DE102020111067A1

DE102020111067A1 - Messvorrichtung zum Messen und/oder Überprüfen eines Werkstückes

Info

Publication number: DE102020111067A1
Application number: DE102020111067.7A
Authority: DE
Inventors: Bora Selina; Florian Weik
Original assignee: Wenzel Group & Co KG GmbH
Current assignee: Wenzel Group & Co KG GmbH
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2021-10-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zum Messen und/oder Überprüfen eines Werkstückes, insbesondere mittels Computertomografie, wobei die Messvorrichtung eine Strahlenquelle zum Aussenden von Messstrahlen auf und/oder durch das Werkstück, einen Sensor zum Empfangen der ausgesendeten Messstrahlen und einen Messträger zum Auflegen des Werkstückes aufweist, wobei der Messträger zwischen der Strahlenquelle und dem Sensor anordenbar ist, und die Messvorrichtung eine erste Verschiebeeinrichtung entlang einer X-Achse und eine zweite Verschiebeeinrichtung entlang einer Z-Achse aufweist, wobei die X-Achse in einer Richtung zwischen der Strahlenquelle und dem Sensor und die Z-Achse in einer vertikalen Richtung ausgerichtet sind, sodass das Werkstück auf dem Messträger vor und/oder während des Messens und/oder Überprüfens räumlich verschiebbar ist, wobei die ersten Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse und die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse über einen gemeinsamen Verschiebehalter verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zum Messen und/oder Überprüfen eines Werkstückes, insbesondere mittels Computertomografie, wobei die Messvorrichtung eine Strahlenquelle zum Aussenden von Messtrahlen auf und/oder durch das Werkstück, einen Sensor zum Empfangen der ausgesendeten Messstrahlen und einen Messträger zum Auflegen des Werkstückes aufweist, wobei der Messträger zwischen der Strahlenquelle und dem Sensor anordenbar ist, und die Messvorrichtung eine erste Verschiebeeinrichtung entlang einer X-Achse und eine zweite Verschiebeeinrichtung entlang einer Z-Achse aufweist, wobei die X-Achse in einer Richtung zwischen der Strahlenquelle und dem Sensor und die Z-Achse in einer vertikalen Richtung ausgerichtet sind, sodass das Werkstück auf dem Messträger vor und/oder während des Messens und/oder Überprüfens räumlich verschiebbar ist.
Üblicherweise werden Koordinatenmessgeräte verwendet, um räumliche Koordinaten von Punkten und/oder an diesen Punkten gemessene Eigenschaften, beispielsweise Rauheit und/oder Porosität, auf und/oder in einem Werkstück zu erfassen und weiter zu verarbeiten. Bei der Durchführung der Messung werden üblicherweise die Koordinatenwerte der Messpunkte in einem gerätetechnisch vorgegebenen Koordinatensystem durch das Koordinatenmessgerät erfasst. Hierzu ist eine Aufnahme, beispielsweise ein Messteller, zum Aufstellen und/oder Halten des Werkstückes während der Messung üblicherweise in Richtung der X-Achse, Y-Achse und/oder Z-Achse beweglich innerhalb des Koordinatenmessgerätes angeordnet. Die im Koordinatensystem des Koordinatenmessgerätes aufgenommenen Koordinatenwerte werden nach der Messung in ein Koordinatensystem des Werkstückes transformiert und weiterverarbeitet.
Prinzipiell kann zur Aufnahme der Koordinatenwerte sowohl der untersuchende Messkopf, beispielsweise durch Anordnung in einem fahrbaren Portalkran, und/oder die Messaufnahme für das Werkstück in eine oder mehrere Richtungen verfahrbar sein. Für die Computertomografie wird üblicherweise das Werkstück entlang einer X-, Y- und/oder Z-Achse verfahren. Bei bekannten Computertomografie-Messgeräten wird beispielswiese hierzu eine Ständerbauweise verwendet, bei der ein L-förmiger Ständer mit seiner Basisplatte in X-Richtung beweglich gelagert ist. An der vertikalen Fläche des L-förmigen Ständers ist eine Führung oder sind mehrere Führungen in vertikaler Ausrichtung angebracht, welche wiederum einen Träger verschiebbar in Z-Richtung lagert oder lagern. Der Träger dient wiederum als Basis für einen Drehtisch zur Auflage des Werkstückes. Alternativ kann die X-Führung auch direkt an einer Rückwand der Computertomografie-Messmaschine angeordnet sein, sodass in diesem Fall kein L-förmiger Ständer benötigt wird. Die X- und Z-Achse sind dann üblicherweise als Kreuztisch aufgebaut.
Ebenfalls sind Computertomografie-Messgeräte in einer Bauweise mit einer feststehenden Drehachse zur Aufnahme des Werkstückes bekannt. Hierbei werden die Strahlenquelle und der Detektor gleichzeitig in Z-Richtung verfahren, um ein Werkstück mit einer größeren Höhe als den Detektor zu messen. Optional kann bei dieser Bauweise auch die Strahlenquelle und/oder der Detektor in X-Richtung bewegt werden, um die Projektionsgröße zu verändern.
Aus der DE 10 2005 039 422 A1 ist eine Computertomografie-Messanordnung bekannt, welche eine Strahlenquelle zur Erzeugung einer invasiven Strahlung und eine Detektionseinrichtung zur Detektion der ein Messobjekt durchdringenden Strahlung aufweist, wobei zwischen Strahlenquelle und Detektionseinrichtung eine Dreheinrichtung zur Aufnahme des Messobjektes derart gedreht werden kann, dass die invasive Strahlung das Messobjekt aus verschiedenen Richtungen durchdringen kann. Zudem weist die Messanordnung eine Positioniereinrichtung auf, welche mittels einer Einstelleinrichtung eine Position des Messobjekts relativ zu der Dreheinrichtung einstellen kann.
In der DE 10 2019 001 334 A1 ist eine Röntgen-Computertomografie-Messeinrichtung beschrieben, welche einen XYZ-Verlagerungstisch und/oder Drehtisch zum Anordnen der Probe aufweist.
Nachteilig bei allen bekannten Verlagerungs- und/oder Verschiebeeinrichtungen zum Verändern der Position eines Werkstücks und/oder einer Probe während der Messung ist, dass eine statisch überbestimmte Lagerung einer Achse sich als mechanischer Ablauffehler in der nachfolgend angeordneten Achse auswirkt, welche von der Position der ersten Achse abhängt. Solche Ablauffehler werden üblicherweise als Fehler zweiter Ordnung bezeichnet.
Des Weiteren kommt es bei einer häufigen Ausführung des Detektors als Rechteck-Ebene zum sogenannten Blurring des Detektors und somit einer Bildverzerrung. Aufgrund der Ausführung des Detektors als Rechteck-Ebene kann ein relativ großer Bereich des Werkstücks oder das komplette Werkstück mit einer Messung abgebildet werden, sodass häufig nur die Drehachse des Messgerätes bewegt werden muss, um ein 3D-Abbild zu erhalten. Nachteilig bei dieser Bauweise ist jedoch, dass das Bild umso verzerrter und unschärfer wird, je weiter der Bildpunkt in Z-Richtung vom Zentrum der Detektorfläche entfernt ist. Dies ist dadurch verursacht, dass die Röntgenstrahlen nur im Zentrum den Detektor annähern in einem rechten Winkel treffen. Je weiter entfernt der Röntgenstrahl auf den Szintillator des Detektors trifft, desto ungünstiger ist der Einfallswinkel, mit welchem der Röntgenstrahl den Szintillator anregt, welches zu einem unscharfen Bild und somit zum Blurring führt. Eine weitere Verzerrung des Bildes in Z-Richtung wird zusätzlich verstärkt, je weiter der Röntgenstrahl vom Zentrum entfernt auf den Szintillator auftritt. Dieser zusätzliche Verzerrungseffekt ist dadurch verursacht, dass durch den zunehmend steileren Winkel das Werkstück vergrößert abgebildet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Messvorrichtung, insbesondere Koordinatenmessvorrichtung, zum Messen und/oder Überprüfen eines Werkstückes, insbesondere mittels Computertomografie, wobei die Messvorrichtung eine Strahlenquelle zum Aussenden von Messtahlen auf und/oder durch das Werkstück, einen Sensor zum Empfangen der ausgesendeten Messstrahlen und einen Messträger zum Auflegen des Werkstückes aufweist, wobei der Messträger zwischen der Strahlenquelle und dem Sensor anordenbar ist, und die Messvorrichtung eine erste Verschiebeeinrichtung entlang einer X-Achse und eine zweite Verschiebeeinrichtung entlang einer Z-Achse aufweist, wobei die X-Achse in einer Richtung zwischen der Strahlenquelle und dem Sensor und die Z-Achse in einer vertikalen Richtung ausgerichtet sind, sodass das Werkstück auf dem Messträger vor und/oder während des Messens und/oder Überprüfens räumlich verschiebbar ist, und die erste Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse und die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse über einen gemeinsamen Verschiebehalter verbunden sind.
Durch den mechanischen Aufbau der X-Achse und der Z-Achse müssen die Strahlenquelle und/oder der Detektor beim Messen und/oder Überprüfen eines Werkstückes nicht selbst bewegt werden, sondern sind mechanisch sehr stabil mit der Basis der Messvorrichtung verbunden. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die Positionierungsfehler der Strahlenquelle und/oder des Detektors durch nicht vorhandene Achsbewegungen in X- und/oder Y-Richtung während der Messung entfallen. Zum anderen sind die geometrischen Abweichungen in der Bildprojektion wesentlich besser den verbleibenden Achsenfehlern zuordenbar und durch eine CAA-Kompensation (Computer-Aided Accuracy) deutlich einfacher kompensierbar. Das oben beschriebene prinzipielle Problem der mechanischen Ungenauigkeiten bedingt durch Ablauffehler der Achsen und/oder Winkelfehler der Achsen zueinander, ist bei diesem Aufbau auf ein Minimum reduziert. Die verbleibenden Restfehler können nun mittels eines detailliert bekannten Prüfkörpers und/oder einer Lasermessung genau ermittelt werden. Beim Betrieb der Messvorrichtung, insbesondere eines Computertomografie-Koordinatenmessgerätes, werden die Messungen mittels der so ermittelten Abweichungen softwaretechnisch kompensiert.
Zudem führt die neuartige Anordnung der X-Achse und der Z-Achse zu einem sehr günstigen Verhältnis von Messvolumen der Messvorrichtung zu deren Aufstellfläche.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, eine erste Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse und eine zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse und somit einen Aufbau und eine Anordnung der X-Achse und der Z-Achse zueinander in der Messvorrichtung derart anzuordnen, dass die erste Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse und die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse über einen gemeinsamen Verschiebehalters verbunden sind. Durch die Anordnung und Aneinanderreihung der ersten und zweiten Verschiebeeinrichtung über den gemeinsamen Verschiebehalter ist eine Auswirkung eines mechanischen Ablauffehlers der X-Achse auf die Z-Achse und/oder umgekehrt weitgehend minimiert und Fehler zweiter Ordnung sind vermeidbar. Folglich wird die Präzision der Koordinatenmesspunkte des Werkstückes erhöht.
Folgendes Begriffliche sei erläutert:
Eine „Messvorrichtung“ ist insbesondere eine Vorrichtung zum Messen und/oder Überprüfen eines Werkstückes. Eine Messvorrichtung ist insbesondere eine „Koordinatenmessvorrichtung“ (auch „Koordinatenmessgerät“ genannt). Mittels der Koordinatenmessvorrichtung werden insbesondere räumliche Koordinaten von Punkten auf der Oberfläche und/oder im Inneren eines Werkstückes erfasst. Die aufgenommenen Messpunkte werden insbesondere mittels eines Rechners weiterverarbeitet und/oder Werte der ausgewählten, zugeordneten und/oder geometrischen Größen und/oder messtechnisch erfasste Eigenschaften des Werkstückes berechnet. Mittels der Messvorrichtung kann somit die äußere geometrische Gestalt und/oder die inneren Eigenschaften des Werkstückes hinsichtlich von Konstruktions- und/oder Fertigungsvorgaben gemessen und/oder überprüft werden. Bei der Koordinatenmessvorrichtung handelt es sich insbesondere um ein Computertomografie-Koordinatenmessgerät. Die Messvorrichtung dient insbesondere auch der Qualitätsüberprüfung eines Werkstückes, so können beispielsweise Lunker und Porositäten ermittelt werden.
Unter einem „Werkstück“ (auch „Messstück“ oder „Probe“ genannt) wird insbesondere ein einzelnes abgegrenztes Teil aus einem weitgehend festen Material verstanden. Ein Werkstück wird insbesondere mit irgendeiner Bearbeitungsmethode bearbeitet oder wurde bearbeitet. Bei einem Werkstück kann es sich auch um ein Bauteil als Einzelteil eines technischen Komplexes oder um eine aus zwei oder mehreren Teilen bestehende Baugruppe handeln. Ein Werkstück kann beispielsweise ein Material, wie ein reines Metall, oder mehrere Materialien, wie beispielsweise ein Faserverbundmaterialien, aufweisen.
Ein „Messträger“ (auch Träger oder Werkstückaufnahme genannt) ist insbesondere eine Aufnahmefläche, auf welche das Werkstück zum Messen und/oder Überprüfen aufgelegt und/oder aufgestellt wird. Der Messträger kann beispielsweise als Messplatte ausgebildet sein, auf welche das Werkstück aufgesetzt und/oder gelegt wird. Der Messträger ist insbesondere mittels mindestens einer Verschiebeeinrichtung, zweier Verschiebeeinrichtungen und/oder mehrerer Verschiebeeinrichtungen räumlich verschiebbar. Der Messträger kann auch mittels einer Dreheinheit drehbar ausgeführt sein. Der Messträger ist insbesondere innerhalb der Messvorrichtung zwischen der Strahlenquelle und dem Sensor angeordnet. Während der Messung steht oder liegt das Messstück insbesondere selbst still und/oder unbeweglich auf dem Messträger, während der Messträger während der Messung bewegt, insbesondere gedreht und/oder in Z-Richtung verfahren, wird.
Als „Strahlenquelle“ wird insbesondere jeder natürliche und/oder physikalisch-technische Entstehungsort von Strahlung bezeichnet. Eine Strahlenquelle ist insbesondere ein Strahlung erzeugendes Objekt und/oder Vorrichtung. Bei einer Strahlenquelle kann es sich um eine Quelle von Teilchenstrahlung und/oder eine Quelle für elektromagnetische Strahlung handeln. Insbesondere wird eine Quelle für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich als Lichtquelle, im Röntgenbereich als Röntgenquelle und/oder im Radiobereich als Radioquelle bezeichnet.
Entsprechend der Art der Strahlenquelle handelt es sich bei den „Messstrahlen“ insbesondere um Radio-, Licht-, Röntgen- und/oder Teilchenstrahlen. Um die innere Struktur des Werkstücks untersuchen zu können, werden bevorzugt invasive Strahlen verwendet, welche in das Werkstück eindringen und dieses durchdringen, sodass die innere Struktur und die Eigenschaften des Werkstückes untersuchbar sind.
Ein „Sensor“ (auch „Detektor“ genannt) ist ein technisches Bauteil, welches bestimmte physikalische und/oder chemische Eigenschaften und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ (Detektor) und/oder als Messgröße quantitativ (Sensor) erfasst. Die erfassten Messgrößen werden insbesondere in ein weiterverarbeitbares elektrisches Signal umgeformt. Im Falle der Computertomografie weist der Sensor oft einen Szintillator auf, welcher die Röntgenstrahlen in sichtbares Licht umwandelt, und einen dahinterliegend angeordneten Photosensor, wie beispielsweise CCD (Charge-Coupled Device) und/oder CMOS (Complimentary Metal-Oxide-Semiconductor), welcher die entstandene Abbildung aufzeichnet. Um ein scharfes Bild auf der gesamten Sensorfläche messen zu können, kann der Sensor insbesondere die Form einer Kugelkalotte aufweisen. Alternativ kann der Sensor auch die Form eines Kreissegmentes aufweisen. Ein derartiger Sensor wird insbesondere auch als Zeilendetektor bezeichnet, welcher in der Y-Richtung kreisbogenförmig ausgebildet ist und eine geringe Ausdehnung in der Z-Richtung aufweist. Da ein Zeilendetektor jeweils pro Messung nur einen schmalen Streifen des Werkstücks aufzeichnet, erfordert ein Zeilendetektor insbesondere eine Verschiebung des Werkstückes nach einer Messung in einer Ebene in der Z-Richtung jeweils schrittweise. Bevorzugt ist der Sensor als Rechteck-Ebene ausgeführt, sodass ein relativ großer Bereich des Werkstückes oder das komplette Werkstück mit einer Messung abbildbar ist.
Eine „Verschiebeeinrichtung“ ist insbesondere eine Einrichtung, welche die räumliche Position des Werkstückes und/oder den Detektor und/oder die Strahlenquelle kontinuierlich und/oder schrittweise in eine Richtung verschiebt. In einer ersten Verschiebeeinrichtung erfolgt insbesondere ein Verschieben des Werkstückes entlang einer X-Achse, in einer zweiten Verschiebeeinrichtung entlang einer Z-Achse und/oder in einer dritten Verschiebeeinrichtung entlang einer Y-Achse. Bei einer Verschiebeeinrichtung kann es sich auch um eine Dreheinheit mit einer Drehachse handeln. Die Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse als Positionierachse wird insbesondere vor der Messung betrieben, während die Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse und/oder Y-Achse und/oder die Dreheinheit bevorzugt während der Messung und/oder zwischen den Messungen betrieben werden.
Bei der „X-Achse“ handelt es sich insbesondere um die horizontale (waagerechte) Koordinatenachse. Die X-Achse wird auch als Vergrößerungsachse bezeichnet, da durch Verschieben des Werkstückes entlang der X-Achse die Größe des projizierten Abbildes des Werkstückes auf den Sensor verändert werden kann.
Die „Y-Achse“ ist insbesondere eine rechtwinklig zur X-Achse angeordnete Achse. Eine Verschiebeeinrichtung entlang der Y-Achse ist insbesondere optional in der Messvorrichtung und ermöglicht das Messen und/oder Überprüfen eines Werkstückes, welches breiter und/oder tiefer als der Sensor ist.
Die „Z-Achse“ (auch „Applikatenachse“ genannt) ist insbesondere rechtwinklig zur X-Achse und/oder Y-Achse angeordnet. Die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse dient insbesondere zum Positionieren des Werkstückes in vertikaler Richtung und somit insbesondere relativ zur Höhe der Strahlenquelle und/oder des Sensors. Die Z-Achse ermöglicht es insbesondere, ein Werkstück zu messen, welches höher als der Sensor ist. Mittels der zweiten Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse ist das Werkstück und/oder die Strahlenquelle und/oder der Sensor gemeinsam und/oder getrennt voneinander in Z-Richtung verfahrbar. Diese Verschiebeeinrichtung dient insbesondere dazu, Werkstück und/oder Strahlenquelle und/oder Sensor entlang der Z-Achse stets optimal zueinander auszurichten, sofern das Werkstück deutlich kleiner ist als die Sensorhöhe.
Die Z-Achse ermöglicht es weiterhin, ein Werkstück zu messen, welches insbesondere höher als der Sensor ist. Dies kann mit zwei unterschiedlichen Verfahren realisiert werden. Zum einen kann die Positionierung schrittweise in Abhängigkeit der Sensorhöhe erfolgen. In diesem Modus wird jeweils ein Segment des Werkstücks gemessen und danach verschoben, um ein weiteres Segment zu messen. Die verschiedenen Segmente werden nachher im Speicher eines Computers zum gesamten Werkstück zusammengesetzt.
Im kontinuierlichen Modus wird das Werkstück und/oder die Strahlenquelle und/oder der Sensor während des gesamten Messvorgangs kontinuierlich bewegt. Dieses Verfahren wird als so genannte „Helixmessung“ bezeichnet. Bei großen Bauteilhöhen im Vergleich zur Sensorhöhe bietet die „Helixmessung“ den Vorteil den Messvorgang zu verkürzen.
Ein „gemeinsamer Verschiebehalter“ ist insbesondere ein Halter, welcher sowohl der ersten Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse und der zweiten Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse zugeordnet und/oder mit diesen verbunden ist. Hierzu kann beispielsweise der gemeinsame Verschiebehalter direkt mit der ersten Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse verbunden sein und als Verbindungselement und/oder Lager für die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse dienen oder umgekehrt.
In einer weiteren Ausführungsform der Messvorrichtung ist die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse mittels des gemeinsamen Verschiebehalters in der ersten Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse, insbesondere mittig quer zur X-Achse innerhalb der ersten Verschiebeeinrichtung, integriert.
Durch die Anordnung und/oder einen symmetrischen Aufbau der zweiten Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse und der ersten Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse und insbesondere durch eine Anordnung der Z-Achse mittig quer zur X-Achse innerhalb der ersten Verschiebeeinrichtung werden mechanische Ablauffehler zweiter Ordnung gegenüber den bekannten Bauweisen von Koordinatenmessvorrichtungen des Standes der Technik vermieden. Somit ist die Abhängigkeit der zweiten Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse von der Position der ersten Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse als davorliegend angeordnete Achse verringert. Folglich ist der Einfluss der X-Achse auf die Ausrichtung und/oder Position der zweiten Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse gering und dadurch die Messqualität erhöht. Weiterhin ist der Einfluss auf den Aufbau aufgrund von Biegemomenten sehr gering, so dass insbesondere keine Verkippung der Drehachse auftritt. Diese kann je nach Ausgestaltung des Werkstückes bei exzentrischer Schwerpunktlage bezüglich der Drehachse schwer kompensierbar sein, beispielsweise bei Verkippung und Taumeln.
Durch eine Anordnung der Z-Achse mittig quer zur X-Achse muss der gemeinsame Verschiebehalter keine Drehmomente um die X- und/oder Y-Achse aufnehmen und kann somit bezüglich dieser Lasten eine nachgiebigere Konstruktion aufweisen. Diese nachgiebigere Konstruktion gegenüber den obengenannten Lasten verringert die Beeinflussung der Z-Achse durch die X-Achse, wobei letztere üblicherweise statisch mehrfach überbestimmt ist.
Um eine Haftreibung zu vermeiden und eine sehr geringe schwingungsarme Bewegung der zweiten Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse und somit ein optimales vertikales Verschieben des Werkstückes zu ermöglichen, weist die zweite Verschiebeeinrichtung zum Verschieben des Werkstückes entlang der Z-Achse einen Verschiebeträger und mindestens ein Luftlager innerhalb des gemeinsamen Verschiebehalters derart auf, dass der Verschiebeträger mittels des mindestens einen Luftlagers vertikal bewegbar ist.
Neben der sehr geringen Haftreibung eines Luftlagers im Vergleich zu bekannten Linearführungen, welche mechanischen Kontakt der Verschiebepartner aufweisen, weist das Luftlager deutlich geringere, sogenannte kurzperiodische Fehler („Waving“) auf. Dies ist besonders vorteilhaft, da gegenüber sogenannten langperiodischen Fehlern mit einer Wellenlänge > 5 mm die kurzperiodischen Fehler nur sehr aufwendig und/oder nur unzureichend von einer Kompensation, beispielsweise mittels CAA, erfasst werden. Zudem lassen sich wiederholbare Fehler aufgrund der Verwendung eines laufruhigen Luftlagers oder mehrerer Luftlager viel einfacher korrigieren. Folglich werden genauere Messergebnisse erzielt. Zudem werden Blurring und weitere Verzerrungseffekte des Bildes in Z-Richtung vermindert.
Weiterhin steht die erste Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse zwar mit dem gemeinsamen Verschiebehalter in direkten mechanischen Kontakt, der gemeinsame Verschiebehalter tritt jedoch nicht in einen direkten Kontakt mit dem Verschiebeträger, sondern ist durch das Luftlager von dem Verschiebeträger der zweite Verschiebeeinrichtung getrennt. Mittels des Luftlagers oder der Luftlager wird bei der Z-Achse eine sogenannt statisch bestimmte Lagerung erzeugt, welches eine Wirkung der Z-Achse auf die X-Achse verhindert.
Ein „Luftlager“ (auch „aerostatisches“ oder „aerodynamisches Lager“ genannt) ist insbesondere ein Lager, bei dem die beiden zueinander bewegten Lagerungspartner durch einen dünnen Luftfilm getrennt sind. Bei einem aerodynamischen Lager wird das Luftpolster insbesondere durch die Bewegung selbst aufgebaut, während bei einem aerostatischen Lager insbesondere Druckluft zum Aufbau des Druckpolsters eingeleitet wird. Das Luftlager baut das Luftpolster und/oder den dünnen Luftfilm insbesondere zwischen der Innenseite des gemeinsamen Verschiebehalters und des Verschiebeträgers auf. Mittels des Luftlagers oder mehrerer Luftlager wird der Verschiebeträger insbesondere innerhalb des gemeinsamen Verschiebehalters vertikal nach oben oder unten bewegt. Bei einem Luftlager kann es sich auch um ein Ultraschalllager, ein Düsenluftlager und/oder ein Sinterluftlager handeln. Das Luftlager trägt insbesondere die Last des Verschiebeträgers berührungsfrei. Hierzu kann das Luftlager beispielsweise auch unterhalb des Verschiebeträgers angeordnet sein.
Ein „Verschiebeträger“ ist insbesondere ein Bauteil, welches in vertikaler Richtung und somit in Richtung der Z-Achse seine größte Längenabmessung aufweist. Bei einem Verschiebeträger kann es sich beispielsweise um einen Balken oder eine Stütze handeln. Auf der Oberseite des Verschiebeträgers ist insbesondere der Messträger angeordnet oder der Verschiebeträger ist über seine Oberseite mit dem Messträger verbunden. Der Verschiebeträger weist insbesondere eine längliche, rechteckige Form auf. Der Verschiebeträger ist insbesondere in einer Aussparung des gemeinsamen Verschiebehalters angeordnet und/oder durch eine Aussparung einer Basisplatte der Messvorrichtung bewegbar, sodass der Verschiebeträger auch unterhalb der Basisplatte vertikal verschiebbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Messvorrichtung weist die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse in zweites Luftlager, ein drittes Luftlager, ein viertes Luftlager und/oder weitere Luftlager, insbesondere acht Luftlager, auf.
Somit kann die Lagerung und das laufruhige Verschieben des Verschiebeträgers und somit des auf dem Messträger angeordneten Werkstückes in vertikaler Richtung und somit entlang der Z-Achse schneller und/oder mit einer höheren Tragkraft erfolgen.
Zudem kann nicht nur ein Luftlager, sondern es können mehrere Luftlager von unten auf die Unterseite des Verschiebeträgers einwirken und dadurch ein Verschieben des Werkstückes entlang der Z-Achse bewirken.
Um eine gleichmäßige Lagerung des Verschiebeträgers entlang seines Umfanges in dem gemeinsamen Verschiebehalter zu realisieren, weist der Verschiebeträger eine viereckige Form mit vier Seiten im Querschnitt auf, wobei an jeder der vier Seiten auf einer ersten vertikalen Höhe jeweils ein Luftlager angeordnet ist.
Somit wird symmetrisch auf jede der vier Seitenwände des Verschiebeträgers auf einer vorgegebenen Höhe entlang der Z-Achse mittels jeweils eines Luftlagers ein Luftpolster zur Lagerung des Verschiebeträgers aufgebracht. Folglich erfolgt durch die Luftlager ein Abstützen von einwirkenden Drehmomenten um die X- und die Y-Achse auf den Verschiebeträger.
Selbstverständlich können die vier Luftlager anstelle einer jeweils mittigen Anordnung auf jeder Seitenfläche bei vorgegebener vertikaler Höhe auch an jeweils einer Ecke der viereckigen Form des Verschiebeträgers angeordnet sein. Um Drehmomente um die Z-Achse aufnehmen zu können, können jeweils zwei Luftlager auch an einer Ecke „über Eck“ an den an der Ecke anliegenden Seiten angeordnet sein, wobei für eine Gegenlagerung zwei weitere Luftlager an der schräg gegenüberliegenden Ecke ebenfalls „über Eck“ angeordnet sind, sodass das Hauptlager und das Gegenlager in diesem Fall nicht kollinear, sondern zueinander versetzt angeordnet sind. Prinzipiell kann ein Gegenlager auch durch eine magnetische Vorspannung oder eine Vorspannung unter Unterdruck realisiert werden. Ebenso kann ein großes Luftlager als Konterlager für zwei oder drei kleinere Luftlager dienen.
Ebenso selbstverständlich kann der Verschiebeträger auch eine im Querschnitt dreieckige oder mehreckige Form aufweisen und eine entsprechende Anzahl von Luftlagern um den Umfang des Verschiebeträgers im Querschnitt angeordnet sein.
Um die Lagerung und die Genauigkeit des Verschiebens des Verschiebeträgers und somit des Werkstückes in Z-Richtung und/oder eine Tragkraft zu erhöhen, ist auf einer zweiten vertikalen Höhe des Verschiebeträgers an jeder der vier Seiten jeweils ein weiteres Luftlager angeordnet.
Somit sind bei einem gleichen vertikalen Abstand auf zwei unterschiedlichen vertikalen Höhen jeweils zwei Luftlager an einer Seitenfläche des Verschiebeträgers angeordnet.
Zudem wird durch die jeweils auf zwei verschiedenen Höhen übereinander angeordneten Luftlager pro Seitenfläche ein Verkanten und/oder eine seitliche Neigung des Verschiebeträgers beim Bewegen im gemeinsamen Verschiebehalter vermieden. Durch die zweite vertikale Ebene mit Luftlagern wird ein Aufnehmen von Drehmomenten und somit ein Abstützen des Verschiebeträgers von einwirkenden Drehmomenten um die X- und die Y-Achse verbessert.
Die Luftlager sind insbesondere mittels eines Kugelgelenks mit dem Verschiebehalter verbunden. Ein Luftlager kann somit nur jeweils einen der sechs Freiheitsgrade des Verschiebeträgers behindern. Durch die jeweils insbesondere kollinear gegenüberliegende Anordnung der Luftlager auf zwei oder vier Seiten und auf jeweils zwei Ebenen des Verschiebeträgers werden vier Freiheitsgrade, insbesondere Verschiebungen in X- und Y-Richtung und Rotationen um die X- und Y-Achse, behindert. Dadurch sind lediglich die Drehung um die Z-Achse und die zum Messen genutzte Verschiebung des Verschiebeträgers in Z-Richtung möglich. Um auch die Drehung der Z-Achse um sich selber noch zu behindern, wird üblicherweise mindestens eines der Luftlager als sogenanntes Wippenlager ausgeführt. Bei Ausführung als Wippenlager ist bei diesem Luftlager das Kugelgelenk durch ein zylinderförmiges Gelenk ersetzt, wobei die Zylinderachse des Gelenks hierbei rechtwinklig zur zu behindernden Z-Achse stehen muss. Alternativ kann anstelle einer Wippenlagers auch die oben beschriebene Anordnung der Luftlager „über Eck“ verwendet werden.
Unter einer „ersten vertikalen Höhe“ und einer „zweiten vertikalen Höhe“ wird insbesondere jeweils ein unterschiedlicher Abstand eines Objektpunktes des Verschiebeträgers zu einer Referenzlinie und/oder -fläche verstanden. Hierbei kann es sich bei der Referenzlinie und/oder -fläche beispielsweise um die Oberkante des gemeinsamen Verschiebehalters und/oder einer Basisplatte der Messvorrichtung handeln. Die erste vertikale Höhe und die zweite vertikale Höhe weisen bevorzugt jeweils einen unterschiedlichen Abstand von der Referenzlinie und/oder Fläche auf. Bevorzugt weisen die vier Luftlager auf der ersten vertikalen Höhe einen Abstand in einem Bereich von 50 mm bis 800 mm, insbesondere von 80 mm bis 600 mm, bevorzugt von 100 mm bis 300 mm zu den vier Luftlagern auf der zweiten vertikalen Höhe auf.
Zum Antreiben und Kompensieren einer Gewichtskraft des Verschiebeträgers weist die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse eine Antriebs- und Gewichtsausgleichseinheit auf.
Folglich muss ein Antrieb der Antriebs- und Gewichtsausgleichseinheit zum vertikalen Bewegen des Verschiebeträgers nur die Massenträgheit und die Reibung überwinden, während die Gewichtskraft des Verschiebeträgers über den Gewichtsausgleich kompensiert wird.
Bei einer „Antriebs- und Gewichtsausgleichseinheit“ handelt es sich insbesondere um eine technische Einheit, welche einen Antrieb und einen Gewichtsausgleich zum Verschieben des Verschiebeträgers realisiert. Die Antriebs- und Gewichtsausgleichseinheit weist insbesondere einen Motor, eine Umlenkrolle oder mehrere Umlenkrollen und ein Flachriemengetriebe auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Messvorrichtung eine dritte Verschiebeeinrichtung entlang einer Y-Achse und/oder eine Dreheinheit mit einer Drehachse, insbesondere in einer Richtung der Z-Achse, auf, wobei die Dreheinheit mit dem Messträger verbunden ist, sodass das Werkstück auf dem Messträger mittels der Dreheinheit drehbar ist.
Durch eine dritte Verschiebeeinrichtung entlang einer Y-Achse kann mittels der Messvorrichtung auch ein Werkstück gemessen und/oder überprüft werden, welches breiter und/oder tiefer als der Sensor und/oder Szintillator des Sensors ist.
Durch die Dreheinheit mit einer Drehachse wird die Rotation des Werkstückes auf dem Messträger ermöglicht und bewirkt, dass die Strahlenquelle und/oder Röntgenquelle das Werkstück aus unterschiedlichen Richtungen durchstrahlen kann. Das Durchstrahlen aus unterschiedlichen Richtungen ist Voraussetzung für die Rekonstruktion der 3D-Geometrie aus den aufgenommenen 2D-Projektionen. Hierbei ist es erforderlich, dass die Drehachse beim Verfahren der Verschiebeeinrichtungen entlang der X- und Z-Achsen nicht ihre Richtung ändert und somit die Drehachse an allen X- und Z-Positionen rechtwinklig zur X-Achse steht.
Zudem wird durch die Anordnung der Dreheinheit mit der Drehachse an und/oder auf der Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse eine sogenannte Helixmessung ermöglicht, bei welcher sich das Werkstück während der Messung bewegt. Hierbei werden bevorzugt die Bilder aufgenommen, während die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse und die Dreheinheit mit der Drehachse sich jeweils mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegen. Dadurch werden Fehler, welche durch eine große Ausdehnung des Detektors verursacht werden, vermieden. Durch das zeitgleiche Bewegen des Werkstückes entlang der Z-Achse und dessen Rotation wird der Zeitaufwand zum Messen und/oder Überprüfen des Werkstückes bei dieser Helixmessung deutlich gegenüber Messungen mit einem nacheinander erfolgenden Anfahren jeder Position reduziert.
Zudem wirkt sich der spezielle Aufbau der ersten und zweiten Verschiebeeinrichtungen mit den symmetrisch angeordneten X- und Z-Achsen positiv auf Messungen mit Rotation des Werkstückes aus. Aufgrund der mittigen Anordnung der zweiten Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse mit dem gemeinsamen Verschiebehalter mittig innerhalb der X-Achse, beispielsweise zwischen zwei X-Führungsschienen und einem aufgrund der mittigen Anordnung daraus resultierenden großen Abstand α zwischen diesen beiden X-Führungsschienen, wird der Einfluss der X-Achse auf die Ausrichtung und Position der Drehachse verringert. Mechanische Ungenauigkeiten in den X-Führungen, wie diese beispielsweise beim Fertigen von Anschraubflächen der Führungsschienen und mechanischen Unsicherheiten der Führungsschienen auftreten, wirken sich durch das günstige Hebelverhältnis weniger stark auf die Richtung und Position der Drehachse aus, wie dies beispielsweise bei Koordinatenmessgeräten mit einer Ständerbauweise nach dem Stand der Technik der Fall ist. Dadurch wird eine Kompensation von Ablauffehlern der Verschiebeeinrichtung, beispielsweise durch eine CAA, vereinfacht oder diese kann vollständig entfallen.
Die vorstehend genannten Verbesserungen führen insgesamt zu genaueren Messergebnissen, insbesondere bei dynamischen Messungen, wie beispielsweise einer Helixmessung, und bewirken einen geringeren Einfluss auf die Richtung und Position der Drehachse.
Eine „Dreheinheit“ ist insbesondere eine Einrichtung zum horizontalen Drehen des Werkstückes. Eine Dreheinheit dreht sich insbesondere um die eigene Drehachse. Bei einer Dreheinheit kann es sich beispielsweise um einen Zylinder handeln, welcher angetrieben um seine mittige Drehachse und somit Längsachse dreht. Die Dreheinheit kann auch als Drehscheibe ausgestaltet sein. Die Dreheinheit ist insbesondere oben auf der zweiten Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse und/oder auf dem Verschiebeträger angeordnet. Die Dreheinheit kann insbesondere den Messträger aufweisen oder der Messträger ist wiederum oben auf der Dreheinheit aufgesetzt.
Die „Drehachse“ (auch „Rotationsachse“ genannt) ist insbesondere eine Gerade, die eine Rotation oder Drehung der Dreheinheit definiert. Bei der Drehachse handelt es sich insbesondere um die Symmetrieachse der Dreheinheit. Die Drehachse ist bevorzugt in Richtung der Z-Achse angeordnet.
Um das Werkstück mittig zur Z-Achse und/oder zur Drehachse automatisch auszurichten, weist die Messvorrichtung eine Zentriervorrichtung auf, wobei mittels der Zentriereinrichtung der Messträger in einer X- und/oder Y-Richtung verschiebbar ist, sodass das Werkstück auf dem Messträger in seiner Symmetrieachse kollinear zur Drehachse, zur Z-Achse und/oder einer Mittelachse der zweiten Verschiebeeinrichtung ausrichtbar ist.
Somit kann das Werkstück außermittig auf dem Messträger und/oder der Zentriereinrichtung aufgelegt und/oder aufgesetzt werden. Folglich ist es nicht zwingend notwendig, das Werkstück manuell bezüglich der Drehachse, der Z-Achse und/oder einer Mittelachse der zweiten Verschiebeeinrichtung exakt zu positionieren. Dadurch kann das Werkstück außerhalb der Drehachse auf der Dreheinheit, beispielsweise einem Drehtisch, positioniert werden, und die Messvorrichtung ermittelt automatisch die Symmetrieachse des Werkstückes und verschiebt dieses mittels der Zentriereinrichtung derart, dass das Werkstück kollinear zur Drehachse ist.
Eine „Zentriereinrichtung“ (auch „Positioniereinrichtung“ genannt) wird insbesondere auf der Dreheinheit und/oder der zweiten Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse aufgesetzt und weist zwei senkrecht aufeinanderstehende Achsen auf, welche in einer X-Y-Ebene liegen. Mittels der Zentriereinrichtung wird der Messträger und somit das Werkstück in einer X- und/oder Y-Richtung innerhalb der X-Y-Ebene derart verschoben, dass das Werkstück auf dem Messträger in seiner Symmetrieachse mit der Drehachse, der Z-Achse oder einer Mittelachse der zweiten Verschiebeeinrichtung zusammenfällt. Bei der Zentriereinrichtung kann es sich um eine manuelle und/oder automatische Zentriereinrichtung handeln. Beispielsweise kann ein automatisches Zentrieren mittels der Zentriereinrichtung unter Verwendung von optischen Sensoren erfolgen. Auch kann die Messvorrichtung selbst zum Zentrieren genutzt werden, indem zwei verschiedenen Bildansichten aufgenommen werden. Beispielsweise wird das Werkstück mittels der Verschiebeeinrichtung in X-Richtung verschoben und dann ein erstes Bild aufgenommen. Anschließend wird das Werkstück daraufhin mittels der Verschiebeeinrichtung in Y-Richtung verschoben und ein zweites Bild aufgenommen. Die beiden verschiedenen Bildern werden mittels der Zentriereinrichtung genutzt, um das Werkstück zu zentrieren.
In einer weiteren Ausführungsform der Messvorrichtung ist oder sind die Strahlenquelle und/oder der Sensor feststehend und/oder in einer X-, Y- und/oder Z-Richtung verfahrbar.
Somit ist die räumliche Ausrichtung der Strahlenquelle und/oder des Sensors zusätzlich zu einer Verschiebung des Werkstücks mittels der ersten, zweiten und/oder dritten Verschiebeeinrichtung und/oder der Dreheinrichtung einstellbar. Folglich kann die Strahlenquelle relativ zum Sensor oder beide verschoben werden.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Strahlenquelle und der Sensor feststehend und beispielsweise sehr stabil mit einer Basisplatte oder dem Gehäuse der Messvorrichtung verbunden sind. Dadurch werden die Positionen der Strahlenquelle und des Sensors durch die Achsbewegungen der Verschiebeeinrichtungen während der Messung nicht beeinflusst und/oder verändert. Dies erleichtert die Kompensation von geometrischen Abweichungen in der Bildprojektion.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

1 eine dreidimensionale, schematische Darstellung eines Computertomografie-Koordinatenmessgerätes, und
2 eine schematische Seitenansicht des Computertomografie-Koordinatenmessgerätes.

Ein Computertomografie-Koordinatenmessgerät 101 weist eine Basisplatte 103 auf, welche auf vier Standfüßen 105 gelagert ist. Die Basisplatte 103 weist eine Länge von 1340 mm und eine Breite von 500 mm auf. An einer Querseite der Basisplatte 103 ist eine erste Stütze 107 feststehend montiert, auf welcher eine Strahlenquelle 109 befestigt ist. Auf einer der Strahlenquelle 109 gegenüberliegenden Querseite der Basisplatte 103 ist eine zweite Stütze 111 an der Basisplatte 103 feststehend befestigt, an welcher ein Detektor 113 montiert ist. Der Detektor 113 ist rechteckig ausgeführt und weist einen Szintillator auf.
Auf der Basisplatte 103 ist eine X-Verschiebeeinheit 115 angeordnet, welche zwei zueinander beabstandete Führungsschienen 119 mit einem Abstand α 141 von 330 mm aufweist. Des Weiteren weist die X-Verschiebeeinheit 115 einen XZ-Schieber 129 auf, welcher mittels vier Kugelwagen 121 auf den Führungsschienen 119 in Richtung einer X-Achse 117 bewegbar ausgeführt ist.
Eine Z-Verschiebeeinheit 123 entlang einer Z-Achse 125 ist zwischen den beiden Führungsschienen 119 der X-Verschiebeeinheit 115 angeordnet. Die Z-Verschiebeeinheit 123 entlang einer Z-Achse 125 weist eine Pinole 131 auf, wobei die Pinole 131 in einer mittigen Aussparung 127 des XZ-Schiebers 129 angeordnet ist. Die Aussparung 127 im XZ-Schieber 129 ist durch eine vertikale Höhe der Basisplatte 103 vollständig durchgehend ausgeführt (siehe 2). Die Z-Verschiebeeinheit 123 weist acht Luftlager 133 auf, welche im XZ-Schieber 129 angeordnet sind und die Pinole 131 auf allen ihrer vier Seiten und auf zwei unterschiedlichen vertikalen Höhen umschließen und lagern.
Des Weiteren weist die Z-Verschiebeeinheit 123 eine Antriebs- und Gewichtsausgleichseinheit 135 mit einem Antrieb 145 auf, mittels welcher ein Bewegen der Z-Verschiebeeinheit 123 sowie ein Kompensieren einer Gewichtskraft der Z-Verschiebeeinheit 123 und eines auf der Z-Verschiebeeinheit 123 angeordneten Drehtisches 137 realisiert wird, sodass mittels des Antriebes 145 lediglich eine Massenträgheit und eine Reibung überwunden werden müssen. Der auf der Pinole 131 aufbauend angeordnete Drehtisch 137 dient gleichzeitig als Messträger für ein Werkstück. Eine Drehachse 139 des Drehtisches 137 ist kollinear zur Z-Achse 125 der Z-Verschiebeeinheit 123 ausgerichtet.
Zur Durchführung einer Helixmessung werden mit dem Computertomografie-Koordinatenmessgerät 101 folgende Arbeitsgänge durchgeführt.
Ein in 1 und 2 nicht gezeigtes Werkstück wird oben mittig auf den Drehtisch 137 manuell aufgesetzt. Mittels der Strahlenquelle 109 werden Röntgenstrahlen 143 auf das Werkstück auf dem Drehtisch 137 ausgesendet und dieses durchstrahlt, wobei die Röntgenstrahlen 143 anschließend auf den Detektor 113 treffen. Anschließend wird mittels der X-Verschiebeeinheit 115 der XZ-Schieber 129 über die Kugelwagen 121 entlang der Führungsschienen 119 in X-Richtung der X-Achse 117 derart verschoben, dass eine Größe eines projektierten Abbildes des Werkstückes auf dem Detektor optimal eingestellt ist.
Daraufhin wird die maximal nach unten verschobene Pinole 131 bei Lagerung durch die Luftlager 133 unter Ausbilden von Luftpolstern zwischen dem XZ-Schieber 129 und der Pinole 131 auf zwei verschiedenen Höhen des X-Z-Schiebers 129 mittels der Antriebs- und Gewichtsausgleichseinheit 135 kontinuierlich mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 50 mm/min nach oben bewegt, wobei gleichzeitig der Drehtisch 137 und somit das Werkstück um die Drehachse 139 mit einer Drehgeschwindigkeit von 0,5 U/min in Richtung der Drehachse 139 für die Helixmessung gedreht wird. Hierbei erfolgt das konstante Bewegen des Werkstückes in Richtung der Z-Achse 125 nach oben mittels der Z-Verschiebeeinheit 123 angetrieben von der Antriebs- und Gewichtsausgleichseinheit 135. Aufgrund der gleichzeitigen Bewegung nach oben in Richtung der Z-Achse 125 und der Rotation des Werkstückes mit einer konstanten Geschwindigkeit mittels des Drehtisches 137 wird in kürzester Zeit eine Helixmessung durchgeführt.
Durch die symmetrische Anordnung der Z-Verschiebeeinheit 123 zur X-Verschiebeeinheit 115 aufgrund des gemeinsamen XZ-Schiebers 129 und des daraus resultierenden großen Abstands α 141 von 330 mm der Führungsschienen 119 sowie durch die Luftlagerung der Pinole 131 der Z-Verschiebeeinheit 123 mittels der Luftlager 133 werden mechanische Ablauffehler der X-Verschiebeeinheit 115, welche sich auf die Z-Verschiebeeinheit 123 auswirken würden, und somit insbesondere Fehler zweiter Ordnung vermieden. Dadurch wird eine anschließende Kompensation der Ablauffehler vereinfacht oder muss gar nicht durchgeführt werden.
Folglich wird ein Computertomografie-Koordinatenmessgerät 101 bereitgestellt, bei dem ohne oder nur bei sehr geringer gegenseitiger Beeinflussung der X-Verschiebeeinheit 115, der Z-Verschiebeeinheit 123 und des Drehtisches 137 sehr genaue Messergebnisse bei einer dynamischen Helixmessung in kurzer Messzeit erzielt werden, ohne dass anschließend geometrische Abweichungen in den Bildprojektionen aufwändig kompensiert werden müssen.
Bezugszeichenliste

101: Computertomografie-Koordinatenmessgerät
103: Basisplatte
105: Standfüße
107: erste Stütze
109: Strahlenquelle
111: zweite Stütze
113: Detektor
115: X-Verschiebeeinheit
117: X-Achse
119: Führungsschiene
121: Kugelwagen
123: Z-Verschiebeeinheit
125: Z-Achse
127: Aussparung
129: XZ-Schieber
131: Pinole
133: Luftlager
135: Antriebs- und Gewichtsausgleichseinheit
137: Drehtisch
139: Drehachse
141: Abstand α
143: Röntgenstrahlen
145: Antrieb

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 102005039422 A1 [0005]
DE 102019001334 A1 [0006]

Claims

Messvorrichtung, insbesondere Koordinatenmessvorrichtung (101), zum Messen und/oder Überprüfen eines Werkstückes, insbesondere mittels Computertomografie, wobei die Messvorrichtung eine Strahlenquelle (109) zum Aussenden von Messstrahlen (143) auf und/oder durch das Werkstück, einen Sensor (113) zum Empfangen der ausgesendeten Messstrahlen und einen Messträger zum Auflegen des Werkstückes aufweist, wobei der Messträger zwischen der Strahlenquelle und dem Sensor anordenbar ist, und die Messvorrichtung eine erste Verschiebeeinrichtung (115) entlang einer X-Achse und eine zweite Verschiebeinrichtung (123) entlang einer Z-Achse aufweist, wobei die X-Achse (117) in einer Richtung zwischen der Strahlenquelle und dem Detektor und die Z-Achse (125) in einer vertikalen Richtung ausgerichtet sind, sodass das Werkstück auf dem Messträger vor und/oder während des Messens und/oder Überprüfens räumlich verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse und die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse über einen gemeinsamen Verschiebehalter (129) verbunden sind.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse mittels des gemeinsamen Verschiebehalters in der ersten Verschiebeeinrichtung entlang der X-Achse, insbesondere mittig quer zu X-Achse innerhalb der ersten Verschiebeeinrichtung, integriert ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verschiebeeinrichtung zum Verschieben des Werkstückes entlang der Z-Achse einen Verschiebeträger (131) und mindestens ein Luftlager (133) innerhalb des gemeinsamen Verschiebehalters (129) derart aufweist, dass der Verschiebeträger mittels des mindestens einen Luftlagers vertikal bewegbar ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse ein zweites Luftlager, ein drittes Luftlager, ein viertes Luftlager und/oder weitere Luftlager, insbesondere acht Luftlager, aufweist.
Messvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeträger eine viereckige Form mit vier Seiten im Querschnitt aufweist, wobei an jeder der vier Seiten auf einer ersten vertikalen Höhe jeweils ein Luftlager angeordnet ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer zweiten vertikalen Höhe des Verschiebeträgers an jeder der vier Seiten jeweils ein weiteres Luftlager angeordnet ist.
Messvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verschiebeeinrichtung entlang der Z-Achse eine Antriebs- und Gewichtsausgleichseinheit (135) zum Antreiben und Kompensieren einer Gewichtskraft des Verschiebeträgers aufweist.
Messvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine dritte Verschiebeeinrichtung entlang einer Y-Achse und/oder eine Dreheinheit (137) mit einer Drehachse (139), insbesondere in einer Richtung der Z-Achse, aufweist, wobei die Dreheinheit mit dem Messträger verbunden ist, sodass das Werkstück auf dem Messträger mittels der Dreheinheit drehbar ist.
Messvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine Zentriereinrichtung aufweist, wobei mittels der Zentriereinrichtung der Messträger in einer X- und/oder Y-Richtung verschiebbar ist, sodass das Werkstück auf dem Messträger in seiner Symmetrieachse kollinear zur Drehachse, zur Z-Achse und/oder einer Mittelachse der zweiten Verschiebeeinrichtung ausrichtbar ist.
Messvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlenquelle und/oder der Sensor feststehend oder in einer X-, Y- und/oder Z-Richtung verfahrbar ist oder sind.