DE10310923A1

DE10310923A1 - Dimensional probe has moving column with feeler moved along a sample path by a drive

Info

Publication number: DE10310923A1
Application number: DE10310923A
Authority: DE
Original assignee: Hommelwerke GmbH
Current assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: DE10310923B4; DE20204832U1

Abstract

A dimensional probe has a feeler (18) that is moved by a drive (10) along a sample path (22) and fixed to a moving column (8) that moves in x and y directions on slotted guides (38, 46) with air cushion support of the foot (6) over the measurement table (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. The invention relates to a device in Preamble of claim 1 mentioned type.

Einrichtungen dieser betreffenden Art sind allgemein bekannt. Sie weisen einen Taster mit einer Tastspitze auf, deren Bewegungen durch einen mechanisch elektrischen Wandler in entsprechende elektrische Signale umgewandelt werden, die also dem Verlauf der Kontur der Oberfläche eines Werkstücks entsprechen, über die die Spitze geführt wird. Diese Führung erfolgt mittels eines Vorschubgeräts, das den Taster hält und längs einer Abtastbahn bewegt. Das Vorschubgerät ist an einer ortsfesten Säule verstellbar in einer Z-Richtung gehalten. Die Säule weist einen Fuß auf, der mit einer Auflagefläche auf der Oberfläche eines Meßtisches aufliegt. Bei der Messung wird ein Werkstück auf die Auflagefläche des Meßtisches aufgelegt und mit seiner abzutastenden Oberfläche unter den Taster gebracht, wobei dessen Höhe an der Säule in Z-Richtung entsprechend eingestellt wird. Sollen nun unterschiedliche Stellen der Oberfläche des Werkstücks abgetastet werden, so ist die Lage des Werkstücks auf der Oberfläche des Meßtisches entsprechend zu verändern, um andere Stellen der Oberfläche des Werkstücks unter die Tastspitze des Tasters zu bringen. Hierbei ist es auch bekannt, diese Veränderung der Lage des Werkstücks auf der Oberfläche des Meßtisches in zwei in der Ebene der Oberfläche des Meßtisches einen rechten Winkel zueinander bildenden Achsen, also einer X-Achse und einer Y-Achse, motorisch zu bewirken. Dabei ist es auch bekannt, statt unterschiedlicher Stellen der Oberfläche eines Werkstücks verschiedene Werkstücke mit ihren jeweils zu prüfenden Oberflächen unter den Taster zu bringen. Are facilities of this type well known. You assign a button with a Probe tip, whose movements by a mechanical electrical converter into corresponding electrical Signals are converted, so the course of the Contour of the surface of a workpiece which is led to the top. This tour takes place by means of a feed device that holds the button and moved along a scan path. The feed device is on a fixed column adjustable in a Z direction held. The column has one foot, which with a Support surface on the surface of a measuring table rests. During the measurement, a workpiece is placed on the Supported surface of the measuring table and with his brought to be scanned surface under the button, whereby its height on the column in the Z direction accordingly is set. Should now be different positions the surface of the workpiece can be scanned the position of the workpiece on the surface of the Change measuring table accordingly to other places of the Surface of the workpiece under the tip of the Bring tasters. It is also known here Change the position of the workpiece on the surface of the measuring table in two in the plane of the surface of the Measuring table forming a right angle to each other Axes, i.e. an X axis and a Y axis, motorized to effect. It is also known to take place different places on the surface of a workpiece different workpieces with their respective ones to be checked Bring surfaces under the button.

Ein Nachteil eines derartigen bekannten Meßplatzes besteht darin, daß bei der Bewegung der zu prüfenden Werkstücke deren Abmessungen und Gewichte in die Messung eingehen, die damit ungenau ist. A disadvantage of such a known measuring station consists of the fact that when the Workpieces whose dimensions and weights in the Take measurement that is inaccurate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Messung der Groß- und/oder Feinstruktur einer Oberfläche eines Werkstücks an verschiedenen Stellen des Werkstücks zu schaffen, die diese Nachteile der bekannten Einrichtungen nicht aufweisen, bei denen also unterschiedliche Abmessungen und Gewichte der zu prüfenden Werkstücke nicht in die Messung eingehen. The invention has for its object a Establishment of the preamble of claim 1 mentioned type for measuring the large and / or fine structure one surface of a workpiece at different Make the workpiece create these disadvantages of the known devices do not have those So different dimensions and weights of the test workpieces are not included in the measurement.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst. The object underlying the invention will by the specified in the characterizing part of claim 1 Doctrine solved.

Der Grundgedanke dieser Lehre besteht darin, zum Anfahren unterschiedlicher Stellen der Oberfläche eines Werkstücks oder zur Messung der Oberfläche verschiedener Werkstücke nicht das bzw. die Werkstücke zu bewegen, vielmehr den Taster mit der ihn haltenden Säule auf der Oberfläche des Meßtisches zu bewegen. Diese Bewegung ist einfacher und genauer auszuführen als die Bewegung eines Werkstücks. Ein CNC-Betrieb ist möglich. Da Gewichte und Abmessungen der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beweglichen Teile bekannt ist, sind auch die dadurch bedingten Meßfehler bekannt und immer gleich und können entsprechend korrigiert werden. Somit können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterschiedlichste Werkstücke wie Kurbelwellen, Zylinderköpfe, Zylinderkurbelgehäuse oder dergleichen sehr genau, schnell und einfach gemessen werden. The basic idea of this teaching is to: Approaching different places on the surface of a Workpiece or to measure the surface different workpieces move, rather the button with the column holding it to move on the surface of the measuring table. This Movement is easier and more precise than that Movement of a workpiece. CNC operation is possible. Because weights and dimensions of the at Moving parts of the device according to the invention are known the measurement errors caused thereby are known and always same and can be corrected accordingly. Thus can with the device according to the invention various workpieces such as crankshafts, cylinder heads, Cylinder crankcase or the like very precisely, can be measured quickly and easily.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Mittel zur Bewegung der Säule in X-Richtung eine in X-Richtung verlaufende X-Führungsschiene auf, auf der ein X-Schlitten verschieblich gehalten ist. Zweckmäßigerweise ist dabei der X-Schlitten mit dem Fuß der Säule verbunden, so daß Kippbewegungen vermieden sind. Zur Bewegung des X-Schlittens längs der X-Führungsschiene dient zweckmäßigerweise ein Antriebsmotor. According to a development of the invention, the Means for moving the column in the X direction one in X-guide rail running on the X direction an X slide is slidably held. Appropriately, the X-slide with the foot of the Column connected so that tilting movements are avoided. to Movement of the X-carriage along the X-guide rail expediently serves a drive motor.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die X-Führungsschiene vorzugsweise im rechten Winkel mit einer Y-Führungsschiene verbunden, auf der ein Y-Schlitten verschieblich gehalten ist. Auch dieser Y-Schlitten kann vorteilhafterweise mit einem Antriebsmotor verbunden sein. Durch die Antriebsmotoren können also X-Schlitten und/oder Y-Schlitten bewegt und somit der Taster parallel zur Oberfläche des Meßtisches verfahren werden, um unterschiedliche Stellen der Oberfläche eines Werkstücks oder Oberflächen verschiedener Werkstücke anzufahren. According to another development of the invention the X-guide rail is preferably on the right Angle connected to a Y-guide rail, on the one Y carriage is slidably held. This too Y-carriage can advantageously with a Drive motor to be connected. The drive motors can thus X-slide and / or Y-slide moves and thus the button parallel to the surface of the measuring table to be moved to different places of the Surface of a workpiece or surfaces of different To approach workpieces.

Der Fuß der Säule liegt zweckmäßigerweise mit seiner Unterseite im wesentlichen luftdicht auf der Oberfläche des Meßtisches auf und weist einen Anschluß für Druckluft auf, um den Fuß bei Bewegung auf der Oberfläche des Meßtisches luftkissenartig anzuheben. The foot of the column is conveniently located its bottom is essentially airtight on the Surface of the measuring table and has a connection for compressed air to move the foot when moving on the Lift the surface of the measuring table like an air cushion.

Das der Y-Schiene abgewandte Ende der X-Schiene ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Auflager versehen, das auf der Oberfläche des Meßtisches aufliegt, und zwar zweckmäßigerweise im wesentlichen luftdicht, wobei das Auflager einen Anschluß für Druckluft aufweist, um das Auflager bei der Bewegung luftkissenartig von der Oberfläche des Meßtisches abzuheben. The end of the X-rail facing away from the Y-rail is according to an embodiment of the invention with a Bearing provided on the surface of the Measuring table rests, and expediently in essentially airtight, the support being a connection for compressed air to the support at the Movement like an air cushion from the surface of the measuring table withdraw.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Based on the drawing, the invention is intended to Embodiment will be explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt in Draufsicht einen Meßtisch 2, auf dessen Oberfläche 4 ein Fuß 6 einer Säule 8 aufliegt, an der ein Vorschubgerät 10 senkrecht zur Oberfläche 4 in einer Z-Richtung verstellbar oder verfahrbar gehalten ist. Das Vorschubgerät 10 bewegt über eine Pinole 12 einen Meßarm 16 eines Konturentasters 17, der an der Unterseite des Vorschubgerätes 10 eine starr mit der Pinole 12 verbundene Bewegung parallel zu einer schematisch dargestellten Tastbahn 22 ausführt. An der Pinole 12 ist ein Taster 18 befestigt ist, der einen beweglichen Tastarm aufweist, an dessen Ende sich eine nicht dargestellte Tastspitze befindet, die somit von dem Vorschubgerät 10 längs der schematisch dargestellten Tastbahn 22 bewegt wird, so daß eine Kurbelwelle 24 an Lagerflächen 26, 28, 30 und 32 abgetastet werden kann. The drawing shows a top view of a measuring table 2 , on the surface 4 of which a foot 6 of a column 8 rests, on which a feed device 10 is held adjustable or displaceable in a Z direction perpendicular to the surface 4 . The feed unit 10 moves on a quill 12, a measuring arm 16 of a contour button 17, which performs at the bottom of the feed unit 10 is a rigidly connected to the sleeve 12 movement parallel to a schematically illustrated Tastbahn 22nd A button 18 is attached to the sleeve 12 and has a movable probe arm, at the end of which there is a probe tip, not shown, which is thus moved by the feed device 10 along the schematically illustrated tracer path 22 , so that a crankshaft 24 on bearing surfaces 26 , 28 , 30 and 32 can be scanned.

Der Fuß 6 der Säule 8 ist mit einem X-Schlitten 34 verbunden, der mittels eines Antriebsmotors 36 längs einer X-Führungsschiene 38 in Richtung einer X-Achse in Richtung eines Doppelpfeiles 40 verstellbar ist. Am freien Ende der X-Führungsschiene 38 befindet sich ein Auflager 42 zur Auflage auf der Oberfläche 4 des Meßtisches 2. The foot 6 of the column 8 is connected to an X-carriage 34 , which is adjustable by means of a drive motor 36 along an X-guide rail 38 in the direction of an X-axis in the direction of a double arrow 40 . At the free end of the X-guide rail 38 there is a support 42 for support on the surface 4 of the measuring table 2 .

Die X-Führungsschiene 38 ist in der Ebene der Oberfläche 4 des Meßtisches 2 in einem rechten Winkel an einem Y-Schlitten befestigt, der an einer Y-Führungsschiene 46 in Richtung einer durch einen Doppelpfeil 48 symbolisierten Y-Achse verschieblich geführt und in dieser Richtung durch einen Antriebsmotor 50 bewegbar ist. The X-guide rail 38 is fastened in the plane of the surface 4 of the measuring table 2 at a right angle to a Y-slide which is guided on a Y-guide rail 46 in the direction of a Y-axis symbolized by a double arrow 48 and in this direction is movable by a drive motor 50 .

Der Fuß 6 liegt mit einer Auflagefläche plan auf der Oberfläche 4 des Meßtisches 2 auf und weist in dieser Auflagefläche Ausnehmungen 52 auf, die über nicht dargestellte Mittel mit einer Druckluftleitung verbunden sind, um so den Fuß 6 bei Bewegung luftkissenartig von der Oberfläche 4 des Meßtisches 2 abzuheben. The foot 6 lies flat with a bearing surface on the surface 4 of the measuring table 2 and has in this bearing surface recesses 52 which are connected to a compressed air line by means not shown, so that the foot 6 moves like an air cushion from the surface 4 of the measuring table 2 take off.

Das Auflager 42 weist in seiner Auflagefläche Ausnehmungen 54 auf, die mit einer nicht dargestellten Druckluftleitung verbunden sind, um so bei Bewegung das Auflager 42 luftkissenartig von der Oberfläche 4 des Meßtisches 2 abzuheben. The support 42 has in its support surface recesses 54 which are connected to a compressed air line, not shown, so as to lift the support 42 like an air cushion from the surface 4 of the measuring table 2 when moving.

Zur Einleitung einer Messung wird zunächst durch Zuführung von Druckluft sowohl der Fuß 6 als auch das Auflager 42 um einen geringen Betrag luftkissenartig von der Oberfläche 4 des Meßtisches 2 abgehoben, so daß dadurch ein reibungsarmes Verschieben des Fußes 6 und des Auflagers 42 möglich ist. To initiate a measurement, both the foot 6 and the support 42 are lifted by a small amount like an air cushion from the surface 4 of the measuring table 2 by supplying compressed air, so that a low-friction displacement of the foot 6 and the support 42 is possible.

Dieses Verschieben erfolgt durch Speisung der Antriebsmotoren 36 und 50, wodurch die Säule 8 in X-Richtung und Y-Richtung bewegt und somit der Taster 18 mit seiner Meßspitze beispielsweise auf die Lagerfläche 26 gefahren wird. Am Zielort wird die Druckluft wieder entfernt, so daß der Fuß 6 wieder sicher und vibrationsfrei auf der Oberfläche 4 des Meßtisches 2 aufliegt, der in der Regel eine Hartsteinplatte ist. In gleicher Weise wird auch das Auflager 42 auf die Oberfläche 4 des Meßtisches 2 abgesenkt. This displacement takes place by supplying the drive motors 36 and 50 , as a result of which the column 8 moves in the X direction and Y direction and the probe 18 with its measuring tip is thus moved, for example, onto the bearing surface 26 . At the destination, the compressed air is removed again, so that the foot 6 rests safely and vibration-free on the surface 4 of the measuring table 2 , which is usually a hard stone slab. In the same way, the support 42 is lowered onto the surface 4 of the measuring table 2 .

Nachdem somit durch Bewegung der Säule 8 in X-Richtung und Y-Richtung und somit der Taster 18 mit seiner Meßspitze beispielsweise an die Lagerfläche 26 gefahren ist, wird durch Speisung des Vorschubgerätes 10 die Meßspitze entlang der Tastbahn 22 bewegt und somit die gewünschte Abtastung der Oberfläche der Lagerfläche 26 bewirkt. After the probe is thus driven 18 with its measuring tip, for example at the bearing surface 26 thus by movement of the leg 8 in the X-direction and Y-direction and the feed unit 10 moves the probe head along the Tastbahn 22 by power supply and thus the desired scan of the Surface of the bearing surface 26 causes.

Claims

1. device for measuring the coarse and / or fine structure of a surface of a workpiece,
with a button ( 18 ),
with a feed device ( 10 ) which holds the button ( 18 ) and moves it along a scanning path ( 22 ),
with a column ( 8 ) on which the feed device ( 10 ) is held adjustable along a Z direction, and
with a foot ( 6 ) arranged on the column ( 8 ) with a support surface for support on the surface ( 4 ) of a measuring table ( 2 ),
characterized by
Means for moving the column ( 8 ) in an X direction perpendicular to the Z direction of the column ( 8 ), and
Means for moving the column ( 8 ) in a Y direction perpendicular to the Z direction and perpendicular to the X direction.

2. Device according to claim 1, characterized in that the means for moving the column ( 8 ) in the X direction have an X-direction extending in the X-guide rail ( 38 ) on which an X-carriage ( 34 ) is held displaceably ,

3. Device according to claim 2, characterized in that the X-carriage ( 34 ) with the foot ( 6 ) of the column ( 8 ) is connected.

4. Device according to claim 2, characterized in that the X-slide ( 34 ) is connected to a drive motor ( 36 ) for moving the X-slide ( 34 ) along the X-guide rail ( 38 ).

5. Device according to claim 1, characterized in that the X-guide rail ( 38 ) is preferably connected at right angles to a Y-guide rail ( 46 ) on which a Y-slide ( 44 ) is held displaceably.

6. Device according to claim 5, characterized in that the Y - carriage ( 44 ) is connected to a drive motor 50 for moving the Y carriage ( 44 ) and thus the X guide rail ( 38 ) in the Y direction.

7. Device according to claim 1, characterized in that the underside of the foot ( 6 ) lies substantially airtight on the surface ( 4 ) of the measuring table ( 2 ) and has a connection for compressed air to the foot ( 6 ) when moving on the Lift the surface ( 4 ) of the measuring table ( 2 ) like an air cushion.

8. Device according to claim 1, characterized in that the Y-rail guide rail ( 46 ) facing away from the X-guide rail ( 38 ) has a support ( 42 ) for resting on the surface ( 4 ) of the measuring table ( 2 ).

9. Device according to claim (8), characterized in that the underside of the support ( 42 ) lies essentially airtight on the surface ( 4 ) of the measuring table ( 2 ) and has a connection for compressed air to the support ( 42 ) when moving lift the support ( 42 ) on the surface ( 4 ) of the measuring table ( 2 ) like an air cushion.