DE19534535A1 - Koordinatenmeßmaschine - Google Patents
KoordinatenmeßmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Koordinatenmeßmaschine,
bestehend aus einer fest angeordneten Grundplatte einer
damit verbundenen Aufnahme des auszumessenden Werkstückes,
aus einem zur Grundplatte beweglich gelagerten Tastkopf
sowie einer Versorgungs-, Steuer- und Auswerteeinrichtung.
Zum Anfahren eines Meßpunktes, beispielsweise auf
einem Werkstück, in den kartesischen Koordinatenrichtungen
bestehen die sogenannten 3-D-Koordinatenmeßmaschinen aus
einem Stativ, dem Tastsystem, einer vorzugsweise separat
angeordneten Versorgungs- und Steuereinheit und einem Aus
werterechner. Das Stativ hat die Aufgabe, das Tastsystem
relativ zum Werkstück meßbar zu bewegen. Diese Aufgabe wird
nach dem Stand der Technik durch drei senkrecht auf einan
derstehende Linearachsen gelöst, von denen entweder zwei
bei Koordinatenmeßmaschinen mit bewegtem Meßtisch oder drei
bei Koordinatenmeßmaschinen mit feststehendem Meßtisch meß
technisch und konstruktiv aufeinander aufbauen.
Das Werkstück läßt sich aber auch, wie in der
DE-OS 44 03 901 A1 beschrieben worden ist, mit einem Gerät
antasten, das von einem Gelenkarm-Roboter abgeleitet ist.
Die bekannten Bewegungsmittel einer Koordinatenmeßma
schine nach der eingangs beschriebenen Art sind aufwendig.
Denn jede Achse für die Verschiebung des Tastkopfes in ei
ner Koordinatenrichtung enthält einen Antrieb, ein Maß
stabsystem und eine Führung. Die Aufgabe der Führung ist
es, Geradheits- und rotatorische Abweichungen bei Verschie
bung des Tasters zu verhindern oder reproduzierbar und da
mit maschinenbedingt korrigierbar zu gestalten, und zwar
mit einer sehr hohen Genauigkeit und unter allen zulässigen
Temperatur- und Belastungsbedingungen. Beispielsweise muß
bei einer Koordinatenmeßmaschine in Portalbauweise mit ei
ner Meßlänge von einem Meter in allen drei Achsen die rota
torische Führungsgenauigkeit jeder Achse weit unter 0,5 Se
kunden liegen, um eine Meßgenauigkeit im Bereich von 2 µm
erreichen zu können. Aufgrund dieser Anforderungen liegt
der größte Teil der Herstellungskosten einer Achse der Ko
ordinatenmeßmaschine in der Führung und nicht im Antrieb
oder dem Maßstabsystem.
Mit den verfügbaren Meßmitteln ist bei den bekannten
Koordinatenmeßmaschinen die Aufnahme von rotatorischen Ab
lauffehlern nur bis zu einer Genauigkeit von etwa 0,3 Se
kunden möglich. Andererseits können Positionsfehler bis zu
einer Genauigkeit von etwa 0,5 µm gemessen werden. Bei ei
ner Koordinatenmeßmaschine mit großem Meßvolumen wird daher
die erreichbare geometrische Genauigkeit oft durch die Auf
nahmegenauigkeit der rotatorischen Abweichungen begrenzt.
Bei den bekannten Koordinatenmeßmaschinen mit ruhendem
Meßtisch bauen alle drei Achsen, das heißt die X-, Y- und
Z-Achse bei der Verschiebung des Tastkopfes aufeinander
auf, das heißt, alle Elemente der dritten Achse (Z-Achse)
müssen von der zweiten Achse (Y-Achse) mitbewegt werden,
und alle Elemente der zweiten Achse (Y-Achse) und der
dritten Achse (Z-Achse) müssen von der ersten Achse (X-Achse)
mitbewegt werden.
Bei Meßmaschinen mit bewegtem Meßtisch bauen nur zwei
Achsen, nämlich die Y- und die Z-Achse, aufeinander auf,
zusätzlich muß jedoch das Werkstück mit Hilfe des das Werk
stück tragenden Tisches in der X-Achse bewegt werden.
In beiden Fällen sind bei den Koordinatenmeßmaschinen,
welche den Tastkopf in den kartesischen Koordinatenrich
tungen verschieben, große Massen zu bewegen, was eine
Koordinatenmeßmaschine konventioneller Bauweise teuer und
langsam macht.
Die drei linearen Achsen einer zum Stand der Technik
gehörenden Koordinatenmeßmaschine ermöglichen es jedoch,
mit einer relativ einfachen Steuerung eine zu sich selbst
parallele Verschiebung des Tastkopfes zu erreichen. Soll,
wie etwa bei optischer Antastung oder auch bei bestimmten
mechanischen Meßaufgaben der Tastkopf gedreht werden, so
ist eine Dreh-Schwenkeinrichtung erforderlich, die zusätz
liche Ungenauigkeiten, Kosten- und Steuerungsaufwand verur
sacht, auch wenn oft nur ein geringer Schwenkbereich wirk
lich erforderlich ist.
Jede Linearachse einer Koordinatenmeßmaschine erfor
dert eine sorgfältige Paralleljustage von Führung, Antrieb
und Maßstab sowie Hilfskonstruktionen, wie etwa einen
Schutz der Führungsflächen gegen Verschmutzung, ferner rei
bungsarme Schlauch- und Kabelführungen.
Die Gelenkarm-Meßmaschinen nach der DE-OS 44 03 901 A1
haben keine Linearachsen und vermeiden damit einen Teil des
vorgenannten prinzipbedingten Aufwandes. Jedoch bauen auch
bei dieser Bauart alle Achsen aufeinander auf, was zu rela
tiv großen zu bewegenden Massen führt, insbesondere wenn
ein aufwendiger Tastkopf eingesetzt werden soll. Thermische
oder durch Lastwechsel bedingte Verbiegungen der Arme wir
ken sich auf die Genauigkeit der Messung aus. Die Auflösung
verfügbarer Drehgeber ist für eine Genauigkeit im
µm-Bereich nicht ausreichend. Koordinatenmeßmaschinen in
Gelenkarm-Bauart sind hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit
daher noch weit von den beschriebenen Koordinatenmeßmaschi
nen konventioneller Bauart entfernt.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem
besteht darin, eine Koordinatenmeßmaschine anzugeben, wel
che von ihrem Grundaufbau einfach und preiswert herstellbar
ist, darüber hinaus jedoch die gewünschte Meßgenauigkeit
und -geschwindigkeit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal
des Anspruches 1 gelöst.
Dadurch, daß jetzt der Tastkopf von einem Körper ge
tragen wird, der als gewichtsmäßig relativ leichtes Rah
mengestell ausgebildet sein kann, und vorteilhaft wenig
stens ein Punkt des Körpers mittels in der Länge und/oder
den Winkeln verstellbarer Beine in vorgegebenen Fixpunkten
mit der das Werkstück tragenden Grundplatte gelenkig ver
bunden ist, ist es möglich, den vom Körper getragenen Tast
kopf im Meßbereich der Koordinatenmeßmaschine beispiels
weise allein durch Veränderung der Länge der Beine an jeden
beliebigen Ort zu fahren. Aus der gemessenen Länge der Bei
ne kann ein Rechner leicht die Position der Tastspitze des
Tastkopfes ermitteln und in kartesischen Koordinaten
angeben.
Ein starrer Körper im Raum besitzt sechs Freiheits
grade, nämlich drei translatorische und drei rotatorische
Freiheitsgrade.
Um die Lage des Tastkopfes eindeutig festzulegen, sind
daher sechs einschränkende Bedingungen notwendig.
Deshalb hat es sich als vorteilhaft erwiesen, sechs
Beine vorzusehen, von denen jedoch nicht alle in ihrer
Länge verstellbar sein müssen. Mindestens drei der Beine
müssen aber gelenkig und längenverstellbar sein.
Die Beine brauchen im Ausgangszustand nicht gleiche
Länge aufzuweisen. Vorteilhaft wird man die Beine jedoch in
gleicher Bauart ausbilden, um diese in Serienfertigung her
stellen zu können.
Sechs Beine lassen sich in bekannter Weise in einer
Hexapoden-Bauart anordnen.
Regelmäßige Hexapoden-Bauarten sind grundsätzlich aus
den Veröffentlichungen der Zeitschrift "Spektrum der
Wissenschaft" vom Mai 1991, Seiten 18 bis 22 sowie aus der
Zeitschrift "Schweizer Maschinenmarkt", Nr. 17/1995, Seiten
26 bis 29 bekannt. Bei derartigen auf einer Grundplatte und
einer starren Gehäusekonstruktion in Leichtbauweise
aufbauenden Körpern geht man davon aus, daß ein Dreieck und
die darauf basierenden Körper, zum Beispiel Tetraeder,
Oktaeder oder Ikosaeder, dann, wenn sie nur an den Ecken
belastet werden, die größte Steifigkeit aufweisen. Demgemäß
weist die in der Zeitschrift "Spektrum der Wissenschaft"
vom Mai 1991 vorgesehene Hexapoden-Bauart sechs regelmäßig
angeordnete Beine auf, welche dazu dienen, den Hauptspiegel
eines Spiegelteleskopes für astronomische Zwecke zu tragen
und der Erddrehung nachzuführen. Dieser geplante Spiegel
soll wenigstens einen Durchmesser von 12 in aufweisen und
ist deshalb gewichtsmäßig sehr schwer. Die für seine
Lagerung vorgesehene Hexapoden-Bauart ist deshalb einzig
und allein darauf ausgelegt, einen gewichtsmäßig schweren
Gegenstand zu tragen und nachzuführen.
Dasselbe gilt für die im Maschinenbau angestrebte
Technik, die Hexapoden-Bauart bei einer Werkzeugmaschine
vorzusehen. Auch hier soll die Hexapoden-Bauart gestatten,
gewichtsmäßig sehr schwere Teile tragen und verschieben zu
können.
Gemäß der Erfindung ist die Hexapodenbauart nur ein
Sonderfall. Von den Beinen wird nur ein relativ leichtes
Rahmengestell getragen, das seinerseits den Tastkopf trägt.
Bei der erfindungsgemäßen Verstellung des Tastkopfes und
des mit diesem verbundenen Tasters kommt es deshalb nur
darauf an, mit einfachen Mitteln den Taster des Tastkopfes
so zu bewegen, daß er mit µm-Genauigkeit auf den Meßpunkt
des Werkstückes gefahren wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteran
sprüchen entnommen werden.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er
findung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläute
rung der Wirkungsweise;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Koordina
tenmeßmaschine;
Fig. 3 eine Einzelheit der Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 sind auf einer Grundplatte (1) in den
Punkten (A, B, C) Kugelgelenke (3a, 3b und 3c) vorgesehen,
in denen Beine (2a, 2b und 2c) allseitig drehbar gelagert
sind. Die Beine (2a, 2b, 2c) laufen in einem Punkt (D)
zusammen oder in seiner unmittelbaren Nähe. Sie sind
jeweils gelenkig im Bereich des Punktes (D) miteinander
verbunden. Die Beine (2a, 2b, 2c) weisen die Längen L₁, L₂
und L₃ auf.
Wird der Punkt (D), welcher den Tastkopf (6) der Fig.
2 tragen kann, nach (D′) verschoben, wandert das Bein (2a)
in die Lage (2a′), das Bein (2b) in die Lage (2b′) und das
Bein (2c) in die Lage (2c′). Damit diese Lageänderung des
Punktes (D) nach (D′) möglich ist, müssen sich die Längen
der Beine (2a, 2b, 2c) ändern. Die Länge L₁ des Beines (2a)
ändert sich um den Betrag dL₁, die Länge des Beines (2b)
ändert sich um den Betrag dL₂ und die Länge des Beines (2c)
ändert sich um den Betrag dL₃.
Diese Längenänderungen der Beine (2a, 2b, 2c) können,
wie noch zu zeigen sein wird, bewußt erzeugt werden, um den
im Punkt (D) angelenkten Tastkopf (6) nach (D′) zu verla
gern.
Eine solche Verlagerung kann aber auch grundsätzlich
von Hand oder durch andersartige Mittel durchgeführt wer
den.
In jedem Fall ist es erforderlich, die Längenänderung
der Beine (2a, 2b, 2c) zu erfassen.
Die bei der Verlagerung des Punktes (D) nach (D′)
erfolgenden Winkeländerungen der Beine in den Anlenkpunkten
(A, B, C) auf der Grundplatte (1) oder im Punkt (D) eines
Körpers (4) (Fig. 3) sind hierbei dann ohne Bedeutung, wenn
die Längenänderungen dL₁, dL₂, dL₃ meßbar sind, da die Lage
eines jeden Punktes im Raum durch drei Koordinaten bestimmt
wird, hier also durch die Längen der Beine (2a, 2b, 2c) in
ihrer Ausgangslage in den Punkten (A, B und C) auf der
Grundplatte (1) und bei Verlagerung des Punktes (D) nach
(D′).
Anstelle der Längenänderungen können aber auch
Winkeländerungen der Beine zur Grundplatte für die
Bestimmung der Lageänderung des Punktes (D) nach (D′)
verwendet werden.
Gemäß Fig. 3 sind die Beine, wie für das Bein (2a) ge
zeigt, ausfahrbar ausgebildet. Auf der Grundplatte (1) ist
im Punkt (A) mittels eines Kugelgelenks (25) das Bein (2a)
allseitig schwenkbar gelagert. Das Bein besteht aus einem
zylinderförmigen Teil (26), in dem ein Kolben (27) ver
schiebbar gelagert ist. Der Kolben (27) trägt eine Kolben
stange (28). Die Kolbenstange (28) ist mittels eines Kugel
gelenks (29) an dem noch zu beschreibenden Körper (4) der
Fig. 2 befestigt. Der Körper (4) kann, so wie es für den
Punkt (D) in Fig. 1 gezeigt wurde, in den drei kartesischen
Koordinatenrichtungen verschoben werden. Das Bein (2a) än
dert hierbei seine Winkelneigung zur Grundplatte (1) und
auch zum Körper (4) (Fig. 1), außerdem aber auch seine
Länge L₁ mit Bezug auf die Mittelpunkte der Kugeln (25 und
29) der Kugelgelenke in den Punkten (A und D).
Beispielsweise mit Hilfe eines Hydraulikmittels, wel
ches über die Leitung (30) in den zylinderförmigen Teil
(26) gedrückt wird, kann die Längenänderung des Beines (2a)
gesteuert werden und damit die Verlagerung des Körpers (4).
Eine Lagerung und Steuerung des Beines (2a), wie in
Fig. 3 beschrieben, ist für jedes der drei Beine (2a, 2b
und 2c) der Fig. 1 vorgesehen.
Um die Größe der Längenänderung des Beines (2a) aus
einer Normalstellung heraus zu erfassen, trägt der zylin
derförmige Teil (26) einen Maßstab (31). Auf dem Maßstab
(31) kann mittels eines Ableseindex (32), welcher über eine
Stange (33) mit der Kolbenstange (28) im Punkt (E) verbun
den ist, die Längenänderung des Beines (2a) abgelesen wer
den. Die Ausfahrgröße der Kolbenstange (28) und damit die
Längenänderung dL₁ des Beines (2a) entspricht der Verschie
bungsgröße des Kolbens (27) und damit der Kolbenstange (28)
des Körpers (4) im Anlenkpunkt des Kugelgelenks (29).
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Erfassung der
Längenänderung dL₁ kann mit modernen Mitteln sensorisch er
folgen und beispielsweise als Wert in eine nicht darge
stellte Meß- und Steuereinrichtung eingegeben werden.
Für jedes der drei Beine (2a, 2b, 2c) ist in der Fig.
1 eine entsprechende Einrichtung vorgesehen.
Aus den gemessenen Längenänderungen der Beine (2a, 2b,
2c) kann damit die Lage des Punktes (D) rechnerisch ermit
telt werden oder umgekehrt durch Steuerungsmittel, welche
die Kolben (26) geeignet verschieben, ein bestimmter Punkt,
in Fig. 1 zum Beispiel der Punkt (D′), angefahren werden.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Koordinaten
meßmaschine, bei dem auf der Grundplatte (1) sechs Beine
(2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) vorgesehen sind. Je zwei Beine
sind in dem Bereich der Punkte (A′, B′, C′) auf der Grund
platte (1) in benachbarten Kugelgelenken, wie in Fig. 3 für
das Bein (2a) dargestellt, angeordnet. Die Lager je zweier
Beine liegen dicht beieinander, was jedoch nicht zwingend
ist. Von jedem Punktbereich (A′, B′, C′) geht damit ein
Beinpaar (2a, 2b; 2c, 2d; 2e, 2f) aus. Eines der Beine
jedes Paares ist zu einem Eckbereich (A′′) des Körpers (4)
geführt, das andere Bein (2b) des Paares zum Eckbereich
(B′′) des Körpers (4). Die im Bereich (B′) gelagerten Beine
(2c und 2d) sind derart angeordnet, daß das Bein (2c) im
Bereich des Punktes (B′′) mit dem Körper (4) verbunden ist
und das Bein (2d) im Bereich des Punktes (C′′) mit diesem
Körper.
Eine entsprechende Anordnung ist für das Beinpaar (2e,
2f) getroffen, indem eines der Beine, nämlich das Bein
(2e), mit dem Körper (4) im Bereich des Punktes (C′′) ver
bunden ist und das andere Bein (2f) mit dem Körper (4) im
Bereich des Punktes (A′′).
Der Körper (4) bildet ein aus Stangen (35a, 35b und
35c) bestehendes dreieckförmiges Rahmengestell. Die Stangen
(35a, 35b, 35c) sind fest miteinander verbunden. Sie tragen
einen Ausleger (5), an dem der Tastkopf (6) befestigt ist.
Durch Änderung der Länge der Beine (2a bis 2f) kann ein auf
der Grundplatte (1) angeordnetes Werkstück (8) in einem
Meßpunkt angetastet werden.
Die Längenänderungen dL der Beine (2a bis 2f) werden
rechnerisch erfaßt und in die Lage (X, Y, Z) der Tastspitze
(6a) umgerechnet sowie zur Steuerung der Bewegung des Kör
pers (4) und des Tastkopfes (6) verwendet.
Bei der beschriebenen Ausbildung kommt es im wesentli
chen darauf an, daß die Anlenkpunkte der Beine auf der
Grundplatte und dem Körper (4) einen konstanten Abstand
voneinander aufweisen und stets beibehalten, das heißt, daß
sich die Mittelpunkte der Kugeln der Kugelgelenke nicht
gegeneinander verschieben. Ferner kommt es darauf an, daß
sich die Länge der Beine (2a bis 2f) nicht unkontrollierbar
ändert, weil dann ein angeschlossener Rechner eine Fehllage
des Punktes (D) und damit der Tastspitze (6a) ermittelt.
Die Grundplatte (1) besteht deshalb aus einem thermisch
unempfindlichen Material und weist eine Stärke auf, daß
Verbiegungen und Längenausdehnungen der Grundplatte (1)
ausgeschlossen sind.
Grundsätzlich können aber auch Meßeinrichtungen vorge
sehen sein, welche ständig die Lage der Anlenkpunkte der
Beine an der Grundplatte (1) im Bereich der Punkte (A′, B′
und C′) kontrollieren und eventuelle Lageabweichungen der
art umrechnen, daß an den Meßwerten Korrekturen angebracht
werden können. Das gleiche gilt für die in den Bereichen
(A′′, B′′, C′′) auf dem Körper (4) angelenkten Beine.
Damit die Bewegungseinrichtung für den Taster, beste
hend aus den Beinen (2a bis 2f) und dem Körper (4), nicht
verschmutzt und auch gegen thermische Einflüsse weitgehend
abgeschirmt ist, kann über dieser Bewegungseinrichtung ein
Gehäuse (7) angeordnet sein.
Für Transportzwecke kann die Grundplatte (1) aus meh
reren Teilen bestehen, die dann jedoch am Meßort wieder zu
sammenzusetzen sind (nicht dargestellt).
Um keine ungewollten Längenänderungen der Beine (2)
durch Erschütterungen oder dergleichen zu bewirken, ist die
Grundplatte (1) gemäß Fig. 2 auf Dämpfungselementen (9),
beispielsweise hydraulisch arbeitenden Stoßdämpfern, an
geordnet.
Die Steuerung (nicht dargestellt in Fig. 2) rechnet
die Längenänderung der Beine in die vom Bediener gewünsch
ten Koordinaten um und ermöglicht damit eine Bewegung des
Tastkopfes entlang kartesischer Koordinatenachsen bei Aus
lenkung eines Steuerhebels. Der Anschluß an den Aus
werterechner erfolgt wie bei konventionellen Koordinaten
meßmaschinen.
Die erreichbare Genauigkeit kann durch eine rechneri
sche Korrektur der geometrischen Abweichungen gesteigert
werden.
Anstelle einer Längenänderung der Beine oder eines der
Beine kann aber auch die Ermittlung der Änderung der
Winkellage wenigstens eines Beines treten (nicht
dargestellt).
Die Koordinatenmeßmaschine kann mit ihren Beinen (2a,
2b, 2c, 2d, 2e, 2f) auf einer Grundplatte (1a) angeordnet
werden. Die Grundplatte (1a) ist in senkrechter Lage neben
der Grundplatte (1) angeordnet. Das Werkstück (8) ist auf
der Grundplatte (1) angeordnet.
Bezugszeichenliste
1 Grundplatte
1a Platte
2 Beine
2a, 2b, 2c, längenverstellbare Beine
2a′, 2b′, 2c′ geänderte Lagen der Beine (2a, 2b, 2c)
2d, 2e, 2f längenverstellbare Beine
3a, 3b, 3c Kugelgelenke
4 Körper
5 Ausleger
6 Tastkopf
6a Tastspitze
7 Gehäuse
8 Werkstück
9 Dämpfungselemente
25 Kugelgelenke
26 zylinderförmiger Teil
27 Kolben
28 Kolbenstange
29 Kugelgelenke
30 Leitung
31 Maßstab
32 Ableseindex
33 Stange
35a, 35b, 35c Stangen
L₁, L₂, L₃ Ausgangslängen der Beine (2a, 2b 2c)
dL₁, dL₂, dL₃ Längenänderungen der Beine (2a, 2b, 2c)
A, B, C Anlenkpunkte
A′, B′, C′ Anlenkbereiche der Beine auf der Grundplatte (1)
A′′, B′′, C′′ Anlenkbereiche der Beine am Körper (4)
D Verbindungsstelle der Beine (2a, 2b, 2c)
D′ verlagerter Punkt (D)
E Verbindungspunkt
1a Platte
2 Beine
2a, 2b, 2c, längenverstellbare Beine
2a′, 2b′, 2c′ geänderte Lagen der Beine (2a, 2b, 2c)
2d, 2e, 2f längenverstellbare Beine
3a, 3b, 3c Kugelgelenke
4 Körper
5 Ausleger
6 Tastkopf
6a Tastspitze
7 Gehäuse
8 Werkstück
9 Dämpfungselemente
25 Kugelgelenke
26 zylinderförmiger Teil
27 Kolben
28 Kolbenstange
29 Kugelgelenke
30 Leitung
31 Maßstab
32 Ableseindex
33 Stange
35a, 35b, 35c Stangen
L₁, L₂, L₃ Ausgangslängen der Beine (2a, 2b 2c)
dL₁, dL₂, dL₃ Längenänderungen der Beine (2a, 2b, 2c)
A, B, C Anlenkpunkte
A′, B′, C′ Anlenkbereiche der Beine auf der Grundplatte (1)
A′′, B′′, C′′ Anlenkbereiche der Beine am Körper (4)
D Verbindungsstelle der Beine (2a, 2b, 2c)
D′ verlagerter Punkt (D)
E Verbindungspunkt
Claims (35)
1. Koordinatenmeßmaschine mit einer Aufnahme für das
auszumessende Werkstück, einem zur Aufnahme des Werkstückes
bewegbaren Tastkopf und einer Versorgungs-, Steuer- und
Auswerteeinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß an
einer Grundplatte (1) an wenigstens drei fest vorgesehenen
Punkten (A, B, C) allseitig schwenkbar gelagerte Beine (2a,
2b, 2c) angeordnet sind, welche mit ihren freien Enden
allseitig drehbar an einem den Tastkopf tragenden Körper
(4) befestigt sind, daß die Beine geneigt zueinander ange
ordnet sind und die Länge der wenigstens drei Beine (2a,
2b, 2c) und/oder ihre Neigungen zur Grundplatte (1)
verstellbar sind.
2. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Grundplatte (1) wenigstens sechs in
ihrer Länge verstellbare, den Körper (4) tragende Beine (2a
bis 2f) aufweist.
3. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß drei Beinpaare (2a, 2b; 2c, 2d; 2e, 2f)
auf der Grundplatte (1) angelenkt sind, derart, daß die
Anlenkpunkte jedes Beinpaares (2a, 2b; 2c, 2d; 2e, 2f) in
benachbarten Bereichen (A′, B′, C′) auf der Grundplatte
liegen und am verschiebbaren, den Tastkopf tragenden Körper
(4) in Bereichen (A′′, B′′, C′′) der Drehpunkt eines Beines
eines jeden Paares benachbart zu dem Drehpunkt eines Beines
eines Nachbarpaares angeordnet ist (Hexapodenform).
4. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der von den Beinen (2a bis 2f) getragene
Körper (4) aus einem Rahmengestell (35a, 35b, 35c) besteht.
5. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Rahmengestell (35a, 35b, 35c) drei
eckförmig ausgebildet ist und die Drehpunktbereiche (A′′,
B′′, C′′) der Beine in den Eckpunkten des Rahmengestelles
gelagert sind.
6. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Körper (4) einen den Tastkopf (6)
tragenden Ausleger (5) aufweist.
7. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ausleger (5) an einer Ecke des
Rahmengestelles (35a, 35b, 35c) vorgesehen ist.
8. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ausleger (5) vom Rahmengestell (35a,
35b, 35c) wegweist.
9. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ausleger (5) in den vom Rahmengestell
(35a, 35b, 35c) und den Beinen (2a bis 2f) umschlossenen
Raum weist.
10. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) mit der Werkstück
aufnahme identisch ist.
11. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) mehrteilig ausge
bildet ist.
12. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) auf Dämpfungsele
menten (9) angeordnet ist.
13. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) in sich steif und
gegen thermische Einflüsse unempfindlich ausgebildet ist.
14. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Koordinatenmeßmaschine Sensoren
aufweist, welche die Lage der Anlenkpunkte (A′, B′, C′) der
Beine auf der Grundplatte (1) erfassen und Lageänderungen
dieser Anlenkpunkte der Meß- und Steuereinrichtung mittei
len.
15. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anlenkungsmittel der Beine (2a bis
2f) auf der Grundplatte (1) und am Körper (4) aus
reibungsarmen, spielfreien Kugelgelenken bestehen.
16. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kugelgelenke als Luftlager, hydrau
lische Lager, Gleit- oder Wälzlager oder dergleichen ausge
bildet sind.
17. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anlenkungsmittel der Beine durch
Biegeelemente gebildet sind.
18. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anlenkungsmittel sowohl aus
Luftlagern, hydraulischen Lagern, Gleit- oder Wälzlagern
oder dergleichen bestehen, als auch aus Biegeelementen.
19. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1), die Beine (2a bis
2f) und der den Tastkopf (6) tragende Körper (4) in einem
Gehäuse (7) angeordnet sind, aus dem der den Meßkopf (6)
tragende Ausleger (5) herausragt.
20. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beine (2a bis 2f) baugleich sind.
21. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Länge der Beine (2a bis 2f) hydrau
lisch, pneumatisch oder elektromotorisch mit Hilfe einer
Spindel, eines Linearmotors oder dergleichen längenver
stellbar ist.
22. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes längenverstellbare Bein ein Maß
stabsystem (31, 32) trägt, auf dem die Länge des Beines be
zogen auf die Anlenkpunkte an der Grundplatte (1) und am
Körper (4) ablesbar oder abtastbar ist.
23. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beine (2a bis 2f) die Ausfahrlänge
erfassende Sensoren tragen.
24. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß an den Anlenkpunkten der Beine an der
Grundplatte (1) und/oder am Körper (4) Winkelmeßsysteme
vorgesehen sind, die die Neigungswinkel der Beine (2a bis
2f) relativ zu der Grundplatte (1) oder dem Körper (4)
erfassen.
25. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beine Belastungs- und/oder
Temperatursensoren tragen.
26. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Erfassung der Lage des den
Tastkopf (6) tragenden Körpers (4) oder des Tastkopfes
selbst ein von den Beinen unabhängiges Meßsystem vorgesehen
ist.
27. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens ein Bein in seinem
Ausgangszustand eine andere Länge als die übrigen Beine
aufweist.
28. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Beine eine
unveränderbare vorgegebene Länge und/oder Lage aufweist.
29. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anlenkpunkte der Kugelgelenke auf
der Grundplatte (1) versetzbar ausgebildet sind.
30. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Beine tragende Grundplatte (1)
in waagerechter, senkrechter oder raumschräger Lage (1a)
neben, hinter oder über der Werkstückaufnahme angeordnet
ist.
31. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 30, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) mit der Werkstück
aufnahme über Verbindungselemente starr verbunden ist.
32. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 31, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente Teile der Koor
dinatenmeßmaschine oder Teile zu anderen Maschinen oder
Verbindungselemente zum Aufstellraum, wie dessen Decke,
Wände oder dergleichen sind.
33. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) aus mehreren,
zueinander in einem Winkel stehenden, starr miteinander
verbundenen Teilen besteht, und daß jedes der Teile
wenigsten eines der Beine trägt.
34. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beine paarweise so angeordnet sind,
daß ihre Richtungen in einem ausgezeichneten Teil des
Meßvolumens nahezu ein Orthogonalsystem bilden.
35. Koordinatenmeßmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Steigerung der Meßgenauigkeit eine
in der Steuereinrichtung ausgeführte rechnerische Korrektur
der Längenmessung der Beine (2) und gegebenenfalls weiterer
geometrischer Abweichungen der Meßwerte überlagerbar ist,
und daß die Ermittlung der Größe der einzelnen Korrekturen
der Abweichungen an den einzelnen Elementen, wie Beinen (2)
und/oder Ausleger (5) im Meßbetrieb an einem speziellen
Werkstück erfolgt.
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LEITZ MESSTECHNIK GMBH, 35578 WETZLAR, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HEXAGON METROLOGY GMBH, 35578 WETZLAR, DE |
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8331 | Complete revocation |