DE102022112882A1

DE102022112882A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung eines Messtasters

Info

Publication number: DE102022112882A1
Application number: DE102022112882.2A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-05-23
Filing date: 2022-05-23
Publication date: 2023-11-23

Abstract

Bei einer bekannten Positionierhilfe für einen Messtaster zum Festlegen eines Bezugspunkts eines Werkzeugs in einem Maschinen-Koordinatensystem einer Werkzeugmaschine ist eine Auflage für ein zu bearbeitendes Werkstück vorgesehen, das eine Auflagen-Stirnseite aufweist, die von mindestens einer Nut durchbrochen ist. Um hiervon ausgehend eine Positionierhilfe bereitzustellen, die eine wiederholungsgenaue und langzeitstabile Positionierung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass die Positionierhilfe ein Spannteil und ein damit verbundenes oder verbindbares Anschlagteil umfasst, wobei das Spannteil eine in Richtung einer z-Achse weisende Oberseite, eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite, eine in Richtung einer y-Achse weisende Anlegeseite, eine der Anlegeseite gegenüberliegende Klemmseite sowie eine in Richtung einer x-Achse verlaufende Längsachse aufweist; die Oberseite mindestens ein Verbindungselement zur lösbaren Verbindung mit dem Messtaster aufweist; das Spannteil mindestens ein Aufnahme für ein Klemmelement aufweist; das Anschlagteil eine dem Spannteil zugewandte Vorderseite aufweist, wobei das Spannteil und das Anschlagteil so ausgelegt sind, dass das Spannteil oder mindestens die Spannteil-Unterseite in die Nut so einsetzbar ist, dass die Anlegeseite an einer Nut-Innenwand zur Anlage kommt, und gleichzeitig das Anschlagteil mit der Vorderseite an der Auflagen-Stirnseite anliegt.

Description

Technologischer Hintergrund
Die Erfindung betrifft eine Positionierhilfe für einen Messtaster zum Festlegen eines Bezugspunkts eines Werkzeugs in einem Maschinen-Koordinatensystem einer Werkzeugmaschine, die eine Auflage für ein zu bearbeitendes Werkstück mit einer Auflagen-Stirnseite aufweist, die von mindestens einer Nut durchbrochen ist.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Positionierung eines Messtasters zum Festlegen eines Bezugspunkts eines Werkzeugs einer Werkzeugmaschine in einem Maschinen-Koordinatensystem, umfassend einen Verfahrensschritt, bei dem eine Bodenplatte des Messtasters mit einem Gegenstück lösbar und formschlüssig verbunden wird, wobei das Gegenstück in einer Nut einer Auflage für ein zu bearbeitendes Werkstück eingesetzt wird, wobei die Auflage eine von der Nut durchbrochene Auflagen-Stirnseite aufweist.
Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise CNC-Maschinen, haben eine Spindel, an der ein Werkzeug montierbar ist, wie beispielsweise ein Bohrer oder Fräser. Das zu bearbeitende Werkstück ist im Bearbeitungsbereich der Werkzeugmaschine auf einem Maschinentisch abgelegt oder darauf montiert. Ein Computerprogramm steuert das Werkzeug hinsichtlich seiner Bewegung zu einer bestimmten Stelle oder entlang einer bestimmten Bewegungsbahn, entlang der das Werkstück bearbeitet wird.
Vor der Bearbeitung des Werkstücks müssen sowohl die räumlichen Koordinatenachsen des Maschinenkoordinatensystems als auch die Lage des zu bearbeitenden Werkstücks innerhalb dieses Maschinenkoordinatensystems bestimmt werden. Die Kenntnis dieser Lage ist entscheidend sowohl für eine exakte Bearbeitung des Werkstücks, als auch für die Kollisionsüberwachung. Darüber hinaus müssen Lage und Abmessungen, wie beispielsweise ein Bohrer-Durchmesser, des an der Werkzeugspindel gehaltenen Werkzeugs gemessen werden, um einen Werkzeugversatzbetrag einzustellen. Für diesen Zweck ist es bekannt, sogenannte Taststifte oder Messtaster einzusetzen, die eine Antastfläche oder mehrere Antastflächen aufweisen, die berührend oder berührungslos funktionieren können. Bei berührungslos funktionierenden Antastflächen wird die Nähe eines Messobjektes beispielsweise mittels kapazitiver, induktiver oder optischer Sensoren detektiert. Bei berührend funktionierenden Antastflächen wird der mechanische Kontakt mit dem Messobjekt erfasst, wobei beispielsweise ein mechanischer Schalter ausgelöst und ein sogenanntes Skip-Signal erzeugt. Für jeden detektierten Kontakt wird ein Koordinatenwert des zu messenden Objekts erfasst und die entsprechenden Taster-Messdaten werden an eine numerische Maschinensteuerung weitergegeben. Die Taster-Messdaten ermöglichen der Maschinensteuerung die exakte Ermittlung der Lage und der Abmessungen des Werkzeugs beziehungsweise des Werkstücks innerhalb des vorab kalibrierten Maschinen-Koordinatensystems.
Stand der Technik
Der Messtaster wird üblicherweise mittels Schrauben auf dem Maschinentisch montiert. Damit Messfehler bei der Werkzeug- und Werkstückmessung vermieden werden, muss danach die Antastfläche (beziehungsweise die Antastflächen) zu den Maschinenachsen ausgerichtet (kalibriert) werden. Diese bekannte Art der Montage und der Kalibrierung des Messtasters werden nachfolgend anhand 11 beispielhaft erläutert.
Dem Messtaster ist insgesamt die Bezugsziffer 1 zugeordnet. Er umfasst ein Gehäuse 2, an dem ein Tastereinsatz 3 mit einer Tastplatte 3a montiert ist. Die Tastplatte 3a hat eine obere Antastfläche und seitliche Antastflächen, die bei Kontakt mit einem Messobjekt ein Schaltsignal auslösen, dem ein Koordinatenwert zugeordnet ist.
Das Gehäuse 2 ist mit einem Adapter 4 verbunden, der einen Außenflansch 4a aufweist, der wiederum auf einer Basisplatte 5 aufgeschraubt ist. Für die Montage des Messtasters 1 wird eine geeignete Position auf einem Maschinentisch 6 ausgewählt. Ein Auswahlkriterium dafür ist beispielsweise eine geringe Kollisionswahrscheinlichkeit, wie etwa die in 10 schematisch dargestellte Position „A“ am Rand eines Maschinentischs 6. Der Maschinentisch 6 ist als Nutentisch mit Rechteckform ausgebildet, der mit einer Vielzahl parallel zueinander verlaufender T-Nuten 7 versehen ist. In einem kartesischen Koordinatensystem mit den Raumrichtungen x, y, z verläuft die Erstreckungsrichtung der Nuten 7 in der x-Richtung, die vom Koordinatenkreuz K angezeigt wird. Die T-Nuten durchbrechen die vordere Stirnseite 6a (10) und die hintere Stirnseite (10) des Maschinentischs 6, dessen in Richtung der z-Achse weisende Oberseite mit der Bezugsziffer 6b angedeutet ist.
Die Basisplatte 5 wird mittels einer Zylinderkopfschraube 8a mit einem T-Nutenstein 9 verschraubt, der in eine der Nuten 7 eingeschoben ist. Anschließend wird der Adapter 4 mittels Fixierstiften 8b mit der Basisplatte 5 verbunden und danach das Gehäuse 2 auf den Adapter 4 aufgesetzt und mit diesem mittels Schrauben (angedeutet durch strichpunktierte Linien 8d) verbunden. Damit ist das Gehäuse 2 des Messtasters 1 formschlüssig am Maschinentisch 6 befestigt.
Nach dem Zusammenbau und der Montage des Messtasters 1 auf dem Maschinentisch 6 müssen die Antastflächen des Tastereinsatzes 3 zu den Maschinenachsen ausgerichtet werden, damit Messfehler bei der Werkzeugmessung vermieden werden. Genauer gesagt, müssen bei dieser Kalibrierung die Antastflächen achsparallel zu den Maschinenachsen x, y, z ausgerichtet werden. Für diese Ausrichtung verfügt der Messtaster 1 über eine Vielzahl von Einstellschrauben, wie beispielsweise Gewindestifte 8c, die sich gegen die Basisplatte 5 abdrücken und die gegen die Fixierstifte 8b angezogen werden, die an der Basisplatte 5 befestigt sind. Durch abwechselndes Lösen und Festziehen dieser Gewindestifte 8c und der Fixierstifte 8b kann die Tastplatte 3a exakt ausgerichtet werden.
Dieser Kalibriervorgang ist nicht nur nach der Erstmontage erforderlich, sondern auch bei einem Wechsel des Tastereinsatzes oder wenn der Verdacht besteht, dass er verbogen oder verstellt worden ist, sowie in regelmäßigen Abständen, um eventuelle mechanische Veränderungen an der Werkzeugmaschine nachzustellen. Die Kalibrierungen gehen mit einem hohen Zeitaufwand und mit entsprechend langen Stillstandzeiten der Werkzeugmaschine und Kosten einher.
Um diesen Aufwand zu verringern, schlägt die WO 2011/009519 A1 eine Fixierung des Messtasters am Maschinentisch mittels Magneten vor, die im Sockel des Messtaster-Gehäuses untergebracht sind. Um eine möglichst kalibrierungsfreie Positionierung des Messtasters zu erreichen, stehen von der Unterseite der Basisplatte drei halbkugelförmige Erhebungen (positive Passelemente), die mit kalottenförmigen Ausnehmungen (negative Passelemente) im Maschinentisch korrespondieren. Diese Passelemente am Messtaster und am Maschinentisch sollen eine weitgehend werkzeugfreie und wiederholungsgenaue Montage des Messtasters ermöglichen.
Technische Aufgabenstellung
Allerdings ist die mechanische Bearbeitung zur Fertigung der Passelemente aufwändig, insbesondere wenn mehrere oder verschiedene Messtaster an einer Werkzeugmaschine betrieben werden müssen. Die Passelemente stellen grundsätzlich eine Vielzahl möglicher Anschlagpunkte für die Positionierung des Messtasters zur Verfügung. In die Vertiefungen des Maschinentischs können leicht Verunreinigungen gelangen wie Staub und Abriebpartikel, und es können sich darin Ablagerungen bilden, die die wirksamen Anschlagpunkte verändern. Auch durch mechanische Beschädigung, Abrieb, Korrosion und anderen Verschleiß kann sich die Passgenauigkeit der Passelemente verschlechtern, so dass auch die Positionierungsgenauigkeit im Lauf der Zeit abnimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positionierhilfe für einen Messtaster bereitzustellen, die eine wiederholungsgenaue und langzeitstabile Positionierung mit einer Ausrichtungs-Genauigkeit von mindestens 0,010mm ohne oder allenfalls mit geringem mechanischem Bearbeitungsaufwand ermöglicht.
Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage und Positionierung eines Messtasters anzugeben, das bei geringem Zeitaufwand und kurzen Maschinen-Stillstandzeiten eine wiederholungsgenaue Positionierung des Messtasters mit einer Ausrichtungs-Genauigkeit im Bereich von 0,01 0mm gewährleistet.
Allgemeine Darstellung der Erfindung
Hinsichtlich der Positionierhilfe wird diese Aufgabe ausgehend von einer Positionierhilfe der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Positionierhilfe ein Spannteil und ein damit verbundenes oder verbindbares Anschlagteil umfasst, wobei

(a) das Spannteil eine in Richtung einer z-Achse weisende Oberseite, eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite, eine in Richtung einer y-Achse weisende Anlegeseite, eine der Anlegeseite gegenüberliegende Klemmseite sowie eine in Richtung einer x-Achse verlaufende Längsachse aufweist,
(b) die Oberseite mindestens ein Verbindungselement zur lösbaren Verbindung mit dem Messtaster aufweist,
(c) das Spannteil mindestens ein Aufnahme für ein Klemmelement aufweist,
(d) das Anschlagteil eine dem Spannteil zugewandte Vorderseite aufweist,

Die Auflage für das zu bearbeitende Werkstück umfasst eine Vielzahl von Längsnuten und ist beispielsweise als Nutentisch oder als auf einem Maschinentisch aufliegende Nutenplatte ausgebildet. Die Längsnuten durchstoßen die Stirnseite der Auflage (im Folgenden wird diese Stelle bei der bestimmten, ausgewählten Nut auch als „Nut-Durchbruch“ bezeichnet).
Eine grundlegende Idee der Erfindung liegt darin, dass eine ausgewählte Nut der Werkstück-Auflage als fester, unveränderbarer Bezugspunkt im Raum für die reproduzierbare und wiederholgenaue Positionierung des Messtasters benutzt wird. Genauer gesagt, wird die ausgewählte Nut für die wiederholgenaue Positionierung der Positionierhilfe und insbesondere des Verbindungselements zum Messtaster benutzt. Der unveränderbare Bezugspunkt im Raum wird ausschließlich durch Flächenbereiche an der und um die ausgewählte Nut festgelegt. Nämlich durch

(a) eine der beiden Nut-Innenseiten, die als Anschlagfläche für die Positionierhilfe in der einen Richtung dient und die die y-Koordinate des Bezugspunkts ergibt,
(b) die Stirnseitenfläche der Auflage um den Nut-Durchbruch, die als Anschlagfläche für die Positionierhilfe in der anderen, dazu senkrecht verlaufenden Richtung dient und die die x-Koordinate des Bezugspunkts ergibt,
(c) und die Werkstück-Auflagefläche um die Nutöffnung, die die z-Koordinate des Bezugspunkts ergibt.

Im Unterschied zum Stand der Technik werden alle Koordinaten des Bezugspunktes durch Auflage an Flächen der Nut beziehungsweise der Werkstück-Auflage im Bereich der Nut bestimmt. Diese Flächen unterliegen während der Maschinenlebensdauer keinen wesentlichen Veränderungen. Sie sind keinem nennenswerten Verschleiß ausgesetzt, erfahren kaum Abrieb oder Beschädigung und sie sind glatt und eben und daher vergleichsweise unempfindlich für Ansammlungen von Verunreinigungen oder für die Bildung von Ablagerungen. Die Positionierhilfe ermöglicht dadurch eine wiederholungsgenaue und langzeitstabile Positionierung des Messtasters mit einer Ausrichtungs-Genauigkeit von mindestens 0,010mm. Außerdem sind derartige Nuten in Maschinentischen oder anderen Auflagen zum Einspannen des Werkstücks standardmäßig vorhanden, so dass eine aufwändige mechanische Bearbeitung des Maschinentischs zur Erzeugung oder Anpassung der Nut nicht erforderlich ist.
Die Positionierhilfe umfasst ein Spannteil und ein damit verbundenes oder verbindbares Anschlagteil. Das Spannteil und das Anschlagteil bilden einen einteiligen oder einen mehrteiligen Verbund.
Die dreidimensionale Konstruktion der Positionierhilfe ist in einem kartesischen Koordinatensystem mit den Koordinatenachsen x, y und z beschreibbar. Bei einer Orientierung der Positionierhilfe derart, dass die Flächennormale auf die Spannteil-Oberseite in Richtung der z-Achse verläuft, spannen die x- und y-Achsen eine Ebene auf, in der sich die Positionierhilfe erstreckt und in der die x-Achse die Richtung einer Spannteil-Längsachse definiert und die y-Achse die dazu senkrechte Richtung. Entlang der x-Achse verlaufen die Anlegeseite und die Klemmseite des Spannteils, und deren Flächennormalen erstrecken sich in Richtung der y-Achse. Die Flächennormale auf der von der x- und y-Richtungskoordinaten aufgespannten Ebene verläuft in Richtung der z-Achse, also beispielsweise in Höhenrichtung.
Diese Beschreibung der dreidimensionalen Konstruktion der Positionierhilfe ist unabhängig von der Wahl des Maschinen-Koordinatensystems. Dessen Raumkoordinaten können nicht nur in einem kartesischen System mit den Raumrichtungen x, y, z erfasst werden, sondern beispielsweise auch in einem räumlichen Polarkoordinatensystem, wie etwa in einem Zylinder- oder Kugelkoordinatensystem mit den Polarkoordinaten z (Höhenrichtung), φ (Winkel) und r Radius). Alle Formen von Maschinen-Koordinatensystemen fallen in den Schutzbereich der Erfindung.
Bei Nutentischen oder Nutenplatten haben die T-Nuten typischerweise ein Nennmaß im Bereich von 10 bis 48mm, wobei das Nennmaß die minimale Nutenbreite angibt. Bei einer Auflagefläche mit polygonaler Form, beispielsweise Rechteckform, verläuft die Nut von einer ersten Auflagen-Stirnseite zu einer zweiten Auflagen-Stirnseite und durchbricht beide Stirnseiten derart, dass sich beiderseits des Nutdurchbruchs Stirnseitenabschnitte der Auflage anschließen, die einen geradlinigen Verlauf haben, und die beispielsweise im rechten Winkel oder geneigt zur Nut-Längsachse verlaufen.
Die Nuten einer Auflage mit Kreisform verlaufen entweder parallel zueinander oder in radialer Richtung in Bezug auf den Kreismittelpunkt. In jedem dieser Fälle schließen sich beiderseits des Nutdurchbruchs Stirnseitenabschnitte der Auflage an, die nicht geradlinig sind, sondern eine Krümmung mit dem Radius der Auflagefläche haben.
Die Auflagenstirnseite im Bereich des Nut-Durchbruchs ist somit entweder geradlinig und diese Linie schließt mit der Nut-Längsachse einen von Null und 180 Grad verschiedenen Winkel ein, oder sie ist gekrümmt und die Tangente an die Krümmung schließt mit der Nut-Längsachse einen von Null und 180 Grad verschiedenen Winkel ein.
Bei einer Anordnung der Positionierhilfe in einer Nut einer Werkstück-Auflage verlaufen die Längsachsen sowohl der Nut als auch des Spannteils in der gleichen Richtung, die hier als x-Achsenrichtung definiert wird.
Die Anlageseite des Spannteils und die Nut-Seitenwände verlaufen parallel zueinander und weisen mit ihren Flächennormalen in die dazu senkrechte Richtung, die hier als y-Achsenrichtung definiert wird.
Unabhängig vom Maschinen-Koordinatensystem hat die Auflage eine plane Auflagefläche, deren Flächennormale sich üblicherweise in Richtung der z-Achse (Höhenrichtung) erstreckt.
Das Anschlagteil hat eine dem Spannteil zugewandte Vorderseite. Diese ist zur Anlage an der Stirnseite der Werkstück-Auflage ausgelegt, und daher ist ihre Geometrie mindestens ungefähr an die Geometrie der Auflagen-Stirnseite im Bereich des Nut-Durchbruchs angepasst. In der Draufsicht (in Richtung der z-Achse gesehen) ist die Vorderseite somit entweder gerade und verläuft dabei senkrecht oder in einem vorgegebenen von Null und 180 Grad verschiedenen Winkel zur Spannteil-Längsachse und zur Spannteil-Anlegeseite, oder sie ist entsprechend dem Radius der Stirnseite der Werkstück-Auflage im Bereich des Nut-Durchbruchs gekrümmt. In jedem Fall schließt die Verlängerung der Anschlagteil -Vorderseite zur Spannteil-Anlegeseite mit dieser einen Winkel ein, der ungleich Null und kleiner als 180 Grad ist und somit gewährleistet, dass das Anschlagteil beim korrekten Einsatz der Positionierhilfe in der Nut eine definierte Anschlagsposition in Richtung der x-Achse einnimmt. Im Hinblick darauf hat es sich bewährt, wenn in einer Draufsicht in Richtung der z-Achse die Verlängerung der Anschlagteil-Vorderseite zur Spannteil-Anlegeseite mit dieser einen Winkel im Bereich von 30 bis 160 Grad, vorzugsweise einen Winkel im Bereich von 60 bis 120 Grad, einschließt.
Das Spannteil weist mindestens ein Verbindungselement zur lösbaren Verbindung mit dem Messtaster auf, beispielsweise ein Gewinde, eine Kupplung, eine Bajonett- oder eine Rastverbindung. Eine Formschluss-Verbindung zwischen der Spannteil-Oberseite und dem Messtaster ermöglicht zum einen den Austausch und sie erleichtert die Wartung des Messtasters und gewährleistet zum anderen die erforderliche Wiederholgenauigkeit seiner Positionierung auf der Positionierhilfe. Die Verbindung erfolgt bevorzugt unmittelbar zwischen Spannteil und Messtaster oder sie erfolgt mittelbar über mindestens ein zwischen Spannteil und Messtaster angeordnetes Zwischenelement.
Das Spannteil weist außerdem eine Aufnahme für ein Klemmelement auf. Bevorzugt sind es zwei Aufnahmen für jeweils ein Klemmelement. Das Klemmelement wird in der Aufnahme in Schließrichtung und in Öffnungsrichtung bewegbar gelagert. Es ist so ausgelegt, dass durch seine Betätigung in Schließrichtung eine Klemmwirkung zwischen Nut und Spannteil erzeugt und durch seine Betätigung in Öffnungsrichtung die Klemmwirkung beseitigt wird. Die Klemmwirkung beruht darauf, dass das Klemmelement durch Betätigung in Schließrichtung gegen die eine Nut-Innenwand (im Folgenden als „Nut-Widerlagerwand“ bezeichnet) bewegt wird, und dadurch die Spannteil-Anlegeseite gegen die andere Nut-Innenwand (im Folgenden als „Nut-Anlegewand“ bezeichnet) gepresst wird. In der Klemmstellung ist die Positionierhilfe in der Nut mindestens durch Reibschluss fixiert.
Die Positionierhilfe ist so ausgelegt, dass dabei gleichzeitig das Anschlagteil an der Auflagen-Stirnseite zur Anlage gebracht werden kann. Für die vorgegebene Nut der Werkstück-Auflage ergibt sich auf diese Weise unabhängig von der Orientierung der Nut-Längsachse eine genaue und reproduzierbare Positionierung der Positionierhilfe und damit einhergehend auch eine eindeutige und reproduzierbare Positionierung des auf der Positionierhilfe montierten Messtasters.
Die Breite der Spannteil-Unterseite ist so ausgelegt, dass sie in die vorgegebene Nut hineinpasst. Dabei taucht das Spannteil entweder vollständig oder nur teilweise in die Nut ein.
Beim korrekten Einsatz der Positionierhilfe in der Nut nimmt das Anschlagteil eine definierte Anschlagsposition ein, so dass die eindeutige Anlage der Positionierhilfe gleichzeitig in Richtung der x-Achse als auch in Richtung der y-Achse gewährleistet wird.
Das Anschlagteil kann sich einseitig zum Nut-Durchbruch entlang der Auflagen-Stirnseite oder beidseitig des Nut-Durchbruchs erstrecken. Der Verbund aus Spannteil und Anschlagteil weist somit beispielsweise eine T-förmige, L-förmige, V-förmige, ankerförmige oder halbankerfömige Konfiguration auf.
Bei den T-, V- oder ankerförmigen Konfigurationen greift das Spannteil vorzugsweise aber nicht notwendigerweise mittig am Anschlagteil an.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Positionierhilfe weist das Spannteil zwei voneinander beabstandete Aufnahmen für je ein Klemmelement auf.
Durch die beiden Klemmelemente wird eine Verkippung des Spannteils in der Nut sicher vermieden und eine exakte Anlage der Spannteil-Anlegeseite an der Nut-Anlegewand sichergestellt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Klemmelement einen Exzenterstift und die Klemmelement-Aufnahme ist als Passbohrung ausgelegt, die eine Passbohrungs-Längsachse hat, die sich in Richtung einer z-Achse erstreckt, oder das Klemmelement umfasst einen Gewindestift mit federgelagerter Kugel und die Klemmelement-Aufnahme ist als Gewindebohrung mit einer Gewindebohrungs-Längsachse ausgelegt, die sich in Richtung einer y-Achse erstreckt.
Der Exzenterstift verfügt über einen zylinderförmigen Abschnitt, der außermittig an einem Exzenterkopf ansetzt. Er ist so ausgeführt, dass der Exzenterkopf bei einer Betätigung in Schließrichtung aus der Ebene der Spannteil-Klemmseite herausgelangen und sich gegen die Nut-Widerlagerwand abdrücken kann. Am gegenüberliegenden, freien Ende des zylinderförmigen Abschnitts ist ein umlaufender Einstich vorgesehen, in den ein O-Ring eingelegt ist. Die Klemmelement-Aufnahme ist in dem Fall als Passbohrung für den zylinderförmigen Abschnitt des Exzenterstifts ausgelegt. Das mit dem O-Ring versehene Ende des Exzenterstifts ragt aus der Passbohrung heraus und wird in einer Aussparung an der Unterseite des Spannteils aufgenommen. Auf diese Weise wird der Exzenterstift in der Passbohrung drehbar gehalten.
Der in die Gewindebohrung eingeschraubte Gewindestift drückt bei einer Betätigung in Schließrichtung eine federgelagerte Kugel aus der Ebene der Spannteil-Klemmseite heraus. Beim Einsetzen des Klemmteils in die Nut kann die Kugel gegen die Federkraft ein Stück zurückgedrückt werden und drückt sich danach gegen die Nut-Widerlagerwand ab.
Bei dem Exzenterstift ist die Exzenterform vorzugsweise so ausgeführt, dass bei ihrer Betätigung in Klemmrichtung das Anschlagteil gegen die Auflagen-Stirnseite gezogen wird.
Um die Gefahr einer Beschädigung der Nut-Widerlagerwand durch ein zu großes Anzugsmoment beim Eindrehen des Exzenterstifts zu vermindern, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Positionierhilfe mit einer Drehmomentbegrenzung versehen.
Die Drehmomentbegrenzung erfolgt beispielsweise mittels eines Federelements, das am Exzenterkopf anliegt und das bei Überschreitung eines voreingestellten Drehmoments dieses Federelement nach Art einer Rutschkupplung nachgibt.
Im einfachsten und bevorzugten Fall ist das Spannteil so ausgelegt, dass es vollständig innerhalb der Nut verschwindet. Gegebenenfalls weist das Spannteil eine maximale Abmessung in Richtung der y-Achse auf, die kleiner ist als die minimale Nut-Breite, und die Höhe des Spannteils (in Richtung der z-Achse gesehen) ist kleiner als die Nuthöhe.
Gegebenenfalls definiert die Oberfläche der Werkstück-Auflage die Anschlag-Koordinate in Richtung der z-Achse. Der Messtaster verfügt in dem Fall beispielsweise über ein Basiselement, das auf der Oberfläche der Werkstück-Auflage aufsitzt und das mit dem Spannteil der Positionierhilfe verbunden wird.
Bei einer anderen, gleichermaßen bevorzugten Ausführungsform der Positionierhilfe wird die Spannteil-Oberseite von einem Montagekörper gebildet, dessen Abmessung in Richtung der y-Achse größer ist als eine nominale (minimale) Nutbreite.
Während sich der Rest des Spannteils innerhalb der Nut befindet, liegt der Montagekörper beispielsweise mit seiner Unterseite auf der Werkstück-Auflage auf und befindet sich oberhalb der Nut. Er dient zur Lagerung des Messtasters. Dieser verfügt in der Regel über eine Basisplatte und eine Adapterplatte. Die Basisplatte dient üblicherweise zur Verbindung mit dem Maschinentisch; sie stellt das unterste Bauteil des Messtasters dar. Auf der Basisplatte ist die Adapterplatte montiert, die zur Montage und Ausrichtung des Messtaster-Gehäuses dient.
Der Montagekörper kann die Basisplatte des Messtasters ersetzen. Auf dem Montagekörper ist somit der Messtaster mittels der Basisplatte oder mittels der Adapterplatte zu montieren. Form und Größe der Montagefläche des Montagekörpers müssen somit zur Lagerung der Basisplatte und/oder der Adapterplatte geeignet sein. Dafür genügt im einfachsten Fall eine Montagefläche, die kleiner ist als die Grundfläche der Basisplatte beziehungsweise der Adapterplatte; es können auch mehrere derartiger kleinerer Montageflächen über die besagte Grundflächen verteilt sein. Insbesondere im Hinblick auf eine höhere Stabilität gegen Verkippung hat es sich aber als vorteilhaft erweisen, wenn Form und Größe der Montagefläche so ausgelegt sind, dass sie die Grundflächen von Basisplatte oder Adapter allseitig überragt oder bündig mit diesen abschließt.
Der Montagekörper und das Spannteil können stoff- oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Dies vereinfacht die Herstellung und vermindert die Fertigungskosten. Bei einer anderen besonders vorteilhaften Ausführungsform der Positionierhilfe sind der Montagekörper und das Spannteil einteilig ausgeführt. Dies vermindert Fertigungstoleranzen und verbessert die Wiederholgenauigkeit.
Auch das Spannteil und das Anschlagteil können stoff- oder formschlüssig miteinander verbunden sein, was die Herstellung vereinfacht und die Fertigungskosten verringert. Die mehrteilige Positionierhilfe besteht vorzugsweise aus verschließfesten Werkstoffen, wie Beispiel aus Werkzeugstahl.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Positionierhilfe sind das Spannteil und das Anschlagteil einteilig ausgeführt, was Fertigungstoleranzen vermeidet und die Wiederholgenauigkeit der Messtaster-Positionierung verbessert. Die einteilige Positionierhilfe besteht vorzugsweise aus einem kostengünstigen, insbesondere aus einem für Spritzguss oder Druckguss geeigneten Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium.
Es hat sich besonders bewährt, wenn das Spannteil und/oder das Anschlagteil aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen oder mit einem Bauteil aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestückt sind.
Werkstück-Auflagen bestehen häufig aus einem magnetisierbaren Metall, wie beispielsweise aus einem Stahl mit ferritischem oder martensitischem Gefüge. Daran können das Spannteil und/oder das Anschlagteil durch Magnetkraft haften, wenn sie aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen, oder wenn sie mit einem Bauteil aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestückt sind. Die Haftung durch Magnetkraft kann beispielsweise:

(a) ergänzend zur Klemmung zu einer festen und reproduzierbaren Anlage der Spannteil-Anlegeseite an der Nut-Anlegewand beitragen,
(b) ergänzend die exakte Anlage der Anschlagteil-Vorderseite an der Auflagen-Stirnseite sicherstellen, und/oder
(c) zur vertikalen Ausrichtung der Positionierhilfe und zur verlässlichen Einstellung der z-Koordinate beitragen.

Vorzugsweise weist das Spannteil zwei Anschlagpunkte oder zwei Anschlaglinien auf, die von der Anlegeseite in Richtung der y-Achse vorstehen.
Die mindestens zwei Anschlagpunkte beziehungsweise Anschlaglinien liegen bei fixierter Positionierhilfe an der Nut-Anlegewand an. Sie bilden definierte Anschläge und legen die Koordinate in Richtung der y-Achse exakt fest. Anschlaglinien sind beispielsweise aus der Anlegeseite vorstehende Stege. Die Anschlagpunkte beziehungsweise Anschlaglinien können aus dem gleichen Werkstoff bestehen wie das Spannteil; vorzugsweise bestehen sie aber aus einem anderen, insbesondere einem härteren Werkstoff als das Spannteil. Dadurch wird die Verschleißfestigkeit der Positionierhilfe erhöht. Die Anschlagpunkte sind beispielsweise kalottenförmige Einsätze (Halbkugeln) und die Anschlaglinien sind beispielsweise stegförmige Einsätze (Stäbe), die vorzugsweise aus einem Hartmetall, aus Keramik oder aus einem ferromagnetischen Werkstoff ausgeführt sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Positionierhilfe weist das Anschlagteil zwei Anschlagpunkte oder zwei Anschlaglinien auf, die von der Vorderseite in Richtung der x-Achse vorstehen.
Die mindestens zwei Anschlagpunkte beziehungsweise Anschlaglinien liegen bei fixierter Positionierhilfe an der Auflagen-Stirnseite an. Sie bilden definierte Anschläge und legen die Koordinate in Richtung der x-Achse exakt fest. Bezüglich ihrer Funktion und Ausgestaltung gilt für sie das weiter oben zu den Anschlagpunkten und Anschlaglinien des Spannteils Gesagte.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die oben genannte technische Aufgabe ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Gegenstück eine Positionierhilfe gemäß der Erfindung eingesetzt wird, wobei das Spannteil in der Nut derart eingesetzt wird, dass seine Anlegeseite mit einer Nut-Innenwand eine Reibschlussverbindung durch Klemmung bildet, wobei gleichzeitig das Anschlagteil an der Auflagen-Stirnseite zur Anlage gebracht wird.
Eine grundlegende Idee der Erfindung liegt darin, eine der Nuten der Werkstück-Auflage auszuwählen, die als fester, unveränderbarer Bezugspunkt im Raum für die reproduzierbare und wiederholgenaue Positionierung des Messtasters für zukünftig durchzuführende Kalibrierungen des Messtasters und/oder des Bearbeitungswerkzeugs benutzt wird. Genauer gesagt, wird die ausgewählte Nut für die wiederholgenaue Positionierung der Positionierhilfe und insbesondere des Verbindungselements zum Messtaster benutzt. Der unveränderbare Bezugspunkt im Raum wird ausschließlich durch Reibschlussverbindung an Flächenbereichen an der und um die ausgewählte Nut festgelegt. Nämlich durch

(a) eine der beiden Nut-Innenseiten, die als Anschlagfläche für die Positionierhilfe in der einen Richtung dient und die die y-Koordinate des Bezugspunkts ergibt,
(b) die Stirnseitenfläche der Auflage um den Nut-Durchbruch an der Auflagen-Stirnseite, die als Anschlagfläche für die Positionierhilfe in der anderen, dazu senkrecht verlaufenden Richtung dient und die die x-Koordinate des Bezugspunkts ergibt,
(c) und die Werkstück-Auflagefläche um die Nutöffnung, die die z-Koordinate des Bezugspunkts ergibt.

Im Unterschied zum Stand der Technik werden alle Koordinaten des Bezugspunktes durch Auflage an Flächenbereichen der Nut beziehungsweise der Werkstück-Auflage im Bereich der Nut bestimmt. Diese Flächenbereiche unterliegen während der Maschinenlebensdauer keinen wesentlichen Veränderungen. Sie sind keinem nennenswerten Verschleiß ausgesetzt, erfahren kaum Abrieb oder Beschädigung und sie sind glatt und eben und daher vergleichsweise unempfindlich für Ansammlungen von Verunreinigungen oder für die Bildung von Ablagerungen. Die Positionierhilfe ermöglicht dadurch eine wiederholungsgenaue und langzeitstabile Positionierung des Messtasters mit einer Ausrichtungs-Genauigkeit von mindestens 0,010mm allein durch Reibschlussverbindung, so dass eine aufwändige mechanische Bearbeitung des Maschinentischs zur Erzeugung oder Anpassung der Nut nicht erforderlich ist.
Die dreidimensionale Konstruktion der Positionierhilfe ist in einem kartesischen Koordinatensystem mit den Koordinatenachsen x, y und z beschreibbar. Bei einer Orientierung der Positionierhilfe derart, dass die Flächennormale auf die Spannteil-Oberseite in Richtung der z-Achse verläuft, spannen die x- und y-Achsen eine Ebene auf, in der sich die Positionierhilfe erstreckt und in der die x-Achse die Richtung einer Spannteil-Längsachse definiert und die y-Richtung die dazu senkrechte Richtung. Entlang der x-Richtung verlaufen die Anlegeseite und die Klemmseite des Spannteils, und deren Flächennormalen erstrecken sich in Richtung der y-Achse. Die Flächennormale auf der von der x- und y-Richtungskoordinaten aufgespannten Ebene verläuft in Richtung der z-Achse, also beispielsweise in Höhenrichtung.
Bei einer Anordnung der Positionierhilfe in einer Nut einer Werkstück-Auflage verlaufen die Längsachsen sowohl der Nut als auch des Spannteils in der gleichen Richtung, die hier als x-Richtung definiert wird. Die Anlageseite des Spannteils und die Nut-Seitenwände verlaufen parallel zueinander und weisen mit ihren Flächennormalen in die dazu senkrechte Richtung, die hier als y-Richtung definiert wird. Unabhängig vom Maschinen-Koordinatensystem hat die Auflage eine plane Auflagefläche, deren Flächennormale sich üblicherweise in Richtung der z-Achse (Höhenrichtung) erstreckt.
Das Anschlagteil hat eine dem Spannteil zugewandte Vorderseite. Diese ist zur Anlage an der Stirnseite der Werkstück-Auflage ausgelegt, und daher ist ihre Geometrie an die Geometrie der Auflagen-Stirnseite im Bereich des Nut-Durchbruchs angepasst. In der Draufsicht (in Richtung der z-Achse gesehen) ist die Vorderseite somit entweder gerade und verläuft dabei senkrecht oder in einem vorgegebenen Winkel zur Spannteil-Längsachse, oder sie ist entsprechend dem Radius der Stirnseite der Werkstück-Auflage im Bereich des Nut-Durchbruchs gekrümmt. In jedem Fall schließt die Verlängerung der Anschlagteil -Vorderseite zur Spannteil-Anlegeseite mit dieser einen Winkel ein, der ungleich Null und kleiner als 180 Grad ist und somit gewährleistet, dass das Anschlagteil beim korrekten Einsatz der Positionierhilfe in der Nut eine definierte Anschlagsposition in Richtung der x-Achse einnimmt. Im Hinblick darauf hat es sich bewährt, wenn in einer Draufsicht in Richtung der z-Achse die Verlängerung der Anschlagteil-Vorderseite zur Spannteil-Anlegeseite mit dieser einen Winkel im Bereich von 30 bis 160 Grad, vorzugsweise einen Winkel im Bereich von 60 bis 120 Grad, einschließt.
Das Spannteil weist mindestens ein Verbindungselement zur lösbaren Verbindung mit dem Messtaster auf, beispielsweise ein Gewinde, eine Kupplung, eine Bajonett- oder eine Rastverbindung. Das Spannteil weist außerdem eine Aufnahme für ein Klemmelement auf. Bevorzugt sind es zwei Aufnahmen für jeweils ein Klemmelement. Das Klemmelement wird in der Aufnahme in Schließrichtung und in Öffnungsrichtung bewegbar gelagert. Es ist so ausgelegt, dass durch seine Betätigung in Schließrichtung eine Klemmwirkung zwischen Nut und Spannteil erzeugt und durch seine Betätigung in Öffnungsrichtung die Klemmwirkung beseitigt wird. Die Klemmwirkung beruht darauf, dass das Klemmelement durch Betätigung in Schließrichtung gegen die Nut-Widerlagerwand bewegt wird, und dadurch die Spannteil-Anlegeseite gegen die Nut-Anlegewand gepresst wird. In der Klemmstellung ist die Positionierhilfe in der Nut durch Reibschluss fixiert.
Bei Herstellung der Klemm- oder Schließstellung wird gleichzeitig das Anschlagteil gegen die Auflagen-Stirnseite gedrückt, so dass sich für die ausgewählte Nut der Werkstück-Auflage stets eine genaue und reproduzierbare Positionierung der Positionierhilfe und damit einhergehend auch eine eindeutige und reproduzierbare Positionierung des auf der Positionierhilfe montierten Messtasters ergibt.
Es hat sich bewährt, wenn die Reibschlussverbindung von mindestens zwei Exzenterstiften erzeugt wird, die jeweils in eine Passbohrung des Spannteils eingreifen und die sich durch Betätigung gegen eine Nut-Innenwand abdrücken.
Die Exzenterstifte verfügen jeweils über einen zylinderförmigen Abschnitt, der außermittig an einem Exzenterkopf ansetzt. Sie sind so ausgeführt, dass der Exzenterkopf bei einer Betätigung in Schließrichtung aus der Ebene der Spannteil-Klemmseite herausgelangen und sich gegen die Nut-Widerlagerwand abdrücken kann. Die zwei Exzenterstifte dienen als Klemmelemente-Paar, das eine Verkippung des Spannteils in der Nut vermeidet und eine exakte Anlage der Spannteil-Anlegeseite an der Nut-Anlegewand gewährleistet.
Bei dem Exzenterstift ist die Exzenterform vorzugsweise so ausgeführt, die bewirkt, dass bei ihrer Betätigung in Klemmrichtung das Anschlagteil gegen die Auflagen-Stirnseite gezogen wird.
Ausführungsbeispiel
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Patentzeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigt

1 eine erste Ausführungsform der Positionierhilfe in einer Ansicht auf die Unterseite,
2 die Positionierhilfe von 1 in einer Ansicht auf die Oberseite,
3 die Positionierhilfe von 1 in einer Seitenansicht, ergänzt mit einer schematischen Darstellung eines eingesetzten Exzenterstifts,
4 eine zweite Ausführungsform der Positionierhilfe in einer Ansicht auf die Oberseite,
5 eine dritte Ausführungsform der Positionierhilfe in einer dreidimensionalen Ansicht,
6 die Positionierhilfe von 5 in einer Ansicht auf die Unterseite,
7 eine in einer Nut eines Maschinentisches fixierte Positionierhilfe in der Ausführungsform von 4 mit darauf montiertem Messtaster in einem Schnitt entlang der Linie A-A senkrecht zur Nut-Längsachse in schematischer Darstellung,
8 eine in einer Nut eines Maschinentisches fixierte Positionierhilfe in der Ausführungsform von 5 mit darauf montiertem Messtaster in einem Schnitt entlang der Linie A-A senkrecht zur Nut-Längsachse in schematischer Darstellung,
9 eine in einer Nut eines Maschinentisches fixierte Positionierhilfe in einer weiteren Ausführungsform mit darauf montiertem Messtaster in einem Schnitt entlang der Linie A-A senkrecht zur Nut-Längsachse in schematischer Darstellung,
10 eine Draufsicht auf eine Nutenplatte mit darauf montierten Messtastern und mit Positionierhilfen unterschiedlicher Ausführungsformen in schematischer Darstellung,
11 ein nach dem Stand der Technik in einer Nut mittels Nutenstein montierter Messtaster in einem Schnitt senkrecht zur Nut-Längsachse in schematischer Darstellung, und
12 bis 17 Draufsichten auf Positionierhilfen gemäß der Erfindung mit unterschiedlichen Geometrien und deren Anordnungen in verschiedenen Nutenplatten, jeweils in schematischer Darstellung.

Die 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Positionierhilfe 10. Diese ist ausgelegt für den Einsatz mit einem Nutentisch mit T-Nuten mit einem Nennmaß von 18mm und einem freien Abstand zwischen den Nuten von 80mm. Die Positionierhilfe 10 besteht aus Aluminium und ist aus einem Stück gefertigt. Sie umfasst ein Spannteil 11 und ein Anschlagteil 12. Das Spannteil 11 besteht im Wesentlichen aus einem Rechteckprofil mit einer Länge von 195mm, einer Breite von 17,5mm und einer Höhe von 28mm. Es erstreckt sich in Richtung der x-Achse (Koordinatenkreuz K1) entlang der Längsachse 11a. Im Folgenden wird die Richtung der x-Achse auch kurz als „x-Richtung“ (damit sind beide Richtungen entlang der x-Achse gemeint) bezeichnet und entsprechend die Richtungen der y-Achse und der z-Achse kurz als „y-Richtung“ beziehungsweise als „z-Richtung“. Auch das Anschlagteil 12 besteht im Wesentlichen aus einem Rechteckprofil mit einer Länge von 65mm, einer maximalen Breite von 15mm und einer Höhe von 28mm. Es erstreckt sich in y-Richtung entlang der Längsachse 12a. Die Teile (11; 12) sind in T-Form zueinander angeordnet, wobei die Längsachsen 11a, 12a senkrecht aufeinander stehen. An seiner dem Spannteil 11 zugewandten Vorderseite 12b hat das Anschlagteil 12 zwei in x-Richtung abstehende Längsrippen 12c mit einer Höhe von etwa 0,5mm.
Im Bereich beider Enden des Spannteils 11 befindet sich an dessen Oberseite 11d jeweils ein plattenförmiges Montageelement 13 mit einer Dicke von mindestens 3mm und einer Abmessung in Richtung der y-Achse von 20mm. 1 zeigt eine Ansicht auf dessen Unterseite, von der jeweils zwei Anschlagstege 13a etwa 0,5mm nach unten abstehen. 2 zeigt eine Ansicht auf deren plane Oberseite 13b mit einer Flächennormalen, die sich in Richtung der z-Achse erstreckt ( 3).
Die Längsrippen 12c und Anschlagstege 13a bestehen aus dem gleichen Werkstoff wie das Spannteil 11 beziehungsweise wie das Anschlagteil 12 und sind integraler Bestandteil der betreffenden Bauteile. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen sind die Längsrippen 12c und/oder die Anschlagstege 13a als Einsätze aus einem verschleißfesten Werkstoff oder aus einem ferromagnetischen Werkstoff gefertigt, die in vorgefertigte Ausnehmungen im Spannteil 11 beziehungsweise im Anschlagteil 12 eingelegt und darin fixiert sind. Als verschleißfeste Werkstoffe kommen insbesondere Hartmetalle und Keramik in Betracht, und als ferromagnetische Werkstoffe beispielsweise Hartferrite, Legierungen aus Neodym-Eisen-Bor oder Kobalt-Samarium.
Auf der einen Spannteil-Längsseite (Klemmseite 11c) ist im Bereich der beiden Montageelemente 13 jeweils eine Ausnehmung 14 mit einer in Richtung der Längsachse 14b (beim Einsatz in z-Richtung) verlaufenden Passbohrung 14a zur Aufnahme eines Exzenterstiftes 71 vorgesehen. Die gegenüberliegende Spannteil-Längsseite wird hier als Anlegeseite 11 b bezeichnet.
Die linke Seite von 3 zeigt schematisch und in einem Ausschnitt den in die Ausnehmung 14 eingesetzten Exzenterstift 71. Der Exzenterstift 71 einen zylinderförmigen Längenabschnitt 73 und einen außermittig daran angesetzten Exzenterkopf 72. Der zylinderförmige Längenabschnitt 73 hat an seinem unteren Ende einen umlaufenden Einstich zur Einlage eines O-Rings 74. Die Passbohrung 14a und der zylinderförmige Längenabschnitt 73 des Exzenterstifts 71 bilden eine Spielpassung; im Ausführungsbeispiel eine Passung H7/h5. Der O-Ring 74 wird nach dem Durchstechen des Exzenterstifts 71 auf diesen bis zum Einstich aufgeschoben und in der Aussparung 14c an der Unterseite des Spannteils 11 aufgenommen. Er sichert dann den Exzenterstift 71 in der Passbohrung 14a.
In der Mitte des Spannteils 11 befindet sich eine Gewindebohrung 15 zur Aufnahme einer Verbindungsschraube zum Messtaster 1. Das Achsenkreuz K2 der 3 enthält auch die Positionsangaben „unten“ und „oben“, die sich auf die üblichen Positionen beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Positionierhilfe beziehen und die hier ergänzend zur Beschreibung der Positionierhilfe herangezogen werden.
Die Positionierhilfe 10 ist für die Montage eines Messtasters an einem Nutentisch ausgelegt und dient der Festlegung eines festen, wiederholgenauen Bezugspunktes für die Position des Messtasters. Der Nutentisch enthält eine Vielzahl von T-Nuten mit einer nominalen Nutenbreite von 18mm, die die Nutentisch-Stirnseiten im rechten Winkel durchstoßen. Die Positionierhilfe 10 wird in eine bestimmte, ausgewählte Nut eingesetzt. Es ist hilfreich, diese Nut für spätere Einsätze der Positionierhilfe 10 zu markieren. Beim Einsetzen des Spannteils 11 in die ausgewählte Nut kommen die Anschlagstege 13a des Montageelements 13 auf der Oberseite des Nutentischs zur Auflage, wodurch die Bezugspunkt-Koordinate in z-Richtung definiert wird. Gleichzeitig wird das Anschlagteil 12 an der Stirnseite des Nutentisches angelegt, so dass auch die Bezugspunkt-Koordinate in x-Richtung festgelegt ist. Durch Drehen der in den Passbohrungen 14a eingesetzten beiden Exzenterstifte 71 (Drehung gegen den Uhrzeigersinn) wird die Anlegeseite 12b gegen die eine Nut-Innenwand gepresst und dadurch die Bezugspunkt-Koordinate in y-Richtung festgelegt. Infolge der Exzenterform und der Drehrichtung wird dabei gleichzeitig das Anschlagteil 12 gegen die Nut-Stirnseite angezogen (und nicht davon entfernt), so sich die Position der Positionierhilfe 10 in Richtung der x-Achse durch den Klemmvorgang nicht verändert. Die Klemmung stabilisiert zusätzlich zum Gewicht des Messtasters die Lage der Positionierhilfe in Richtung der z-Achse und verhindert ein Verkippen während des nachfolgenden Kalibriervorgangs. In der Klemmstellung sind somit die Bezugspunkt-Koordinaten in allen drei Raumrichtungen eindeutig festgelegt. Sie lassen sich bei allen folgenden Einsätzen der Positionierhilfe 10 in derselben Nut einfach reproduzieren. Auf diese Weise gewährleistet die Positionierhilfe beim Einsatz in der vorgegebenen Nut des Nutentisches eine hohe Wiederholgenauigkeit der Positionierung des Messtasters.
Sofern im Folgenden die gleichen Bezugsziffern verwendet werden wie in den 1 bis 3, so sind damit identische oder äquivalente Bauteile oder Bestandteile der Positionierhilfe bezeichnet.
Die in 4 gezeigte Ausführungsform der Positionierhilfe 40 unterscheidet sich von der Positionierhilfe 10 lediglich im Spannteil 41. Die Draufsicht zeigt, dass das Spannteil 41 über keinen Montagekörper verfügt. Daher wird es beim Kalibriervorgang vollständig innerhalb der vorgegebenen Nut aufgenommen. Die z-Koordinate für den Bezugspunkt für die Position des Messtasters ergibt sich hier durch die Auflage des Messtasters auf der Oberseite des Nutentisches. Die Passbohrungen 14a für die Aufnahme von Exzenterstiften 71 (7) befinden sich auf der Klemmseite 41 c des Spannteils 41, und die Anlegeseite 41b wird durch die gegenüberliegende Spannteil-Längsseite repräsentiert.
Auch die in den 5 und 6 gezeigte Ausführungsform der Positionierhilfe 50 unterscheidet sich von der Positionierhilfe 10 lediglich im Spannteil 51. Die dreidimensionale Ansicht der 5 zeigt, dass die Oberseite des Spannteils 51 von einem großflächigen Montagekörper 51.2 gebildet wird, der symmetrisch zur Längsachse 51a verläuft. Durch den Montagekörper 51.2 sind die Öffnungen für die Gewindebohrung 15 und Passbohrungen 14a beziehungsweise für die Ausnehmung 14 von oben zugänglich. Die Ansicht auf die Unterseite der Positionierhilfe 50 in der 6 zeigt, dass der Montagekörper 51.2 auf einem stegförmigen Körper 51.1 aufliegt, der die Unterseite des Spannteils 51 bildet und der die Anlegeseite 51 b und die Klemmseite 51 c zur Aufnahme in der Nut aufweist.
Der großflächige Montagekörper 51.1 ist an die Montagefläche des aufzunehmenden Messtasters angepasst. Im Ausführungsbeispiel hat er im Wesentlichen Rechteckform mit einer Länge von 195mmund einer Breite von 65mm.
Sofern im Folgenden die gleichen Bezugsziffern verwendet werden wie in den 1 bis 6, so sind damit identische oder äquivalente Bauteile oder Bestandteile der Positionierhilfe bezeichnet. Für den Messtaster und für die Werkstück-Auflage werden für identische oder äquivalente Bauteile oder Bestandteile die gleichen Bezugsziffern verwendet wie bei der oben erläuterten 11, die den Stand der Technik beschreibt.
7 zeigt schematisch den Messtaster 1, der mittels der Zylinderkopfschraube 8a in die Gewindebohrung 15 der oben anhand 4 erläuterten Positionierhilfe 40 eingeschraubt ist. Die Positionierhilfe 40 ist in eine Längsnut 7 eines Nutentisches 6 eingesetzt. In der Schnittdarstellung befindet sich die Zylinderkopfschraube 8a hinter der Schnittebene und ist aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung nur teilweise eingezeichnet. Die Abmessung des Spannteils 41 in Richtung der z-Achse ist kleiner als die Höhe der Nut 7, und seine Abmessung (Breite) in Richtung der y-Achse ist ebenfalls kleiner als die nominale Breite der Nut 7. Daher ist Spannteil 41 vollständig innerhalb der Nut 7 versenkt. Die z-Koordinate des Messtaster-Bezugspunkts wird durch die Oberseite 6b der Werkstück-Auflage 6 im Bereich der Nut 7 festgelegt.
Das Spannteil 41 wird in der Nut 7 eingeklemmt. Dabei dient die in der Darstellung linke Nut-Innenwand als Widerlager (Nut-Widerlagerwand 7c), und die gegenüberliegende Innenwand dient als Anlage (Nut-Anlegewand 7b). Die Klemmung erfolgt mittels zweier Exzenterstifte 71, von denen eine in der Darstellung erkennbar ist. Diese greifen in die Passbohrungen 14a des Spannteils 41 auf dessen Klemmseite 41c ein. Beim Anziehen des Exzenterstiftes 71 durch Drehung gegen den Uhrzeigersinn gelangt der Exzenterkopf 72 an die Nut-Widerlagerwand 7c und drückt sich dagegen ab. Demzufolge wird die gegenüberliegende Spannteil-Längsseite (die Anlegeseite 41b) gegen die Nut-Anlegewand 7b gepresst. Der Messtaster 1 erreicht so eine definierte Position auf der y-Achse, die die y-Koordinate des Bezugspunkts darstellt. Gleichzeitig wird durch die Anlage des Anschlagteils 12 an der Stirnseite der Auflage 6, die x-Koordinate des Messtaster-Bezugspunkts festgelegt (dies wird unten anhand 10 noch näher erläutert).
Das Kalibrieren des Messtasters 1 wird dadurch vereinfacht, dass die Positionierhilfe 40 bei jedem Kalibriervorgang in ein und dieselbe Nut 7 eingesetzt wird. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, die betreffende Nut 7 für spätere Kalibriervorgänge zu markieren. Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Positionierhilfe 40 eine exakte und wiederholgenaue Positionierung des Messtasters 1, ohne dass dafür eine mechanische Bearbeitung der Auflage 6 erforderlich ist.
8 zeigt schematisch den Messtaster 1, der mittels der Zylinderkopfschraube 8a in die Gewindebohrung 15 der Positionierhilfe 50 eingeschraubt ist, welche oben anhand der 5 und 6 erläutert ist. Das Unterseite 51.1 des Spannteils 51 ist in die Längsnut 7 eines Nutentisches 6 eingesetzt. Die Oberseite des Spannteils 51 wird von einem plattenförmigen Montagekörper 51.2 gebildet, dessen seitliche Abmessungen (in Richtung der y-Achse) die Breite der Nut überragen, so dass er mit seiner Unterseite auf der Werkstück-Auflage 6 aufliegt. Auf dem Montagekörper 51.2 sind die Basisplatte 5 und darauf die Adapterplatte 6 des Messtasters 1 montiert. Die z-Koordinate des Messtaster-Bezugspunkts wird auch hier durch die Oberseite 6b der Werkstück-Auflage 6 im Bereich der Nut 7 festgelegt.
Die stegförmige Unterseite 51.1 des Spannteils 51 wird in der Nut 7 eingeklemmt, wie dies oben anhand der 7 erläutert ist. Die Klemmung erfolgt mittels zweier Exzenterstifte 71, die in die Passbohrungen 14a des Spannteils 51 auf dessen Klemmseite 51c eingreifen. Beim Anziehen der Exzenterstifte 71 durch Drehung gegen den Uhrzeigersinn gelangt der Exzenterkopf 72 an die Nut-Widerlagerwand 7c und drückt sich dagegen ab. Demzufolge wird die gegenüberliegende Spannteil-Längsseite (die Anlegeseite 51b) gegen die Nut-Anlegewand 7b gepresst. Der Messtaster 1 erreicht so eine definierte Position auf der y-Achse, die die y-Koordinate des Bezugspunkts darstellt. Gleichzeitig wird durch die Anlage des Anschlagteils 12 an der Stirnseite der Auflage 6, die x-Koordinate des Messtaster-Bezugspunkts festgelegt (auch dies wird unten anhand 10 noch näher erläutert).
Bei der in 9 schematisch gezeigten Konfiguration aus Werkstück-Auflage 6 mit Längsnuten 7, Positionierhilfe 60 und Messtaster 1 ist im Unterschied zur Konfiguration von 8 die Basisplatte (Bezugsziffer 5 in 8) ersetzt durch einen Montagekörper 61.2. Dieser bildet zusammen mit der stegförmigen Unterseite 61.2 das Spannteil 61 der Positionierhilfe 60. In den Montagekörper 61.2 sind zusätzliche Gewindebohrungen 64 eingelassen, in die die Fixierschrauben 8b des Messtasters 1 eingreifen. Der Adapter 4 wird somit direkt auf dem Montagekörper 61.2 montiert und auch darauf mittels der Gewindestifte 8c ausgerichtet, so dass die Basisplatte (5; 8) und die Zylinderkopfschraube (8a; 8) entfallen können. Demnach wird bei der Positionierhilfe 60 auch die Gewindebohrung 15, in welche die Zylinderkopfschraube (8a) eingreift, nicht unbedingt benötigt. Aus Praktikabilitätsgründen wird sie aber vorzugsweise beibehalten, um die Positionierhilfe 60 auch zusammen mit einer Basisplatte (5) verwenden zu können. Bezüglich der Bestimmung der Koordinaten für den Messtaster-Bezugspunkt gilt das oben zu 8 Gesagte. Nämlich: Die Klemmung der Positionierhilfe 60 in der Nut 7 erfolgt mittels zweier Exzenterstifte 71, die in die Passbohrungen 14a des Spannteils 61 auf dessen Klemmseite 61c eingreifen. Beim Anziehen der Exzenterstifte 71 durch Drehung gegen den Uhrzeigersinn gelangt der Exzenterkopf 72 an die Nut-Widerlagerwand 7c und drückt sich dagegen ab. Demzufolge wird die gegenüberliegende Spannteil-Längsseite (die Anlegeseite 61b) gegen die Nut-Anlegewand 7b gepresst. Der Messtaster 1 erreicht so eine definierte Position auf der y-Achse, die die y-Koordinate des Bezugspunkts darstellt. Gleichzeitig wird durch die Anlage des Anschlagteils 12 an der Stirnseite der Auflage 6, die x-Koordinate des Messtaster-Bezugspunkts festgelegt.
10 zeigt eine rechteckige Werkstück-Auflage 6 mit einer Vielzahl von Längsnuten 7, 7(1), 7(2), 7(3) mit jeweils T-Form, die an den Stirnseiten 6a, 6c der Auflage 6 enden. Auf der Auflage 6 sind Messtaster 1 montiert.
Der in der Nut 7 montierte Messtaster 1 ist mit Hilfe eines Nutensteins 9 gemäß dem Stand der Technik an einer beliebigen Position entlang der Längsnut 7 fixiert, wie dies weiter oben anhand der 11 erläutert worden ist.
Der in der Nut 7(1) und an der vorderen Stirnseite 6a montierte Messtaster 1 ist mit Hilfe einer Positionierhilfe 40 fixiert, wie sie oben anhand der 4 und 7 erläutert ist. Das Spannteil 41 ist in der Nut 7(1) vollständig versenkt. Durch Betätigung der beiden in die Passbohrungen eingesetzten Exzenterstifte 71 wird die Positionierhilfe 40 in der Nut 7(1) zwischen der Widerlagerwand 7c und der Anlegewand 7b der Nut 7(1) eingeklemmt und dadurch in Richtung der y-Achse fixiert. Gleichzeitig liegt das Anschlagteil 12 fest an der vorderen Stirnseite 6a des Werkstück-Auflage 6 an, wie auch aus 10(a) erkennbar. Diese Anlage ergibt die Position für die x-Koordinate des Messtaster-Bezugspunkts. Die z-Koordinate wird durch die Auflagen-Oberseite 6b bestimmt.
Der in der Nut 7(2) und an der Stirnseite 6a montierte Messtaster 1 ist mit Hilfe einer Positionierhilfe 50 fixiert, wie sie oben anhand der 5, 6 und 8 erläutert ist. Die Unterseite des Spannteils 51 erstreckt sich innerhalb der Nut 7(2) und die Oberseite erstreckt sich in Form des Montagekörpers 51.2 oberhalb der Nut 7(2). Durch Betätigung der beiden in die Passbohrungen eingesetzten Exzenterstifte 71 wird die Positionierhilfe 50 in der Nut 7(2) zwischen der Widerlagerwand 7c und der Anlegewand 7b der Nut 7(2) eingeklemmt und dadurch in Richtung der y-Achse fixiert. Gleichzeitig liegt das Anschlagteil 12 fest an der vorderen Stirnseite 6a des Werkstück-Auflage 6 an, wie auch aus 10(b) erkennbar. Diese Anlage ergibt die Position für die x-Koordinate des Messtaster-Bezugspunkts. Die z-Koordinate wird durch die Auflagen-Oberseite 6b bestimmt.
Der in der Nut 7(3) und an der Stirnseite 6a montierte Messtaster 1 ist mit Hilfe einer Positionierhilfe 60 fixiert, wie sie oben anhand der 9 erläutert ist. Die Unterseite des Spannteils 61 erstreckt sich innerhalb der Nut 7(3) und die Oberseite erstreckt sich in Form des Montagekörpers 61.2 oberhalb der Nut 7(3). Durch Betätigung der beiden in die Passbohrungen eingesetzten Exzenterstifte 71 wird die Positionierhilfe 60 in der Nut 7(2) zwischen der Widerlagerwand 7c und der Anlegewand 7b der Nut 7(3) eingeklemmt und dadurch in Richtung der y-Achse fixiert. Gleichzeitig liegt das Anschlagteil 12 fest an der vorderen Stirnseite 6a des Werkstück-Auflage 6 an, wie auch aus 10(c) erkennbar. Diese Anlage ergibt die Position für die x-Koordinate des Messtaster-Bezugspunkts. Die z-Koordinate wird durch die Auflagen-Oberseite 6b bestimmt.
Die in 12 gezeigte Positionierhilfe 120 ist für eine rechteckige Werkstück-Auflage ausgelegt, bei der die Längsnuten parallel und in einem rechten Winkel zur vorderen Stirnseite 6a verlaufen. Die Spannteil-Längsachse 11a und die Nut-Längsachse 7d verlaufen parallel und versetzt zueinander entlang der x-Achse (aus Darstellungsgründen ist in den 12 bis 17 jeweils nur die Spannteil-Längsachse, und sind auch keine Verbindungselemente zum Messtaster eingezeichnet). Die Längsachsen (7d; 11a) schließen mit der Anschlagteil-Längsachse 12a beziehungsweise mit der parallel dazu verlaufenden Verbindungsline zwischen den Nutkanten an der vorderen Stirnseite 6a einen Winkel von 90 Grad ein. Das Spannteil 11 und das Anschlagteil 12.1 bilden die Schenkel eines in der Draufsicht T-förmigen Profils. In der Klemmstellung des Klemmelements (angedeutet durch die Ausnehmung 14, die Passbohrung 14a und die Drehrichtung 14c der Exzenterstifte 71) liegt die Positionierhilfe 120 durch das Spannteil 11 über zwei voneinander beabstandete Anschlagstege 11e an der Anlege-Wandung 7b der Nut 7, und gleichzeitig über die Vorderseite 12b des Anschlagteils 12(1) über zwei voneinander beabstandete Anschlagstege 12c an der vorderen Stirnseite 6a der Werkstück-Auflage an.
Die in 13 gezeigte Positionierhilfe 130 ist ebenfalls für eine rechteckige Werkstück-Auflage ausgelegt, bei der die Längsnuten parallel und in einem rechten Winkel zur vorderen Stirnseite 6a verlaufen. Bei dieser Konfiguration von Auflage 6 und Positionierhilfe 130 schließen die Nut-Längsachse 7d und die Spannteil-Längsachse 11a einerseits und die Anschlagteil-Längsachse 12a und die Verbindungsline zwischen den Nutkanten an der vorderen Stirnseite 6a andererseits ebenfalls einen Winkel von 90 Grad ein. Das Spannteil 11 und das Anschlagteil 12.2 bilden die beiden Schenkel eines in der Draufsicht L-förmigen Profils, wobei sich das Anschlagteil 12.2 nicht an der Auflagen-Stirnseite 6a beiderseits der Nut 7 erstreckt, sondern nur entlang der Auflagen-Stirnseite 6a, die eine gemeinsame Kante mit der Nut-Widerlagerwand 7c bildet. In der Klemmstellung des Klemmelements (14; 14a) liegt die Positionierhilfe 130 an der Anlege-Wandung 7b der Nut 7 und gleichzeitig an der vorderen Stirnseite 6a der Werkstück-Auflage an.
Die in 14 gezeigte Positionierhilfe 140 ist beispielsweise für eine polygonale Werkstück-Auflage ausgelegt, bei der mindestens ein Teil der Längsnuten 7 parallel verlaufen und die vordere Stirnseite 6a in Winkeln ungleich 90 Grad durchstoßen. Das Anschlagteil 12.3 hat eine schräg verlaufende Vorderseite 12b. In der Klemmstellung des Klemmelements (14; 14a) liegt die Positionierhilfe 140 an der Anlege-Wandung 7b der Nut 7 und gleichzeitig an der vorderen, schräg zur Nut-Längsachse 7d verlaufenden Stirnseite 6a der Werkstück-Auflage an. In der Draufsicht schließt die geradlinige Verlängerung der Vorderseite 12b in Richtung der Spannteil-Anlegeseite 11b mit dieser einen Winkel α von etwa 120 Grad ein.
Auch die in 15 gezeigte Positionierhilfe 140 ist für eine in der Draufsicht polygonale Werkstück-Auflage ausgelegt, bei der mindestens ein Teil der Längsnuten 7 parallel und in Winkeln ungleich 90 Grad die vordere Stirnseite 6a durchstoßen. Das Anschlagteil 12.4 hat eine schräg verlaufende Vorderseite 12b und erstreckt sich in der Draufsicht nicht an der Auflagen-Stirnseite 6a beiderseits der Nut 7, sondern nur entlang derjenigen Auflagen-Stirnseite 6a, die eine gemeinsame Kante mit der Nut-Widerlagerwand 7c bildet. In der Klemmstellung des Klemmelements (14; 14a) liegt die Positionierhilfe 150 an der Anlege-Wandung 7b der Nut 7 und gleichzeitig an der vorderen, schräg zur Nut-Längsachse verlaufenden Stirnseite 6a der Werkstück-Auflage 6 an. In der Draufsicht schließt die geradlinige Verlängerung der Vorderseite 12b in Richtung der Spannteil-Anlegeseite 11b mit dieser einen Winkel α von etwa 120 Grad ein.
Die in 16 gezeigte Ausführungsform der Positionierhilfe 160 ist für eine kreisrunde Werkstück-Auflage 6 ausgelegt, bei der die Längsnuten radial zum Kreismittelpunkt verlaufen. Es gibt hierbei keine hintere Stirnseite. Die einzige Stirnseite der Werkstück-Auflage 6 hat im Bereich aller Nut-Durchbrüche eine Krümmung mit dem Radius R der Werkstück-Auflage 6. Die Vorderseite des Anschlagteils 12.5 weist einen keilförmigen Verlauf auf. Die beiden Schenkel des Anschlagteils 12.5 schließe einen Winkel von 90 Grad ein und bilden ein in der Draufsicht V-förmiges Profil.. In der Klemmstellung des Klemmelements (14; 14a) liegt die Positionierhilfe 160 an der Anlege-Wandung 7b der Nut 7 und gleichzeitig an der gekrümmten Stirnseite 6a der Werkstück-Auflage 6 an.
Auch die in 17 gezeigte Ausführungsform der Positionierhilfe 170 ist für eine runde Werkstück-Auflage mit dem Radius R ausgelegt. Die Längsnuten können hier parallel zueinander verlaufen. Die Spannteil-Längsachse definiert die x-Achse und damit auch die dazu senkrecht verlaufende y-Achse. Die Vorderseite 12b des Anschlagteils 12.6 weist eine konkave Krümmung mit dem Radius R auf. Das Spannteil 11 und das Anschlagteil 12.6 bilden insgesamt einen in der Draufsicht ankerförmigen Körper. Bei Klemmstellung des Klemmelements (14; 14a) liegt die Positionierhilfe 160 an der Anlege-Wandung 7b der Nut 7 und gleichzeitig an der gekrümmten Stirnseite 6a der Werkstück-Auflage 6 an. Bei dieser Konfiguration von Auflage 6 und Positionierhilfe 170 schließt (in der Draufsicht) die geradlinige Verlängerung der Vorderseite 12b in Richtung der Spannteil-Anlegeseite 11b mit dieser einen Winkel α von etwa 120 Grad ein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/009519 A1 [0011]

Claims

Positionierhilfe für einen Messtaster (1) zum Festlegen eines Bezugspunkts eines Werkzeugs in einem Maschinen-Koordinatensystem einer Werkzeugmaschine, die eine Auflage (6) für ein zu bearbeitendes Werkstück mit einer Auflagen-Stirnseite (6a) aufweist, die von mindestens einer Nut (7) durchbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierhilfe (10; 40; 50; 60) ein Spannteil (11; 41; 51; 61) und ein damit verbundenes oder verbindbares Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6); umfasst, wobei (a) das Spannteil (11; 41; 51; 61) eine in Richtung einer z-Achse weisende Oberseite (51.2; 61.2), eine der Oberseite (51.2; 61.2) gegenüberliegende Unterseite (51.1; 61.1), eine in Richtung einer y-Achse weisende Anlegeseite (11b; 41b; 51b), eine der Anlegeseite (11b; 41b; 51b) gegenüberliegende Klemmseite (11c; 41c; 51c) sowie eine in Richtung einer x-Achse verlaufende Längsachse (11a; 41a; 51a) aufweist, (b) die Oberseite mindestens ein Verbindungselement (15) zur lösbaren Verbindung mit dem Messtaster (1) aufweist, (c) das Spannteil (11; 41; 51; 61) mindestens eine Aufnahme (14a) für ein Klemmelement (71; 72) aufweist, (d) das Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) eine dem Spannteil (11; 41; 51; 61) zugewandte Vorderseite (12b) aufweist, und wobei das Spannteil (11; 41; 51; 61) und das Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) so ausgelegt sind, dass das Spannteil (11) oder mindestens die Spannteil-Unterseite (41.1; 51.1; 61.1) in die Nut (7) so einsetzbar ist, dass die Anlegeseite (11b; 41b; 51b) an einer Nut-Innenwand (7b) zur Anlage kommt, und gleichzeitig das Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) mit der Vorderseite (12b) an der Auflagen-Stirnseite (6a) anliegt.
Positionierhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Draufsicht in Richtung der z-Achse eine Verlängerung der Anschlagteil-Vorderseite (12b) zur Spannteil-Anlegeseite (11b; 41b; 51b) mit dieser einen Winkel im Bereich von 30 bis 160 Grad, vorzugsweise einen Winkel im Bereich von 60 bis 120 Grad, einschließt.
Positionierhilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund aus Spannteil (11; 41; 51; 61) und Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) eine T-förmige, L-förmige, V-förmig, ankerförmige oder halbankerfömige Konfiguration hat.
Positionierhilfe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannteil (11; 41; 51; 61) zwei voneinander beabstandete Aufnahmen (14a) für je ein Klemmelement (71) aufweist.
Positionierhilfe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (71) einen Exzenterstift umfasst und die Klemmelement-Aufnahme (14a) eine Passbohrung umfasst, die eine Passbohrungs-Längsachse (14b) hat, die sich in Richtung einer z-Achse erstreckt, oder dass das Klemmelement einen Gewindestift mit federgelagerter Kugel umfasst und die Klemmelement-Aufnahme eine Gewindebohrung mit einer Gewindebohrungs-Längsachse hat, die sich in Richtung einer y-Achse erstreckt.
Positionierhilfe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehmomentbegrenzung für den Exzenterstift (71) vorgesehen ist.
Positionierhilfe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannteil-Oberseite von einem Montagekörper (51.2; 61.2) gebildet wird, dessen Abmessung in Richtung der y-Achse größer ist als eine nominale Nutbreite.
Positionierhilfe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagekörper (51.2; 61.2) und das Spannteil (11; 41; 51; 61) einteilig ausgeführt sind oder dass der Montagekörper (51.2; 61.2) und das Spannteil (11; 41; 51; 61) stoff- oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
Positionierhilfe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannteil (11; 41; 51; 61) und das Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) einteilig ausgeführt sind oder dass das Spannteil (11; 41; 51; 61) und das Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) stoff- oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
Positionierhilfe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannteil (11; 41; 51; 61) und/oder das Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen oder mit einem Bauteil aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestückt sind.
Positionierhilfe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannteil (11; 41; 51; 61) zwei Anschlagpunkte oder zwei Anschlaglinien (11e) aufweist, die in Richtung der y-Achse von der Anlegeseite (11b; 41b; 51b) vorstehen.
Positionierhilfe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) mindestens zwei Anschlagpunkte oder zwei Anschlaglinien (12c) aufweist, die in Richtung der x-Achse von der Vorderseite (12b) vorstehen.
Positionierhilfe nach Anspruch 11 oder 12 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschlagpunkte oder mindestens eine der Anschlaglinien (11e; 12c) als Einsatzteil aus ferromagnetischem Werkstoff ausgebildet ist.
Verfahren zur Positionierung eines Messtasters (1) zum Festlegen eines Bezugspunkts eines Werkzeugs einer Werkzeugmaschine in einem Maschinen-Koordinatensystem, umfassend einen Verfahrensschritt, bei dem eine Bodenplatte (4; 5) des Messtasters (1) mit einem Gegenstück (10; 40; 50; 60) lösbar und formschlüssig verbunden wird, wobei das Gegenstück (10; 40; 50; 60) in einer Nut (7) einer Auflage (6) für ein zu bearbeitendes Werkstück eingesetzt wird, wobei die Auflage (6) eine von der Nut (1) durchbrochene Auflagen-Stirnseite (6a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenstück eine Positionierhilfe (10; 40; 50; 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 eingesetzt wird, wobei das Spannteil (11; 41; 51; 61) in der Nut (7) derart eingesetzt wird, dass seine Anlegeseite (11b; 41b; 51b) mit einer Nut-Innenwand (7c) eine Reibschlussverbindung durch Klemmung bildet, wobei gleichzeitig das Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) an der Auflagen-Stirnseite (6a) zur Anlage gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschlussverbindung von mindestens zwei Exzenterstiften (71) erzeugt wird, die jeweils in eine Passbohrung (41a) des Spannteils (11; 41; 51; 61) eingreifen, oder dass die Reibschlussverbindung von mindestens zwei Gewindestiften mit federgelagerter Kugel erzeugt wird, die jeweils eine Gewindebohrung des Spannteils (11; 41; 51; 61) eingreifen, wobei sich durch Betätigung in Klemmrichtung die Exzenterstifte (71) beziehungsweise die federgelagerten Kugeln gegen die Nut-Innenwand (7c) abdrücken.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung der Exzenterstifte (71) in Klemmrichtung das Anschlagteil (12; 12.1; 21.2; 12.3; 12.4; 12.5; 12.6) gegen die Auflagen-Stirnseite (6a) gezogen wird.