DE19537125C2 - Vorrichtung zum Durchführen von Drehkalibrierungen eines Werkzeugmaschinentischs - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Kalibrierung der Winkelposi­ tionierungsfähigkeit eines Werkzeugmaschinentischs.

Werkzeugmaschinen, beispielsweise, jedoch nicht auf diesel­ ben begrenzt, CNC-Fräsmaschinen und -Drehmaschinen sind gut bekannte Geräte zum Formen von Rohteilen in bearbeitete Teile. Wenn die Komplexität und die Toleranzen derartiger Teile zunimmt, müssen die Kalibrie­ rungen der Positionsgenauigkeit für derartige Werkzeugma­ schinen in gleicher Weise zunehmen. Die vorliegende Erfin­ dung ist zum Durchführen von Drehkalibrierungen von CNC- Werkzeugmaschinen des Typs brauchbar, der einen Tisch auf­ weist, welcher sich um eine Drehachse senkrecht zu dem Tisch in vorgeschriebene Winkelpositionen dreht.

Es ist gut bekannt, Drehachsen-Kalibrierungen des CNC-Werk­ zeugmaschinentischs über eine Kombination eines Winkelposi­ tions-messenden Laserinterferometersystems und einer Weiter­ schalt-Drehkalibriervorrichtung mit einer sogenannten Hirth-Kupplung durchzuführen. Die Weiterschalt-Drehkali­ briervorrichtung (die auch als ein Weiterschalt-Drehtisch oder eine Kreisteilvorrichtung bekannt ist) weist typischer­ weise eine obere und eine untere Scheibe (Platte) auf, die auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind, derart, daß sich eine oder beide der Scheiben um die Welle drehen können. Die Scheiben sind ferner befestigt, um sich auf der Welle longi­ tudinal rückwärts und vorwärts zueinander zu bewegen. Auf jeder gegenüberliegenden Fläche der Scheiben existiert eine kreisförmige Peripherie von Sägezähnen, die präzise ineinan­ der passen, um die sogenannte Hirth-Kupplung zu bilden, wenn die Scheiben zusammengeklemmt sind (eingekuppelt sind). Je­ der Zahn ist mit einer großen Präzision gebildet, wobei die Gesamtzahl derart gewählt ist, daß die Winkelpositionierung der Scheiben zueinander innerhalb eines vorgeschriebenen ho­ hen Toleranzpegels liegen kann. Eine Standardmodell-Drehka­ libriervorrichtung hat eine Kupplungs-Weiterschaltgenauig­ keit von ±0,2 Bogensekunden. Weitere erhältliche Modelle besitzen Weiterschaltgenauigkeiten, die in einem Bereich von 0,4 bis 1,0 Bogensekunden liegen.

Winkelpositionsmeß-Laserinterferometersysteme sind ebenso bekannt, um genaue Messungen von Änderungen von Winkelposi­ tionen durchzuführen. Geräte, die in der Lage sind, Posi­ tionsmessungen gut in den heutigen Toleranzen, die für Werk­ zeugmaschinen erwünscht sind, durchzuführen, sind bekannt. Da die Optiken der Interferometersysteme jedoch einen be­ grenzten Winkelbereich für eine feste Einstellung aufweisen, sind derartige Systeme nicht geeignet, um Drehkalibrierungen für volle 360 Grad durchzuführen. Außerdem akkumulieren sich Meßfehler und werden größer, wenn der Winkelabstand, der von den Meßoptiken zurückgelegt wird, zunimmt, derart, daß die Laserinterferometerprodukte zur Messung relativ kleiner Win­ kelauslenkungen am besten geeignet sind und für relativ große Winkelabstände nicht geeignet sind, wie sie für eine Drehkalibrierung für volle 360 Grad erforderlich wären.

Die Kombination einer Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung mit einem Laserinterferometer-Meßsystem ist eine Anordnung, die gemäß dem Stand der Technik zum Durchführen von Dreh­ kalibrierungen von Werkzeugmaschinentischen bekannt ist. Ty­ pischerweise werden Drehkalibrierungen unter Verwendung der­ artiger, kommerziell erhältlicher Anordnungen üblicherweise auf die folgende Art durchgeführt. Die untere Scheibe der Kalibriervorrichtung wird an dem Tisch, der kalibriert wird, befestigt, während die obere Scheibe fest in einer Winkelposition gehalten wird, entweder durch einen Bediener, der die Kalibrierung durchführt, oder durch einen externen Arm, der an einem Ort befestigt ist, der durch die Drehbewegung des Werkzeugmaschinentischs nicht be­ einflußt ist. Die Drehachse der Kalibriervorrichtungsschei­ ben fällt mit der Drehachse des Werkzeugmaschinentischs zu­ sammen. Das Laserinterferometersystem ist derart einge­ stellt, daß ein Teil der Optiken zum Messen von Winkelaus­ lenkungen mit der oberen Scheibe gekoppelt ist. Nachdem die Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung und das Laserinterfe­ rometer-Meßsystem beide in eine vorbestimmte, Null-Anfangs­ position eingestellt sind, wird die Kalibriervorrichtung entriegelt (das heißt die Hirth-Kupplung wird ausgekuppelt). Der Werkzeugmaschinentisch wird dann in eine vorgeschriesbene Drehposition bewegt, die kalibriert werden soll, während die obere Scheibe in ihrer festen Winkelposition gehalten wird, Als nächstes werden die zwei Scheiben nachfolgend mitein­ ander verriegelt. Da die untere Scheibe fest an dem Werk­ zeugmaschinentisch befestigt ist, ist jede Drehung der obe­ ren Scheibe aus ihrer Null-Anfangsposition, wenn sie wieder mit der unteren Scheibe einkuppelt, der Winkelfehlerbetrag zwischen der vorgeschriebenen Drehposition des Werkzeugma­ schinentischs und der tatsächlichen Position. Da ein Teil der Laserinterferometeroptiken an der oberen Scheibe befe­ stigt ist, wird jede entsprechende Winkelbewegung der Opti­ ken durch das Lasermeßsystem gemessen, wodurch eine Kali­ brierungsablesung durchgeführt werden kann. Selbstverständ­ lich ist die Fehlermessung den Toleranzen unterworfen, die in der Hirth-Kupplung und dem Laserinterferometersystem exi­ stieren. Das oben beschriebene Verfahren wird dann für jede der jeweiligen Winkelpositionen, die kalibriert werden sollen, wiederholt.

Ein typischer Kalibrierungsstandard erfordert, daß Kalibrie­ rungsablesungen in 10 Grad-Segmenten über den 360 Grad-Dreh­ bewegungsbereich erhalten werden, und daß jede der resultie­ renden 36 Ablesungen mindestens sechsmal wiederholt wird. Es ist offensichtlich und gut bekannt, daß, wenn das oben ge­ nannte Kalibrierungsverfahren manuell durchgeführt wird, viel Zeit und Mühe eingeschlossen ist. Mit dem Anstieg der Arbeitskosten bedeutet eine solche Zeit auch einen größeren Aufwand, der dem Durchführen derart wichtiger Drehkalibrie­ rungen zugeordnet ist.

Bei einem Versuch, diese Zeit zu reduzieren, existieren be­ kannte, kommerziell erhältliche, mechanische Anordnungen, die pneumatische, hydraulische oder elektrisch angetriebene Vorrichtungen aufweisen, um die obere und die untere Scheibe der Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung zu verriegeln und zu entriegeln. Weitere kommerzielle Anordnungen weisen Scheiben auf, die über eine Servovorrichtung gesteuert sind. Durch die Verwendung eines programmierbaren Computers und einer dazugehörigen Schnittstellenausrüstung zum Steuern der Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung, um dem Werkzeugma­ schinentisch Befehle zu erteilen, und um Daten von dem La­ serinterferometer-Meßsystem zu sammeln, weist das Verfahren zum Durchführen von Drehkalibrierungen bekanntermaßen einen hohen Automatisierungsgrad auf. Jedoch sind solche mechani­ sche Anordnungen wesentlich komplizierter und folglich auf­ wendiger als die manuell betriebene Weiterschalt-Drehkali­ briervorrichtung. Um die relativ aufwendige Hirth-Kupplung vor einer Beschädigung zu schützen, wenn die Sägezähne ver­ riegelt und entriegelt werden, müssen sorgfältig ausgearbei­ tete, sichere Messungen und Geräte eingeschlossen sein, um eine nachteilige Beschädigung zu verhindern. Außerdem ent­ standen mit der höheren Komplexität derartiger mechanischer Anordnungen Zuverlässigkeits- und Wiederholbarkeits-Proble­ me. Aufgrund der begrenzten Etats oder von Aufwandsreduzie­ rungsprogrammen existiert ein Kompromiß zwischen den Kosten und der Kalibrierungsgenauigkeit.

Die DE 12 02 993 B1 betrifft eine Prüf- und Einstellvorrichtung zum Prüfen der Genauigkeit der Gradeinteilung eines in der Winkellage verstellbaren Tisches einer Werkzeugmaschine gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1. Eine Trommel ist mittels eines Hebels gegenüber eine Grund­ platte anhebbar bzw. absenkbar. Zwischen der Trommel und der Grundplatte ist eine Skala vorgesehen, die durch einen Zahn­ kranz an der Grundplatte gebildet ist. Die Trommel weist Eben­ falls einen Zahnkranz auf, der mit dem Zahnkranz der Grund­ platte Eingriff nimmt. Zur Prüfung einer Winkeleinstellung eines Arbeitstisches wird ein "Nullabgleich" durchgeführt und anschließend wird die Trommel mittels des Hebels angeho­ ben und um einen vorbestimmten Winkelbetrag gedreht. Nachdem die neue Position erreicht wurde, wird die Trommel abge­ senkt, so daß die Zahnkränze Eingriff nehmen, und der Ma­ schinentisch wird gedreht. Über den Spiegel kann nun festge­ stellt werden, ob die Einstellvorrichtung der Werkzeugma­ schine genau arbeitet. Tritt nach der Einstellung der Win­ kelposition des Arbeitstisches eine Verschiebung der Spie­ geloberfläche auf, kann eine Fehlausrichtung bestimmt wer­ den.

Die DE 42 21 166 A1 zeigt eine Justiervorrichtung für eine Spindel. Die Spindel wird in einer Ausnehmung eines Kreuz­ tisches aufgenommen und durch Verfahren des Kreuz­ tisches auf eine neues Werkstück justiert. Somit tritt kein Problem hinsichtlich der durch die Spindel erzeugten Kraft auf, die auf den Kreuztisch wirkt, da die Spindel beweglich in der Bohrung angeordnet ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich­ tung zum Durchführen einer Drehachsenkalibrierung einer Werkzeugmaschinenanordnung zu schaffen, die eine Kalibrie­ rung mit hoher Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit mit ge­ ringem Aufwand ermöglicht, bei der eine Beschädigung der Ka­ libiriervorrichtung sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentan­ spruch 1 gelöst.

Die oben genannten Begrenzungen der bekannten Geräte und Anordnungen werden durch das Schaffen einer neuen und ver­ besserten Vorrichtung überwunden, die gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wenn sie in Kombi­ nation mit einer zugehörigen Werkzeughaltespindel und einem herkömmlichen Winkelpositionsmeß-Laserinterferometersystem verwendet wird. Die vorliegende Erfindung weist einen Trä­ ger, ein Verbindungsbauteil, eine Spezialverbindungsbefe­ stigung und eine herkömmliche Weiterschalt-Drehkalibrier­ vorrichtung des Typs auf, der eine obere und eine untere Scheibe aufweist, die drehbar auf einer gemeinsamen Welle befestigt und über eine Hirth-Kupplung miteinander verbunden sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die obe­ re Scheibe für eine Bewegung zu und weg von der unteren Scheibe entlang einer longitudinalen Achse bewegbar auf der gemeinsamen Welle befestigt, um die Hirth-Kupplung auszukup­ peln oder einzukuppeln. Der Träger ist fest mit der oberen Scheibe verbunden und dreht sich folglich im Gleichklang mit jeder Drehung der oberen Scheibe. Die untere Scheibe der Ka­ libriervorrichtung weist eine Befestigungseinrichtung für eine feste Verbindung mit dem Drehtisch an einem Ort, an dem die Drehachse der unteren Scheibe im wesentlichen mit der Drehachse des Maschinentischs zusammenfällt, auf.

Die herkömmliche CNC-Werkzeugmaschine weist eine Spindel auf, die ein Spannfutter oder eine Werkzeughaltevorrichtung aufweist. Das Verbindungsbauglied der vorliegenden Erfindung besitzt ein Ende, das angepaßt ist, um starr von dem Spann­ futter gehalten zu werden. Das andere Ende des Verbindungs­ bauglieds ist über die Spezialverbindungsbefestigung mit dem oberen Teil des Trägers gekoppelt. Wenn die vorliegende Er­ findung mit der Spindel und dem Drehtisch gekoppelt ist, hat eine Rückwärts- und Vorwärts-Translationsbewegung der Spin­ del und die dazugehörige Bewegung der oberen Scheibe entlang einer Richtung parallel zu der Drehachse des Drehtischs zur Folge, daß die Hirth-Kupplung jeweils ausgekuppelt und ein­ gekuppelt wird. Die Spezialbefestigung ist derart angeordnet und aufgebaut, daß, wenn die Hirth-Kupplung durch die Trans­ lationsbewegung der Spindel ausgekuppelt wird, sowohl der Träger als auch die obere Scheibe starr mit dem Verbindungs­ bauglied verbunden werden, wobei verhindert wird, daß sich beide um die longitudinale Achse der Kalibriervorrichtung drehen. Wenn die Hirth-Kupplung durch die Translationsbe­ wegung der Spindel in eine Richtung entgegengesetzt zu der zum Auskuppeln der Hirth-Kupplung eingekuppelt wird, löst die Spezialbefestigung den Träger derart, daß die obere Scheibe frei ist, um sich zu schwenken und zu drehen, wie es nötig ist, um mit der unteren Scheibe vollständig und exakt einzurasten, ohne die Sägezähne der Hirth-Kupplung zu be­ schädigen.

Bei einem herkömmlichen Laserinterferometer-Meßsystem wird die Winkelposition durch das Erfassen von Änderungen der Drehpositionen eines reflektierenden Elements gemessen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung ist der Träger angepaßt, um das Reflektorelement starr zu halten. Wenn die vorliegende Erfindung in Kombination mit dem Laserinterferometersystem zum Kalibrieren der Drehposi­ tionierungsfähigkeit des Maschinentisches verwendet ist, werden die obere und die untere Scheibe zuerst an einem vor­ bestimmten Nullwinkel-Referenzindex positioniert, und die Hirth-Kupplung wird eingekuppelt. Nachdem die Hirth-Kupplung durch eine geeignete Bewegung der Spindel ausgekuppelt ist, werden der Drehtisch und die untere Scheibe, die starr mit demselben verbunden ist, im Gleichklang in eine vorgeschrie­ bene Winkelposition bewegt. Wenn die Hirth-Kupplung ausge­ kuppelt wird, verhindern die Spezialbefestigung und die Spindel gemeinsam, daß sich der Träger dreht, wenn der Dreh­ tisch und die untere Scheibe, die an demselben angebracht ist, im Gleichklang in die vorgeschriebene Winkelposition, die kalibriert werden soll, bewegt werden. Nachdem die Spin­ del und der Träger dann in eine Richtung bewegt sind, um die Hirth-Kupplung einzukuppeln, und die obere und die untere Scheibe miteinander eingerastet sind, läßt die Spezialbefe­ stigung los, derart, daß der Träger, die obere Scheibe und das reflektierende Element frei sind, um sich im Gleichklang zu drehen, wie es nötig ist, wenn die Hirth-Kupplung voll­ ständig eingekuppelt wird. Da das reflektierende Element, das an dem Träger befestigt ist, anfänglich ebenfalls an dem Null-Referenzindex war, wird jede nachfolgende Drehung weg von dem Referenzindex durch das Interferometersystem als ein Fehler zwischen der tatsächlichen und der vorgeschriebenen Drehposition erfaßt, wenn die Hirth-Kupplung für eine Kali­ brierungsablesung vollständig eingekuppelt ist. Das bevor­ zugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist speziell zum Durchführen genauer und abschließender Messun­ gen (beispielsweise innerhalb von Bruchteilen einer Bogense­ kunde) des Drehpositionierungsfehlers des Drehtisches brauchbar. Grobe Fehler (beispielsweise innerhalb des näch­ sten Grads) können ohne die Verwendung des Laserinterferome­ tersystems erfaßt werden, da die herkömmliche Weiterschal­ tung-Drehkalibriervorrichtung ausreichend genau ist, um sol­ che groben Fehler zu messen. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Drehskala auf der Peri­ pherie einer der zwei Scheiben aufgedruckt, wobei eine sta­ tionärer Zeiger an der anderen Scheibe befestigt ist. Folg­ lich können die groben Fehler, die bei einer Drehkalibrie­ rungssitzung auftreten können, durch ein herkömmliches Mit­ tel gemessen, beispielsweise durch ein visuelles Ablesen des Drehbetrags der Drehskala bezüglich des Zeigers.

Nachfolgend werden bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Elemente der vorliegenden Erfindung mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, bevorzugte Aus­ führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema und ein Blockdiagramm eines herkömmli­ chen Laserinterferometersystems zum Messen einer Winkelposition;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines oberen Gehäuse­ abschnitts der vorliegenden Erfindung, an dem ein Reflektorelement von dem Laserinterferometersystem, das in Fig. 1 dargestellt ist, befestigt ist;

Fig. 3 eine Vorderansicht des oberen Gehäuseabschnitts der vorliegenden Erfindung, der in Fig. 2 dargestellt ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht des oberen Gehäuseabschnitts der vorliegenden Erfindung, der in Fig. 2 dargestellt ist;

Fig. 5 eine Draufsicht des oberen Gehäuseabschnitts der vorliegenden Erfindung, der in Fig. 2 dargestellt ist;

Fig. 6 eine Teilquerschnittansicht des oberen Gehäuseab­ schnitts der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittlinie A-A in den Fig. 4 und 5;

Fig. 7 eine Querschnittansicht einer Weiterschalt-Dreh­ kalibriervorrichtung, die in Kombination mit dem oberen Gehäuseabschnitt der vorliegenden Erfindung, der in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist, verwendet wird; und

Fig. 8 eine Draufsicht der Weiterschalt-Drehkalibriervor­ richtung, die in Fig. 7 dargestellt ist.

Vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wäre es aufschlußreich, den ele­ mentaren Betrieb eines herkömmlichen Winkelpositionsmeß-In­ terferometersystems zu verstehen, so daß die Verwendung der vorliegenden Erfindung besser verständlich wird. In Fig. 1 ist ein Schema und ein Blockdiagramm eines bekannten Winkel­ positionsmeß-Laserinterferometersystems 8 gezeigt. Ein La­ serkopf 10 erzeugt einen Lichtstrahl 12 mit zwei Frequenzen f_A und f_B zur Übertragung zu einem Winkelinterferometer 14. Der Strahl 12 läuft durch einen Strahlbeuger 16 zu einem Po­ larisierungsstrahlteiler 18, der einen ersten Teil 20 des Strahls mit der Frequenz (oder Polarisation) f_A reflektiert und einen zweiten Teil 22 mit der Frequenz (oder Polarisa­ tion) f_B durchläßt. Der erste Teil 20 des Strahls 12 wird von dem Strahlbeuger 16 zu einer Kubusecke (oder einem Re­ tro-Reflektor) 24 eines Winkelreflektors 26 reflektiert und nachfolgend durch den Strahlbeuger 16 zurückgegeben. Der zweite Teil 22 wird zu einer Kubusecke (oder einem Retro- Reflektor) 28 durchgelassen, um durch den Strahlteiler 18 zurückreflektiert zu werden, wo derselbe mit dem zurücklau­ fenden ersten Teil 20 kombiniert wird (wenn dieser Strahl durch den Strahlbeuger 18 läuft), um einen kombinierten Strahl 30 zu bilden, der zu einem Empfänger 32 gesendet wird. Wie aus einer Betrachtung der Fig. 1 offensichtlich wird, vertauschen sich die optischen Wege, die von dem er­ sten bzw. zweiten Teil 20 und 22 des Strahls 12 durchlaufen werden, wenn der Winkelreflektor 26 um eine Achse, die vor­ zugsweise durch einen Mittelpunkt 34 und senkrecht zu der Ebene der Figur verläuft, aus einer Winkelposition in eine andere gedreht wird, wobei das Winkelinterferometer 14 sta­ tionär bleibt. Wie gut bekannt ist, offenbart sich die Ände­ rung der optischen Weglänge, die von jedem Teil des Strahls 12 durchlaufen wird, als Aufwärts- oder Abwärts-Frequenzver­ schiebung (die die sogenannte Doppler-Verschiebung ist), ab­ hängig von der Richtung und der Geschwindigkeit der Drehung. Die Frequenzverschiebung, die in dem kombinierten Strahl 30 auftritt, wird durch den Empfänger 32 erfaßt, der ein dazugehöriges Erfassungssignal 36 erzeugt, das zu einer Meßsy­ stemelektronik 38 gesendet wird. Die Verwendung eines Licht­ strahls mit zwei unterschiedlichen Frequenzen ist bevorzugt, da die Entfernungsinformationen in sogenannten Wechselsi­ gnal-Signalverläufen, oder Trägern, und nicht in Gleichsi­ gnalverläufen, getragen werden. Wie gut bekannt ist, besteht der Vorteil der Verwendung von Wechselsignal-Signalverläufen darin, daß dieselben gegenüber Änderungen von Gleichsignal- Pegeln unempfindlich sind, derart, daß Änderungen der Strahlintensität nicht als eine Änderung der Entfernung zu dem oder eine Bewegung des Objekts, das gemessen wird, in­ terpretiert werden.

Die Elektronik 38 spricht auf das Erfassungssignal an, um ein Meßdatensignal zu erzeugen, das einer Messung der Ände­ rung der Winkelposition des Winkelreflektors 26 entspricht. Umgekehrt tritt eine ähnliche Verschiebung von Frequenzen auf, wenn das Winkelinterferometer 14 in der Ebene der Figur gedreht wird, wobei der Winkelreflektor 26 stationär gehal­ ten ist.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen eine perspektivische Ansicht, eine Vorderansicht, eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines oberen Gehäuses 40 der vorliegenden Erfindung, an dem der Winkelreflektor 26 (der vorher in Verbindung mit Fig. 1 be­ schrieben wurde) befestigt ist. Fig. 6 zeigt eine Teilquer­ schnittansicht der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittlinie A-A von Fig. 4. Wie in den Fig. 2 bis 6 gezeigt ist, ist ein rechteckiger Kasten 41 aus einer Basis 42, Sei­ tenwänden 44 und einem oberen Stück 46 gebildet. Die Teile, die das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung aufweist, sind, wenn nichts anderes erwähnt ist, aus Metall hergestellt. Das obere Stück 46 ist mit Gewindebolzen (nicht gezeigt), die durch Öffnungen 48 plaziert sind, an den Seitenwänden 44 befestigt. Die Basis 42 ist in gleicher Weise über Bolzen (nicht gezeigt), die in Öffnungen 50 in der Basis 42 plaziert sind, an den Seitenwänden 44 befe­ stigt. Der Reflektor 26 ist fest an der Basis 42 befestigt, vorzugsweise über drei Bolzen (nicht gezeigt).

Ein Abdeckungsstück 52 weist bei einem funktionsfähigen Mo­ dell der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine zylindri­ sche Form auf und ist über Öffnungen 54 mit dem oberen Stück verschraubt. Eine vertikale Welle 56 ist durch eine Wellen­ öffnung 58 angeordnet. In Fig. 6 sind weitere Einzelheiten dessen gezeigt, was sich innerhalb des Abdeckungsstücks 52 befindet. Eine elastische Beilagscheibe ist zwischen einem Flansch 62, der an einem Ende der vertikalen Welle 56 gebil­ det ist, und einer inneren Oberfläche 64 des Abdeckungs­ stücks 52 angeordnet. Eine Feder-Plungerkolben-Anordnung 66 ist in der vertikalen Welle 56 befestigt und über Gewinde 68 am Platz gehalten. Eine Nase 70, die in der Plungerkolbenan­ ordnung 66 angeordnet ist, ist mit einer flachen Oberfläche 72 ausgebildet, die mittels eines Endes einer Feder 76 ge­ drückt wird, um sich zu einem Anschlag 74 zu bewegen. Das entgegengesetzte Ende der Feder 76 ist gegen eine Einstell­ schraube 78 gehalten. Wenn das Abdeckungsstück 52, das die Welle 56 und die Plungerkolbenanordnung 66 enthält, auf dem oberen Stück 46 befestigt ist, wird die flache Oberfläche der Nase 70 in eine Richtung zu der Einstellschraube 78 ge­ gen die Feder 76 gedrückt. Die Feder 76 wird folglich zusam­ mengedrückt und erzeugt eine Kraft, um die Nase 70 gegen ei­ nen Lagerblock 80 zu halten, der in dem oberen Stück 46 be­ festigt ist. Der Lagerblock 80 ist aus einem gehärteten Ma­ terial hergestellt, um der Abnutzung zu widerstehen, die durch den Abrieb von der Nase 70 erzeugt wird. Wie später detaillierter erklärt wird, ist es erwünscht, daß ein Kon­ taktbereich 82, in dem die Nase 70 den Lagerblock 80 an einem Kontaktpunkt 130 kontaktiert, flach und in der Lage ist, einer Abnutzung in eine konkave Vertiefung zu widerste­ hen, die eine Betriebsbewegung der Nase 70 behindern kann.

Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Plungerkolbenanordnung 66 ein ein sogenannter rostfreier Schwerkraft-Federplungerkolben mit einem 1/4-20-Gewinde, An­ fangs- und End-Kräften von 13,3 N (3 Pound) bzw. 57,8 N (13 Pound), einer Körperlänge von 2,54 cm (1,0 Inch) und einer unlegierten Nase aus rostfreiem Stahl, die mit einer abge­ rundeten Spitze ausgebildet ist. Die Nase dieses Feder­ plungerkolbens besaß in Ruhe eine freiliegende Länge von 0,47 cm (0,187 Inch) und einen Durchmesser von 0,30 cm (0,119 Inch).

In den Fig. 3 und 4 ist eine Blockierbeilagscheibe 84 ge­ zeigt, die auf der vertikalen Welle 56 befestigt ist. Der Zweck der Blockierbeilagscheibe 84 wird später erklärt. Ob­ wohl dieselbe in den Fig. 2, 5 und 6 nicht gezeigt ist, ist die Blockierbeilagscheibe 84 ein Gegenstand, der zur Verwen­ dung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung erwünscht ist.

Fig. 7 zeigt eine Schnitt-Vorderansicht einer herkömmlichen Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung 90, die ein Teil der vorliegenden Erfindung ist. Eine obere Scheibe 92 ist für eine Drehung um und eine Bewegung entlang einer Mittelachse 94 befestigt. Obwohl Kugellager 96 und 98 für ein bevorzug­ tes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt sind, können andere Lageranordnungen verwendet werden, bei­ spielsweise ein einfaches Gleitlager ohne jedes Kugellager. Eine untere Scheibe 100 ist vorzugsweise als ein einstücki­ ges Teil einer Basis 102 gebildet. Eine herkömmliche Hirth- Kupplung 104 (spezifische Einzelheiten nicht dargestellt) verbindet die obere Scheibe 92 mit der unteren Scheibe 100 um eine peripherische Region zwischen der oberen und der un­ teren Scheibe. Gemäß der Darstellung in Fig. 7 ist die Hirth-Kupplung eingekuppelt. Die obere Scheibe 92 ist jedoch entlang einer longitudinalen Achse 106 beweglich, derart, daß die Hirth-Kupplung ausgekuppelt wird und die zwei Schei­ ben voneinander getrennt werden. Um eine äußere Peripherie der Scheibe 92 befindet sich ein graduierter Ring 108 mit einer Skala zum Anzeigen einer Winkeldrehung bezüglich eines Zeigers 110, der an der unteren Scheibe 100 befestigt ist.

Fig. 8 zeigt eine Draufsicht der Weiterschalt-Drehkalibrier­ vorrichtung, die in Fig. 7 dargestellt ist. Die Basis 102 weist vorzugsweise drei Befestigungslöcher 112 auf, die zur Befestigung des Drehtisches einer Werkzeugmaschine, bei­ spielsweise einer Fräsmaschine, brauchbar sind. Die obere Scheibe 92 weist Löcher 114 auf, die verwendet werden, um das obere Gehäuse (der Fig. 2 bis 6) über Befestigungslöcher 50 zu befestigen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die obere Scheibe einen Durchmesser von 12,7 cm (5 Inch) auf, und die Hirth-Kupplung ist auf 0,25 Bogensekunden genau.

Nachfolgend wird eine Beschreibung durchgeführt, die die Verwendung der vorliegenden Erfindung zum Durchführen von Drehkalibrierungen eines Werkzeugmaschinentischs betrifft. Wenn das obere Gehäuse 40 auf der oberen Scheibe 92 der Wei­ terschalt-Drehkalibriervorrichtung 90 befestigt ist, fällt die longitudinale Achse 106 der Weiterschalt-Drehkalibrier­ vorrichtung vorzugsweise mit einer Wellenachse 120 zusammen, die sich entlang der Mitte der vertikalen Welle 56 er­ streckt. Wenn die vorliegende Erfindung in Kombination mit dem Laserinterferometersystem 8 zur Durchführung von Kali­ brierungen der Winkelpositionsfähigkeit des CNC-Werkzeugma­ schinentischs verwendet wird, fällt die Drehachse des Ma­ schinentischs vorzugsweise mit der Wellenachse 120 (die in den Fig. 2 bis 6 gezeigt ist) und der longitudinalen Achse 106 (in Fig. 7) zusammen. Die CNC-Werkzeugmaschine weist eine Computergesteuerte Spindel auf, die ein Spannfutter einschließt, um das zugehörige Werkzeug, das verwendet ist, um das unbearbeitete Stück in einen fertigen Herstellungsge­ genstand zu formen, zu halten. Die Spindel weist typischer­ weise viele Bewegungsgrade auf, die eine Bewegung entlang einer Richtung senkrecht zu dem Werkzeugmaschinentisch von dem Werkzeugmaschinentisch weg und zu demselben hin ein­ schließen. Wenn die vorliegende Erfindung vollständig zum Durchführen von Drehkalibrierungen des Werkzeugmaschinen­ tischs eingestellt ist, ist die vertikale Welle 56 starr an der Spindel befestigt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel ist ein Loch 122 (in den Fig. 2 bis 4 und 6 gezeigt) in der vertikalen Welle 56 brauchbar, um einen Stab (nicht gezeigt), der durch dieselbe plaziert ist, zu halten, wenn die vorliegende Erfindung stationär gehalten werden muß, wenn sie in dem Spannfutter der Spindel befestigt wird.

Wenn die Drehachsenkalibrierung des CNC-Werkzeugmaschinen­ tischs begonnen wird, werden die obere und die untere Schei­ be 92 und 100 der Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung 90 zuerst in eine vorgeschriebene Anfangsposition bezüglich des Zeigers 110 eingestellt, vorzugsweise an der Null-Marke des graduierten Rings 108. Die Hirth-Kupplung 104 ist einge­ kuppelt, so daß die zwei Scheiben in ihrer vorgeschriebenen Position gehalten sind. Außerdem wird das Laserinterferome­ tersystem 8 in die vorgeschriebene Anfangsposition einge­ stellt. Als nächstes wird angewiesen, daß die Spindel sich an einen Ort weg von dem Werkzeugmaschinentisch bewegt, was zur Folge hat, daß die obere Scheibe 92 von der unteren Scheibe 100 getrennt wird, und die Hirth-Kupplung 104 ausge­ kuppelt wird. Dann wird angewiesen, daß der Werkzeugmaschi­ nentisch sich in eine vorgeschriebene Winkelposition dreht, die zu darstellenden Zwecken beispielsweise 10 Grad ist. Die obere Scheibe 92 dreht sich nicht, da die Hirth-Kupplung 104 ausgekuppelt ist. Allen Schleifkräften, die durch eine Rei­ bung in den Lagern 96 und 98 übertragen werden können, um die obere Scheibe 92 zu drehen, wenn die untere Scheibe 100 gedreht wird, wird durch die Kombination der Spindel, die die vertikale Welle 56 hält, und des Reibungswiderstands, der durch die elastische Beilagscheibe 60 erzeugt wird, wi­ derstanden. Als weitere Erklärung wurde vorher erwähnt, daß die Plungerkolbenanordnung 66 derart angeordnet ist, daß die Nase 70 gegen den Lagerblock 80 gedrückt wird. Die Kraft, die durch die Plungerkolbenanordnung 66 erzeugt wird, wirkt auch auf die elastische Beilagscheibe 60, was wiederum einen Reibungswiderstand erzeugt, der größer als ausreichend ist, um allen Schleifkräften zu widerstehen, die durch die Lager 96 und 98 erzeugt werden können.

Nachdem die untere Scheibe 100 an den 10 Grad-Ort gedreht worden ist, wird angewiesen, daß die Spindel sich zu dem Werkzeugmaschinentisch hin bewegt. Die Hirth-Kupplung wird dann wieder eingekuppelt. Wenn kein Fehler existiert, werden die Zähne der Hirth-Kupplung 104 exakt einkuppeln und das Laserinterferometersystem 8 wird keine Drehbewegung des Win­ kelreflektors 26 erfassen. Der Zeiger 110 wird sich eben­ falls bei der 10 Grad-Anzeige des graduierten Rings 108 be­ finden. Wenn jedoch ein Fehler existiert, wird das Laserin­ terferometersystem 8 eine bestimmte Winkelbewegung des Win­ kelreflektors 26 erfassen.

Es ist bekannt, daß jeder Zahn (nicht gezeigt) der Hirth- Kupplung gewinkelte Seiten aufweist, wobei alle Zähne jeder Scheibe ein Zahnrad bilden. Wenn der Winkelfehler des Werk­ zeugmaschinentischs, wenn angewiesen wird, daß sich derselbe in die 10 Grad-Position bewegt, derart ist, daß die Zähne der Hirth-Kupplung nicht exakt ineinander greifen, wenn die obere Scheibe 92 auf die untere Scheibe 100 zurück plaziert wird, ist eine Beschädigung der relativ aufwendigen Hirth- Kupplung 104 möglich, da die Spindel in der Lage ist, große Kräfte zu erzeugen, die erforderlich sind, um bearbeitete Teile herzustellen. Das obere Gehäuse 40 ist aufgebaut und angeordnet, um eine Beschädigung der Zähne der Hirth-Kupp­ lung 104 zu vermeiden, wenn eine derartige Situation auf­ tritt. Spezieller ist die Kraft, die durch die Feder 78 in der Plungerkolbenanordnung 66 erzeugt wird, gewählt, um kleiner zu sein als eine solche, die die Hirth-Kupplung 104 beschädigen wird. Wenn die obere Scheibe 92 etwas geneigt werden muß, um die Situation aufzunehmen, bei der die Zähne der Hirth-Kupplung 104 nicht exakt ineinandergreifen, wird sich der rechteckige Kasten 41 folglich an dem Kontaktpunkt 130 um die Nase 70 schwenken, bevor irgendeine Beschädigung an einem beliebigen der Zähne auftritt. Es sollte hervorge­ hoben werden, daß die Wellenöffnung 58 dimensioniert ist, um zu ermöglichen, daß sich der rechteckige Kasten 41 und das Abdeckungsstück 42 (die starr an dem oberen Stück 46 befestigt sind) ohne eine Berührung irgendeines Abschnitts der vertikalen Welle 56 neigen.

Zur gleichen Zeit ist ferner jede Drehung der oberen Scheibe 92, die notwendig ist, damit die Zähne der Hirth-Kopplung 104 exakt ineinandergreifen, ebenfalls ermöglicht. Dieses Ergebnis ist möglich, da die Kraft der Feder 78 und der Rei­ bungswiderstand der elastischen Beilagscheibe 60 derart ge­ wählt sind, daß der rechteckige Kasten 41 sich um die ver­ tikale Welle 56 dreht, bevor irgendeine Beschädigung in der Hirth-Kupplung 104 auftritt. Spezieller wird, wenn die Zähne der Hirth-Kupplung nicht exakt ineinandergreifen, eine Kraft erzeugt, da die gewinkelten Seiten jedes Zahns gegeneinan­ dergedrückt werden, wenn die Spindel die obere Scheibe 92 zu der unteren Scheibe 100 bewegt. Diese Kraft wird über die Nase 70 übertragen und ist wirksam, um die Feder 78 weiter zusammenzudrücken. Wenn die übertragene Kraft beginnt, die Federkraft zu übersteigen, die durch das Zusammendrücken der Feder 78 erzeugt wird, wird die Kraft, die wirksam ist, um die elastische Beilagscheibe 60 und den Flansch 62 gegen die innere Oberfläche 64 des Abdeckungsstücks 52 zu drücken, auf eine Größe von Null abnehmen. Die Spindel wird die vertikale Welle 56 davon abhalten, sich zu drehen. Folglich wird der rechteckige Kasten 41 frei sein, um sich nach Bedarf als Re­ aktion auf die Rotationskräfte, die erzeugt werden, wenn die Zähne der Hirth-Kopplung ineinandergreifen, zu drehen. Da der Kontaktpunkt zwischen der Nase 70 und dem Lagerblock 80 dort ist, wo die Drehung auftritt, ist es offensichtlich, warum die Nase 70 abgerundet ist (und nicht flach ist), um den Kontaktbereich zu reduzieren, und warum es erwünscht ist, daß der Lagerblock 80 aus einem gehärteten Material hergestellt ist, um einem Abrieb von der Nase 70 zu wider­ stehen. Wenn die Nase 70 durch eine Abnutzung eine konkave Vertiefung in dem Lagerblock 80 erzeugt, kann die Schwenk- und Dreh-Fähigkeit des rechteckigen Kastens 41 nachteilig beeinflußt sein.

Nachdem das Kalibrierungsverfahren für die 10 Grad-Position abgeschlossen ist, kann die gesamte Prozedur, die oben be­ schrieben ist, für die nächste Position wiederholt werden, beispielsweise am 20 Grad-Ort. Da die Spindel und der Werk­ zeugmaschinentisch üblicherweise unter einer programmierba­ ren Steuerung arbeiten, kann das gesamte Kalibrierungsver­ fahren automatisiert werden, vorausgesetzt die geeignete Schnittstellenausrüstung und Computerprogramme für eine Schnittstellenbildung und Steuerung der Werkzeugmaschine und des Laserinterferometersystems sind verwendet.

Es ist gut bekannt, daß das Laserinterferometersystem 8 zum Messen relativ kleiner Winkelpositionsänderungen ideal ge­ eignet ist, wie z. B. zum Zweck der Veranschaulichung von Änderungen von weniger als einem Grad. Wenn der Drehpositio­ nierungsfehler des Werkzeugmaschinentischs relativ groß ist (beispielsweise zur Veranschaulichung), kann eine solche Un­ genauigkeit durch die Verwendung des graduierten Rings 108 in der Weiterschalt-Drehkalibriervorrichtung 90 erfaßt wer­ den. In diesem letzteren Fall wird das Laserinterferometer­ system 8 nicht benötigt, bis derartige, relativ große Fehler erstmals eliminiert sind.

Es gibt Situationen, in denen Öl oder andere ungewollte Ver­ unreinigungen von der Spindel entlang der vertikalen Welle 56 herablaufen kann und möglicherweise den Betrieb der vor­ liegenden Erfindung stört. In einem solchen Fall ist eine Blockierbeilagscheibe 84, die vorzugsweise aus Polyurethan besteht, verwendet, um das ungewollte Öl oder andere Verun­ reinigungen daran zu hindern, den Betrieb der vorliegenden Erfindung negativ zu beeinflussen.

Obwohl bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Er­ findung detailliert oben beschrieben wurde, ist die vorlie­ gende Erfindung keinesfalls durch diese Ausführungsbeispiele und bevorzugte Anordnungen begrenzt. Fachleute werden erken­ nen, daß Änderungen in Form und Detail durchgeführt werden können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung ab­ zuweichen. Beispielsweise kann das obere Gehäuse 40 aufgebaut sein, um an demselben das Winkelinterferometer 14 des Laserinterferometersystems 8 anstelle des Winkelreflektors 26 zu befestigen. Bei einem solchen alternativen Fall wird sich das Winkelinterferometer 14 mit dem oberen Gehäuse 40 drehen, während der Winkelreflektor 26 stationär gehalten ist. Andere optische Winkelpositionsmeß-Systeme können an­ stelle des bevorzugten Systems unter Verwendung der soge­ nannten Wechselsignal-Signalverläufen von Laserlicht ver­ wendet werden. Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele alle in Verbindung mit einem horizontalen Werkzeugmaschinen­ tisch beschrieben sind, wird die vorliegende Erfindung mit einem Gerät, beispielsweise Drehmaschinen, arbeiten, bei dem der Werkzeugmaschinentisch vertikal oder in einem bestimmten Winkel zwischen horizontal und vertikal angeordnet ist.

Claims (8)

1. Drehachsenkalibiriervorrichtung für eine Werkzeugma­ schinenanordnung zur Verwendung in Kombination mit der Werkzeugmaschinenanordnung als ein Werkstück und einer Winkelpositionsmeß-Anordnung als ein weiteres Werk­ stück;
wobei die Werkzeugmaschinenanordnung folgende Merkmale einschließt:
einen Maschinentisch, der wirksam ist, um sich um eine Drehachse zu drehen, und der eine Zusatzbefe­ stigungseinrichtung aufweist; und
eine Werkzeugspindel, die wirksam ist, um sich ent­ lang einer Richtung parallel zu der Drehachse rück­ wärts und vorwärts zu bewegen, während sie eine fe­ ste Drehposition beibehält, und die einen Werkzeug­ halter einschließt;
wobei die Winkelpositionsmeß-Anordnung (8) eine Kompo­ nente (26) zum Koppeln mit dem Maschinentisch und zum Messen von Unterschieden zwischen einer tatsächlichen Winkelposition des Maschinentischs und einer vorge­ schriebenen Winkelposition für denselben einschließt;
wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
eine Weiterschalt-Kalibriervorrichtung (90) mit einem oberen (92) und einem unteren (100) Element, um sich um eine longitudinale Achse (106) der Kali­ briervorrichtung (90) zu drehen, und um für eine exakte Drehpositionierung der Elemente (92, 100) zueinander über eine Drehkupplung (104), die eine Planverzahnung hat, miteinander verbunden zu sein;
wobei das obere Element (92) für eine Bewegung entlang der longitudinalen Achse (106) und für ein Einkuppeln und ein Auskuppeln der Drehkupplung (104) angeordnet ist; wobei das untere Element (100) eine Befestigungseinrichtung für eine feste Kopplung mit der Zusatzbefestigungseinrichtung des Maschinentischs aufweist;
gekennzeichnet durch
einen Träger (41) mit einer Befestigungseinrichtung für eine feste Kopplung mit der Komponente (26) der Winkelpositionsmeß-Anordnung (8), der ferner eine obere und eine untere Oberfläche aufweist; wobei die untere Oberfläche mit dem oberen Element (92) der Kalibriervorrichtung (90) gekoppelt ist;
ein Verbindungsbauglied (56) mit einem nahen und einem entfernten Ende; wobei das entfernte Ende für eine feste Kopplung mit dem Werkzeughalter angepaßt ist; und
eine Verbindungsbauglied-Befestigungseinrichtung zum Koppeln des nahen Endes des Verbindungsbau­ glieds (56) mit der oberen Oberfläche des Trägers (41); wobei die Verbindungsbaugliedbefestigung der­ art aufgebaut und angeordnet ist, daß

• a) der Träger (41) daran gehindert ist, sich um die longitudinale Achse (106) zu drehen, wenn die Drehkupplung (104) der Weiterschalt-Kali­ briervorrichtung (90) ausgekuppelt ist, und
• b) daß ermöglicht ist, daß sich der Träger um die longitudinale Achse (106) dreht, wenn die Dreh­ kupplung (104) der Weiterschalt-Kalibriervor­ richtung (90) in einem eingekuppelten Zustand ist;

wobei die Vorrichtung derart angeordnet ist, daß das Verbindungsbauglied (56) zum Zwecke der Drehkalibrie­ rung mit dem Werkzeughalter koppelbar ist, die Kompo­ nente (26) mit dem Träger (41) koppelbar ist, die Wei­ terschalt-Kalibriervorrichtung (90) mit dem Maschinen­ tisch koppelbar ist, wobei die longitudinale Achse (106) der Kalibriervorrichtung (90) im wesentlichen mit der Drehachse des Maschinentischs in Ausrichtung bring­ bar ist, und wobei die Drehkupplung durch die Rück­ wärts- und Vorwärts-Bewegung der Spindel auskuppelbar bzw. einkuppelbar ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Verbindungs­ bauglied (56) einen Feder-Plungerkolben (66) aufweist, der eine Nase (70) und eine innere Feder (76) aufweist, wobei das nahe Ende des Verbindungsbauglieds (56) mit einem Flansch (62) ausgebildet ist, der einen vorbe­ stimmten Durchmesser aufweist; wobei die Verbindungs­ bauteil-Befestigungseinrichtung ein Gehäuse (52) auf­ weist, das eine Öffnung (58) mit einem Durchmesser, der kleiner als der vorbestimmte Durchmesser ist, aufweist; wobei die Nase (70) ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist; wobei das Gehäuse (52) fest auf einer oberen Oberfläche des Trägers (41) befestigt ist; wobei der Flansch und die Nase (70) innerhalb des Gehäuses (52) angeordnet sind, wobei der Feder-Plungerkolben (66) mit dem nahen Ende des Verbindungsbauglieds (56) gekoppelt ist, derart, daß das vordere Ende der Nase (70) sich über den Flansch (62) hinaus erstreckt und die obere Oberfläche des Trägers (41) berührt; wobei das Verbin­ dungsbauglied (56) angeordnet ist, um sich durch die Öffnung (58) zu erstrecken, wobei sich das entfernte Ende aus dem Gehäuse (52) erstreckt;
bei der in einem ersten Zustand das hintere Ende der Nase (70) gegen die innere Feder (76) gedrückt ist und dieselbe zusammendrückt, wodurch eine Reaktionsfederkraft erzeugt wird, die durch das Verbindungsbauglied (56) übertragen wird, um den Flansch (62) gegen das Ge­ häuse (52) zu drücken, und welche eine Größe aufweist, um zu verhindern, daß sich das Gehäuse (52) um das Ver­ bindungsbauglied (56) dreht; und
bei der in einem zweiten Zustand eine entgegengesetzte Kraft an einem Ort auf das vordere Ende der Nase (70) ausgeübt wird, an dem dieselbe die obere Oberfläche des Trägers (41) berührt; wobei die Kraft eine Größe auf­ weist, die zumindest größer als die Reaktionsfederkraft ist und in eine zu derselben entgegengesetzte Richtung ausgeübt wird, derart, daß der Flansch (62) nicht län­ ger gegen das Gehäuse (52) gedrückt wird, wodurch er­ möglicht wird, daß sich das Gehäuse (52) an dem Ort um das Verbindungsbauglied (56) dreht, an dem das vordere Ende der Nase (70) die obere Oberfläche berührt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Win­ kelpositionsmeß-Anordnung (8) ein Dual-Laserstrahl-In­ terferometer einschließt und die Komponente (26) ein Winkelreflektor ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der die Dreh­ kupplung (104) eine Hirth-Kupplung ist, die Getriebe­ zähne einschließt, die exakt ineinander greifen, wenn die Hirth-Kupplung eingekuppelt ist; wobei die Reak­ tionsfederkraft eine vorgeschriebene Größe aufweist, die geringer ist als eine Kraft, die irgendeinen der Getriebezähne beschädigt, wenn die Hirth-Kupplung ein­ gekuppelt wird, wenn die Getriebezähne zueinander in einer versetzten Ausrichtung sind.

5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die fer­ ner ein Blockierelement (84) aufweist, das zwischen dem nahen und dem entfernten Ende mit dem Verbindungsbau­ glied (56) gekoppelt ist, um zu verhindern, daß belie­ bige verunreinigende Elemente den Betrieb der Vorrichtung stören.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der das Blockierele­ ment (84) eine Beilagscheibe ist, die aus einem ela­ stomeren Material hergestellt ist.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der eine Beilagscheibe (60) zwischen dem Flansch (62) und dem Gehäuse (52) angeordnet ist, um einen Reibungswi­ derstand zu liefern, um während dem ersten Zustand mit der Reaktionsfederkraft zusammenzuwirken, wodurch die Größe der Reaktionsfederkraft reduziert wird, um eine Drehbewegung des Gehäuses (52) um das Verbindungsbau­ glied (56) zu verhindern.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der ein Lagerblock (80) aus einem abriebfesten Material auf der oberen Oberfläche des Trägers (41) befestigt ist, um die Nase (70) des Feder-Plungerkolbens (66) zu kon­ taktieren, und um in dem zweiten Zustand eine Lager­ oberfläche zu sein, wenn sich das Gehäuse (52) an dem Ort (130), an dem die Nase (70) den Lagerblock (80) be­ rührt, um das Verbindungsbauglied (56) dreht.