, a light guide 15th arranged in a tube 16 is recorded. The light guide 15th connects the optical sensor 5 with the measuring device 10 that like in 1 is shown on the optical sensor 5 opposite end of the quill 8th is arranged. The measuring device 10 is used to process the optical signals transmitted via the light guide 15th from the optical sensor 5 be transmitted.

Der Lichtleiter 15, der an der Außenseite der Pinole 8 angeordnet ist und mindestens über einen Großteil der Längserstreckung der Pinole 8 an der Außenseite entlang der Längsrichtung der Pinole 8 verläuft, kann anstelle der Übertragung von optischen Signalen, die von einem Sensorelement des optischen Sensors 5 erfasst worden sind, auch dazu dienen, Licht von einer Lichtquelle, die in der Messeinheit 10 angeordnet ist, an eine Beleuchtungseinrichtung zu liefern, die an der optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung des zu vermessenden Werkstücks 9 angeordnet ist.The light guide 15th that is on the outside of the quill 8th is arranged and at least over a large part of the longitudinal extent of the quill 8th on the outside along the longitudinal direction of the quill 8th runs, instead of the transmission of optical signals from a sensor element of the optical sensor 5 have been detected, also serve to receive light from a light source that is in the measuring unit 10 is arranged to be supplied to a lighting device which is attached to the optical sensor and / or lighting device for illuminating the workpiece to be measured 9 is arranged.

In der 1 ist weiterhin ein Adapter 17 gezeigt, mit dessen Hilfe der optische Sensor 5 an die Pinole 8 angekoppelt werden kann. Der der Adapter 17 kann beispielsweise dazu verwendet werden einen optischen Stecker, mit dem der optische Sensor 5 mit dem Lichtleiter 15 verbunden wird, aufzunehmen, wenn an der Kopplungseinrichtung der Pinole 8 kein ausreichender Platz für die Anordnung des optischen Steckers vorhanden sein sollte. Darüber hinaus kann der Adapter 17 die Kopplung eines beliebigen optischen Sensors 5 an die Kopplungseinrichtung der Pinole für ein Tastelement des Koordinatenmessgeräts ermöglichen. Allerdings ist auch eine direkte Anordnung des optischen Sensors 5 an die Kopplungseinrichtung der Pinole und die Anordnung eines optischen Steckers zur Verbindung des Lichtleiters 15 mit dem optischen Sensor 5 in der Kopplungsfläche zwischen Pinole 8 und optischem Sensor 5 oder seitlich davon möglich.In the 1 is still an adapter 17th shown, with the help of which the optical sensor 5 to the quill 8th can be coupled. The adapter 17th For example, an optical connector can be used to connect the optical sensor 5 with the light guide 15th is connected to include when on the coupling device of the quill 8th there should not be sufficient space for the arrangement of the optical connector. In addition, the adapter 17th the coupling of any optical sensor 5 to the Allow coupling device of the quill for a probe element of the coordinate measuring machine. However, there is also a direct arrangement of the optical sensor 5 to the coupling device of the quill and the arrangement of an optical connector for connecting the light guide 15th with the optical sensor 5 in the coupling surface between the quill 8th and optical sensor 5 or to the side of it possible.

Durch die entsprechende Gestaltung der optischen Sensor - und / oder Beleuchtungsvorrichtung mit dem optischen Sensor 5, dem optionalen Adapter 17, dem Lichtleiter 15, der optionalen Röhre 16 und der Messeinheit 10 kann in einfacher Weise ein Koordinatenmessgerät mit einer optischen Sensoreinrichtung nachgerüstet werden. Hierzu sind lediglich der Lichtleiter 15 bzw. entsprechende Befestigungselemente für den Lichtleiter, wie beispielsweise die Röhre 16, an der Außenseite der Pinole 8 anzubringen, sodass ein an der Pinole 8 angeordneter optische Sensor 5 über den Lichtleiter 15 mit einer entfernt angeordneten Messeinheit 10 verbunden werden kann. Damit ist der Aufwand für die Nachrüstung sehr gering. Entsprechend kann eine derartige Gestaltung und Anordnung auch für eine bereits anfänglich für ein Koordinatenmessgerät vorgesehene optische Sensoreinrichtung vorgesehen werden.Through the appropriate design of the optical sensor and / or lighting device with the optical sensor 5 , the optional adapter 17th , the light guide 15th , the optional tube 16 and the measuring unit 10 a coordinate measuring machine can easily be retrofitted with an optical sensor device. Only the light guide is required for this 15th or corresponding fastening elements for the light guide, such as the tube 16 , on the outside of the quill 8th to attach so that a on the quill 8th arranged optical sensor 5 via the light guide 15th with a remote measuring unit 10 can be connected. This means that the effort for retrofitting is very low. Correspondingly, such a design and arrangement can also be provided for an optical sensor device already initially provided for a coordinate measuring machine.

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.Although the present invention has been described in detail on the basis of the exemplary embodiments, it is obvious to a person skilled in the art that the invention is not limited to these exemplary embodiments, but that rather modifications are possible in such a way that individual features can be omitted or other types of combinations of features can be implemented without departing from the scope of protection of the appended claims. In particular, the present disclosure includes all combinations of the individual features shown in the various exemplary embodiments, so that individual features that are only described in connection with one exemplary embodiment can also be used in other exemplary embodiments or combinations of individual features that are not explicitly shown.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: KoordinatenmessgerätCoordinate measuring machine
22: PortalträgerPortal carrier
33: LaufwagenCarriage
44th: Schienerail
55: optischer Sensoroptical sensor
66th: Säulepillar
77th: Rahmenframe
88th: PinoleQuill
99: zu vermessendes Werkstückworkpiece to be measured
1010: MesseinheitMeasuring unit
1111: Aufnahmeraum des Laufwagens für die PinoleReceiving space of the carriage for the quill
1212th: LuftlagerelementAir bearing element
1313th: Lauf - und / oder FührungsflächeRunning and / or guide surface
1414th: Eckecorner
1515th: LichtleiterLight guide
1616: Röhretube
1717th: Adapteradapter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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DE 202012101465 U1 [0003]
DE 102014113044 B4 [0003, 0005]
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DE 3834117 A1 [0003, 0005]
EP 3066415 B1 [0003]

Claims

Coordinate measuring machine for measuring a workpiece with an optical sensor and / or lighting device (5), which can be moved relative to the workpiece (9) to be measured along at least one axis, the optical sensor and / or lighting device (5) on a quill ( 8) is arranged, which is accommodated in the coordinate measuring machine so as to be displaceable along its longitudinal axis, characterized in that at least one light guide (15) is arranged on the outside of the quill (8) at least partially along the longitudinal side.

Coordinate measuring machine according to Claim 1 , characterized in that the optical sensor and / or lighting device (5) is arranged at one end of the quill (8) and the at least one light guide (15) from the end of the quill (8) on which the optical sensor and / or lighting device is arranged, runs to the opposite end of the quill (8).

Coordinate measuring machine according to one of the preceding claims, characterized in that the quill (8) has at least one, preferably several running and / or guide surfaces (13) on its outside, the at least one light guide outside the running and / or guide surfaces (13) ) runs.

Coordinate measuring machine according to one of the preceding claims, characterized in that the quill (8) has a cross section transverse to its longitudinal axis in the form of a rectangle or square and the at least one light guide (15) at a corner (14) or in the vicinity of a corner ( 14) of the rectangle or square is arranged.

Coordinate measuring machine according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one light guide (15) is arranged along and / or in the vicinity of an edge between two adjacent outer surfaces of the quill which runs along the longitudinal axis of the quill.

Coordinate measuring machine according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one light guide (15) is at least partially accommodated in a casing (16).

Coordinate measuring machine according to Claim 6 , characterized in that the casing is a tube (16), in particular a tube slotted along the longitudinal axis.

Coordinate measuring machine according to one of the preceding claims, characterized in that the quill (8) is received in a support structure (2) so that the optical sensor and / or lighting device (5) can be moved along and / or around several independent spatial directions.

Coordinate measuring machine according to one of the preceding claims, characterized in that the coordinate measuring machine (1) is built according to a construction which is selected from the group comprising the column construction, the portal construction, the bridge construction and the cantilever construction.

Optical sensor and / or lighting device for a coordinate measuring machine, in particular according to one of the preceding claims, wherein the optical sensor and / or lighting device (5) comprises an optical sensor and / or a lighting device which are designed to be connected to a coupling device on a quill ( 8) to be coupled to a coordinate measuring machine (1), and comprises at least one light guide (15) which has fastening means (16) with the aid of which the light guide can be attached to an outside of a quill.

Optical sensor and / or lighting device according to Claim 10 , characterized in that the optical sensor and / or lighting device has a lighting device for illuminating the workpiece to be measured, in particular on the optical sensor (5) and / or a measuring unit (10) for interacting with the optical sensor (5), which via the at least one light guide (15) is connected to the optical sensor, in particular to receive light detected by the optical sensor and / or to provide light for the lighting device of the optical sensor and / or lighting device.

Optical sensor and / or lighting device according to Claim 10 or 11 , characterized in that the light guide (15) comprises a plug which can be attached in the coupling device of the quill in order to provide a plug connection with the optical sensor and / or a lighting device of the optical sensor and / or lighting device.

Optical sensor and / or lighting device according to one of the Claims 10 to 12th , characterized in that the optical sensor and / or lighting device comprises an adapter (17) for coupling the optical sensor and / or lighting device to a coordinate measuring machine.

Method for equipping, in particular retrofitting, a coordinate measuring machine with an optical sensor and / or Lighting device, in particular according to one of the Claims 10 to 13th , in particular for the production of a coordinate measuring machine according to one of the Claims 1 to 9 , in which a coordinate measuring machine (1) is provided with a quill (8) which is accommodated in the coordinate measuring machine so as to be displaceable along its longitudinal axis, characterized in that at least one light guide (15 ) is arranged.