DE19617880A1 - Abstandsmeßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstandsmeßvorrichtung zur Ver­ wendung in Maschinen, wie etwa Werkzeugmaschinen, und insbeson­ dere eine Meßvorrichtung, die ein Laser-Interferometer enthält, zur Messung des Abstandes von gegeneinander bewegten Maschinen­ teilen.

In vielen Maschinen, wie etwa Werkzeugmaschinen, ist es wichtig, die Entfernung, um die sich eine Maschinenkomponente relativ zu einer anderen bewegt hat, präzise zu messen. Bei Werkzeugmaschinen ist es beispielsweise oft wichtig, die von der Spindel zurückgelegte Entfernung relativ zu der Halterung, an welcher das Werkstück eingespannt ist, präzise zu messen, um das Werkstück innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen bearbeiten zu können. Andere Werkzeugmaschinen verwenden eine Mehrzahl von ausstellbaren Beinen, um das Schneidwerkzeug und das Werkstück relativ zueinander zu bewegen. Bei diesem Maschinentyp ist es notwendig, daß der Betrag der Verlängerung oder Verkürzung jedes Beins präzise überwacht wird, um das Werkstück genau zu schnei­ den.

Eine Vielzahl von Meßvorrichtungen wurden in verschiedenen Maschinen eingesetzt, um die zurückgelegten Strecken zu über­ wachen und um ein Ausgangssignal zu einer Steuereinheit zu lie­ fern, die wiederum die zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück relativ zurückgelegten Entfernungen präzise kontrol­ liert.

Eine Art von Meßvorrichtung verwendet ein festes Gitter, welches ein Muster von Markierungen in regelmäßigem Abstand zueinander entlang des Gitters aufweist. Ein Meßkopf ist an einer beweglichen Komponente der Maschine angebracht und bewegt sich entlang des Gitters und fühlt die Anzeigemarkierungen ab, um ein Signal zu liefern, das repräsentativ für die Position der bewegten Komponente relativ zu dem festen Gitter ist.

Genauere Messungen lassen sich erhalten, wenn ein Laser- Interferometer eingesetzt wird. Die Bewegung der einen Komponen­ te relativ zu der anderen Komponente wird durch Anbringung eines Spiegels an jeder Komponente gemessen. Eine Laserlichtquelle erzeugt einen Laserstrahl, der nahe an einem der Spiegel in zwei Teilstrahlen aufgespalten wird. Der eine Teilstrahl wird sofort zurück auf einen Photodetektor reflektiert, während der andere Teilstrahl auf den zweiten Spiegel reflektiert wird, der an der anderen beweglichen Komponente angeordnet ist. Dieser zweite Spiegel reflektiert das Licht zu dem ersten Spiegel, wo die beiden Teilstrahlen des Laserlichts wieder rekombinieren und auf den Photodetektor reflektiert werden. Der Photodetektor liest die Interferenzstreifen ab, die aus der Interferenz zwischen den beiden Teilstrahlen resultieren, wenn der zweite Spiegel relativ zu dem ersten Spiegel bewegt wird und sich die beiden Laser­ strahlteile in und außer Phase bewegen. Die Interferenzstreifen zeigen Veränderungen im Abstand zwischen den beiden Spiegeln an, und durch Zählen der Interferenz streifen kann die relative Bewe­ gung zwischen den Komponenten bestimmt werden.

Allgemein mißt das Laserinterferometer einen relative Ver­ schiebung, indem zwei Lichtstrahlen zur Interferenz gebracht werden. Die Lichtstrahlen werden erzeugt, indem ein monochroma­ tischer Strahl in zwei separate Teilstrahlen aufgespalten wird. Diese Teilstrahlen werden dazu gebracht, auf verschiedenen Weg­ strecken zu den getrennten Spiegeln zu laufen, wo sie reflek­ tiert werden, um rekombiniert zu einem Photodetektor zu gelan­ gen.

Die Intensität der kombinierten Strahlen hängt von der Pha­ sendifferenz zwischen diesen Strahlen ab. Wenn sie in Phase sind, addieren sich ihre Intensitäten, wenn sie jedoch um 180° außen Phase sind, subtrahieren sie sich. Wenn sich mithin einer der Spiegel um eine viertel Wellenlänge oder 90° bewegt, beträgt die Differenz auf dem Gesamtweg 180°. Daher durchläuft der re­ kombinierte Strahl einen kompletten Phasenzyklus, wenn einer der Spiegel sich um eine halbe Lichtwellenlänge in bezug auf den anderen Spiegel bewegt. In typischen Maschinenanwendungen bleibt einer der Spiegel feststehend in bezug auf den Strahlteiler und liefert eine Bezugsweglänge. Dann können alle erkennbaren Inter­ ferenzänderungen (Interferenzstreifen) als durch Verschiebung des anderen Spiegels bedingt angenommen werden.

Ein Problem, das bei Anwendung von Laserinterferometern zur Messung von relativen Entfernungen auftritt, besteht darin, daß die Wellenlänge des Lichts in Luft mit der Temperatur, dem Druck und der Feuchtigkeit variiert. Das Laserinterferometer kann daher eine relative Bewegung anzeigen, obwohl tatsächlich gar keine Bewegung stattgefunden hat. Diese Komplikation wird durch die Tatsache erschwert, daß in vielen Anwendungen in Maschinen, die minimale Meßweglänge, d. h. der minimale Abstand zwischen den Punkten, deren Abstand zu messen ist, relativ groß sein kann.

Mit anderen Worten, die Konfiguration der Maschine macht es unmöglich, beide Spiegel in nächste Nähe zu dem Strahlteiler zu bewegen, um das Interferometer auf den gleichen Anfangsbezugs­ punkt oder Nullpunkt vor jeder Benutzung der Maschine zu kali­ brieren. Wenn dies möglich wäre, könnten automatische Kompensa­ toren verwendet werden, um die Unterschiede in der Wellenlänge als Funktion der sich ändernden Variablen, wie etwa Temperatur, Druck und Feuchtigkeit zu approximieren. Wenn ferner die minima­ le Strecke zwischen dem bewegten Spiegel und dem Strahlteiler, die gewöhnlich als Grundweglänge (deadpath) bezeichnet wird, genau bekannt wäre, könnten ebenfalls automatische Kompensatoren angewendet werden, um die Änderungen in der Wellenlänge abzu­ schätzen. In vielen Anwendungen jedoch liefern automatische Kompensatoren keine hinreichende Meßgenauigkeit in dem Maße, wie es durch Kontrollieren der Variablen, die die Lichtwellenlänge beeinflussen, erreichbar ist.

Daher wäre es vorteilhaft, auf ökonomische Weise eine Kon­ trolle der Parameter, die die Lichtwellenlänge beeinflussen, zu erreichen, um eine genaue Messung der Abstände zwischen Kompo­ nenten, die sich relativ zueinander bewegen, zu ermöglichen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abstandsmeß­ vorrichtung anzugeben, die die oben genannten Schwierigkeiten überwindet.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die Abstandsmeßvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Meßvorrichtung zum Messen des Abstands zwischen zwei Punkten, die eine lineare Wegstrecke zwischen sich haben. Die Vorrichtung enthält eine Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle mit einem abgedichteten, hohlen Innenraum, der entlang der linearen Wegstrecke angeordnet ist. Der hohle Innenraum wird durch wenigstens ein Fenster abge­ schlossen, das an einem seiner Enden angeordnet ist.

Eine Laser-Interferometervorrichtung wirkt mit der Grund­ weglängenfehlerunterdrückungszelle zusammen und enthält einen Strahlteiler und einen ersten Reflektor. Der erste Reflektor ist so angeordnet, um einen Laserstrahl entlang der linearen Weg­ strecke und durch den abgedichteten hohlen Innenraum zu werfen. Ein zweiter Reflektor ist an der gegenüberliegenden Seite des abgedichteten hohlen Innenraums angeordnet, um den Laserstrahl zurück entlang der linearen Wegstrecke zu reflektieren. Wenn sich die Entfernung zwischen dem ersten Reflektor und dem zwei­ ten Reflektor verändert, wirken die Grundweglängenfehlerunter­ drückungszelle und die Laser-Interferometervorrichtung zusammen, um eine präzise Messung des Abstands zwischen diesen Punkten zu liefern.

In einer speziellen Ausführungsform der Meßvorrichtung sind die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle und die Laser-Inter­ ferometervorrichtung in eine Maschine, wie etwa eine Werkzeug­ maschine, eingebaut. In dieser Umgebung kann die Meßvorrichtung ein erstes Teil haben, an dem der erste Reflektor befestigt ist, und ein zweites Teil, an dem der zweite Reflektor befestigt ist, wobei das erste und das zweite Teil sich in Bezug aufeinander entlang der linearen Wegstrecke hin- und herbewegen. In einer Ausführungsform sind die beweglichen Teile teleskopartig, und das erste bewegliche Teil enthält die Grundweglängenfehlerunter­ drückungszelle. Die teleskopartigen Teile können als ein Bein in einer mehrbeinigen Werkzeugmaschine Verwendung finden und rela­ tiv zueinander über eine Kugelumlaufspindel hin- und herbewegt werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung enthält das erste Teil die abgedichtete Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle, während das zweite teleskopartige Teil abgedichtet und in Kom­ munikation mit einem ausdehnbaren Balg ist. Wenn sich das erste und das zweite Beinteil in Bezug aufeinander hin- und herbewe­ gen, wird daher derselbe Gasvorrat beibehalten und kann sich zwischen dem Balg und dem Inneren des zweiten Beinteils frei bewegen, um durch Konstanthaltung der Atmosphäre die Parameter besser zu kontrollieren, die die Wellenlänge des hindurchgehen­ den Lichts beeinflussen können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen in den Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Werkzeugmaschine als Anwendung der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Werkzeug­ maschine als Anwendung der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Werkzeug­ maschine als Anwendung der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 eine Ansicht der Werkzeugmaschine aus Fig. 3 ist;

Fig. 5 eine Draufsicht von oben auf die Werkzeugmaschine aus den Fig. 3 und 4 aus der Sichtebene 5-5 aus Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine dritte Werkzeugmaschine zur Anwendung der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 7 eine Teilansicht einer Bein- und Instrumentenarmanord­ nung zeigt, die in jeder der vorhergehenden Werkzeug­ maschinen verwendet werden kann;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Steuerung für eine Werkzeugmaschine als Anwendung für die vorliegende Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh­ rungsform einer Steuerung zeigt;

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer dritten Ausfüh­ rungsform einer Steuerung zeigt;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer vierten Werkzeug­ maschine als Anwendung für die vorliegende Erfindung zeigt;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer fünften Werkzeug­ maschine als Anwendung für die vorliegende Erfindung zeigt;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer sechsten Werkzeug­ maschine als Anwendung für die vorliegende Erfindung zeigt;

Fig. 14 einen Längsschnitt durch ein angetriebenes, ausstell­ bares Bein zeigt, das in den Werkzeugmaschinen verwen­ det werden kann;

Fig. 15 eine Teilquerschnittsansicht in Längsrichtung ist, die vergrößert eine der Gabelkopfanordnungen zum Verbinden des angetriebenen Beins mit einer Plattform oder einem Träger zeigt;

Fig. 16 einen Querschnitt in Längsrichtung durch die Gabelkopf­ anordnung von Fig. 15 zeigt, die in der Ebene der Linie 16-16 aus Fig. 14 genommen ist;

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht der Gabelkopfanordnung aus Fig. 15 und 16 ist;

Fig. 18 eine verkürzte Darstellung eines Instrumentenarms im Längsschnitt ist, der in den Werkzeugmaschinen verwen­ det werden kann;

Fig. 19 eine Schnittdarstellung von einem Ende des Instrumen­ tenarms aus Fig. 18 ist, die in der Ebene 19-19 in Fig. 18 genommen ist;

Fig. 20 eine schematische Ansicht eines Instrumentenarms ist, in dem ein Laser-Interferometer zur Messung von Abstän­ den eingesetzt ist;

Fig. 21 eine schematische Ansicht der Meßvorrichtung, in der ein Laser-Interferometer eingebaut ist, gemäß der Er­ findung zeigt;

Fig. 22 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der in Fig. 21 dargestellten Abstandsmeßvorrichtung zeigt;

Fig. 23 eine schematische Darstellung einer dritten Ausfüh­ rungsform der in Fig. 21 dargestellten Abstandsmeßvor­ richtung zeigt; und

Fig. 24 eine Ansicht einer Abstandsmeßvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, die ein Laser-Interferometer umfaßt und in einem ausstellbaren Bein einer Werkzeugmaschine verwendet wird, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 hat eine Werkzeugma­ schine, als bevorzugte Anwendung für die vorliegende Erfindung, ein Basisteil 10 in Form eines Trägers oder einer Plattform und eine Spindel-Halterung oder -plattform 11, die in Abstand zu der Basis 10 liegt. Ein Spindelkopf 12 ist an der Spindel-Plattform 11 angebracht und dazu ausgebildet, ein rotierendes Schneidwerk­ zeug 13 auf zunehmen. Ein Spindelantriebsmechanismus, der all­ gemein durch das Bezugszeichen 14 bezeichnet ist, ist an der Spindelplattform 11 montiert und enthält einen Motor 15, der in üblicher Weise über ein Getriebe mit dem Spindelkopf 12 verbun­ den ist. Die Basisplattform 10 trägt eine Werkstückhalterung 16, die ein durch das Teil 17 dargestelltes Werkstück aufnimmt.

Die in Abstand zueinander liegenden Plattformen 10 und 11 sind miteinander durch sechs angetriebene und ausstellbare Beine 20-25 verbunden. Jedes Bein ist an seinem unteren Ende durch ein Kugelgelenk 26 mit der Basisplattform 10 schwenkbar verbun­ den. In ähnlicher Weise sind die oberen Enden der Beine 20-25 über ein zweites Kugelgelenk 27 schwenkbar mit der Spindelplatt­ form 11 verbunden.

Die Beine 20-25 können zum Beispiel aus teleskopartigen unteren und oberen Teilen 20a und 20b gebildet sein. Die tele­ skopartigen Teile können beispielsweise Kolbenstange 20a und Zylinder 20b eines hydraulischen Zylinders sein. Die Länge eines solchen Beins kann durch Steuerung des Volumens von Hydraulik­ flüssigkeit in jedem Ende des Zylinders gesteuert werden.

Die Position der Spindelplattform 11 relativ zur Basisplatt­ form 10 und mithin die Position des Schneidwerkzeugs 13 relativ zum Werkstück 17 kann durch gleichzeitiges Einstellen der Längen aller sechs Beine 20-25 justiert werden. Innerhalb einer Bewe­ gungshüllkurve kann das Schneidwerkzeug 13 auf alle fünf frei­ liegenden Oberflächen eines kubischen Werkstücks angewendet werden. Die einzigen Beschränkungen der Bewegungshüllkurve in bezug auf die fünf frei liegenden Oberflächen werden durch die maximalen Verschwenkungen der Gelenke 26 an der Basisplattform 10 und die Verschwenkungen der zweiten Gelenke 27 an der Spin­ delplattform 11, die minimale und maximale Länge der Beine 20-25, die maximale Reichweite der linearen Bewegung jedes der Beine und die Notwendigkeit auferlegt, daß aus Gründen der Sta­ bilität zu vermeiden ist, daß bestimmte Beine in einer gemein­ samen Ebene sind. Innerhalb der Bewegungshüllkurve erlaubt diese Konstruktion die Bearbeitung von Konturen in drei Dimensionen, wie auch geradlinige Punkt-zu-Punkt-Bearbeitung.

Durch die gleichzeitige Manipulation der Längen aller sechs Beine 20-25 können Bewegungen in allen sechs Achsen erreicht werden, d. h. lineare Bewegungen entlang jeder der drei orthogo­ nalen Achsen und Drehbewegungen um jede dieser drei Achsen.

In dem Beispiel der Fig. 1 und 2 können die sechs Beine als in drei Paaren angeordnet betrachtet werden, d. h. die Beine 20 und 21 bilden ein Paar, die Beine 22 und 23 bilden ein zwei­ tes Paar, die Beine 24 und 25 ein drittes Paar. Es ist zu bemer­ ken, daß die Beine jedes Paars so angeordnet sind, daß sie in einem Winkel zueinander stehen. Die Gelenke 26 des Beinpaares 20 und 21 liegen nahe beieinander. Die Gelenke 27 der benach­ barten Beine 20 und 25 sind beispielsweise ebenfalls nahe bei­ einander. Der Effekt besteht darin, daß die unteren Gelenke 26 allgemein ein Dreieck definieren und die oberen Gelenke 27 eben­ falls allgemein ein Dreieck definieren. Die beiden Dreiecke und die sechs Beine definieren allgemein die Kanten eines Oktaeders.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, sind die Fläche der Basis­ plattform 10 umschrieben durch die unteren Kugelgelenke 26 und die Fläche der Spindelplattform 11 umschrieben durch die oberen Kugelgelenke 27 im wesentlichen gleich. Dies ist aus verschie­ denen Gründen vorteilhaft. Erstens ist in einer solchen Anord­ nung die Steifigkeit der Maschine maximal. Zweitens wir die Bodenberührungsfläche der Maschine für eine bestimmte kubische Größe des zu bearbeitenden Werkstücks minimiert. Ferner kann eine größere Hüllfläche der Oberfläche des Werkstücks behandelt werden, bevor bestimmte Beine und Halterungen in einer gemein­ samen Ebene liegen, was Positionsinstabilitäten erzeugen kann.

In den Fig. 3 bis 5 ist ein zweites Beispiel einer Werk­ zeugmaschine gezeigt, die eine Basishalterung oder -plattform 30 und eine Spindelplattform 31 aufweist, die einen Spindelkopf 32 trägt, der dazu ausgebildet ist, ein Schneidwerkzeug 33 aufzu­ nehmen. Der Spindelkopf wird durch einen Spindelantrieb 34 in Rotation versetzt. Die Basisplattform 30 und die Spindelplatt­ form 31 sind durch sechs ausstellbare Beine 40-45 miteinander verbunden. Die Beine sind in drei Paaren einander zugeordnet, wie in dem Paar 40 und 41, und die Beine jedes Paars kreuzen einander, so daß sie in einem Winkel zueinander angebracht sind. Die Beine 40-45 sind ebenfalls aus teleskopartigen oberen und unteren Elementen 40a und 40b gebildet.

Die Beine 40-45 sind mit der Basisplattform 30 an einem ersten Punkt nahe ihrem unteren Ende durch ein Gelenk verbunden, das allgemein durch das Bezugszeichen 50 bezeichnet ist. Das Gelenk 50 enthält eine Gabel 51, die zur Drehung um die Achse einer Welle 52 montiert ist, welche von der Basisplattform 30 hervorragt. Ein üblicher Zapfen 53 greift in das untere Element 40b-45b jedes Beins und ist drehbar in der Gabel 51 gelagert.

Es ist daher ersichtlich, daß das Gelenk 50 zwei Freiheitsgrade zur Bewegung bietet.

Die oberen Teleskopabschnitte 40a-45a der Beine sind in ähnlicher Weise mit der Spindelplattform 31 an zweiten Punkten entlang der Länge der Beine mit Gelenken 54 verbunden. Die Ge­ lenke 54 bestehen ebenfalls jeweils aus einer Gabel 55, die drehbar auf einer Welle 56 angebracht ist, welche von der Un­ terseite der Spindelplattform 31 nach unten ragt, und einem Drehzapfen 57, der die oberen Beinabschnitte 40a etc. in der Gabel 55 hält. Wie insbesondere in Fig. 5 zu sehen ist, bilden in den beiden Plattformen jeweils die Gelenke 50 und 54 und ihre Befestigungen an den Plattformen 30 und 31 die Ecken eines sechsseitigen Polygons. Wie aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist, ist die Fläche der Basisplattform 30, welche von den Ver­ bindungen der sechs unteren Gelenke 50 mit der Basisplattform 30 umschrieben wird, im wesentlichen gleich der Fläche der Spindel­ plattform 31, welche durch die Verbindungen der sechs oberen Gelenke 54 mit der Spindelplattform 31 umschrieben wird.

Die Wellen 52 und 56 der Gelenke 50 und 54 können an ihren jeweiligen Plattformen in beliebiger Ausrichtung montiert sein. Die Kugelgelenke aus dem ersten Beispiel können auch in diesem zweiten Beispiel angewendet werden, und die Zapfengelenke dieses zweiten Beispiels könnten auch in dem ersten Verwendung finden.

Die Basisplattform 30 trägt eine Werkstückhalterung 58, die ein durch das Teil 59 beispielhaft dargestelltes Werkstück hält.

Die Beine 40-45 können als Hydraulikzylinder ausgebildet sein, bei denen die Kolbenstange das obere Ende 40a usw. bildet und der Zylinderabschnitt die unteren Enden 40b usw. bildet. Da sich die Kolbenstange innerhalb des Zylinders drehen kann, sind die zwei Bewegungsfreiheitsgrade, die an jedem der Gelenke 50 und 54 bereitgestellt werden, ausreichend. Wenn sich die oberen und unteren Abschnitte der Stellelemente, welche die Beine bil­ den, nicht gegeneinander verdrehen können, wird ein anderes Stellelement als ein Hydraulikzylinder verwendet, um die Ver­ stellbarkeit zu erreichen, und ist ein dritter Freiheitsgrad einer Rotationsbewegung in dem einen oder dem anderen der oberen und unteren Gelenke 50 und 54 erforderlich. In den Beinen der Fig. 14 bis 17 ist ein zusätzlicher Bewegungsfreiheitsgrad in den Gelenken erforderlich oder es muß eine Kompensation der Linearitätsungenauigkeit bereitgestellt werden, die aus der relativen Drehung der teleskopartig ineinandergleitenden Teile durch leichte winkelmäßige Versetzung der Gabelkopfanordnungen relativ zueinander resultieren. Anstelle von Hydraulikzylindern als Stellelemente für die Beine kann jede Einrichtung zum Erzie­ len einer linearen Bewegung verwendet werden, wie etwa die Aus­ bildung des oberen Abschnitts des Beins als Leitspindel und Anbringung einer Mutter im unteren Abschnitt des Beines oder umgekehrt. Alternativen sind Linearmotoren, Kugelumlaufspindel­ antriebe, Kettenantriebe usw.

In dem dritten Beispiel in Fig. 6 ist weder das Werkzeug noch das Werkstück innerhalb der durch die Beinstruktur defi­ nierten Einhüllenden. Das Werkstück 60 ist in einer Werkstück­ halterung 61 eingespannt, die wiederum an einem Basisteil 62 angebracht ist, das an einem Vertikalträger 63 befestigt ist. Die sechs Beine 64-69 sind an einem Ende an dem Vertikalträger 63 durch Zapfengelenke 70 in ähnlicher Weise wie in dem zweiten Beispiel angebracht. Die gegenüberliegenden Enden der Beine 64- 69 sind durch Zapfengelenke 71 mit der Spindelplattform 72 ver­ bunden. Die Spindelplattform trägt eine Spindel 73, die zur Aufnahme eines Werkzeugs 74 dient, und die Spindel 73 wird durch einen Spindelantrieb 75 angetrieben. Das Werkzeug 74 ragt von der durch die Beine 64-69 definierten Einhüllenden weg. Anson­ sten entspricht das dritte Beispiel dem zweiten.

In dem dritten Beispiel kann die Werkstückhalterung 61 auf Bahnen an der Basis 62 gehalten werden, so daß die Werkstückhal­ terung 61 und das Werkstück 60 relativ zu dem Werkzeug 74 be­ weglich ist. Obwohl das Werkstück 60 nicht an dem Vertikalträger 63 angebracht ist, kann die Position des Werkstücks relativ zu dem Vertikalträger 63 fixiert sein, oder wenigstens zu jedem Zeitpunkt bekannt sein.

Andere Ausbildungen der Spindel und des Werkstücks können ebenfalls eingesetzt werden, wie etwa die Anbringung des Werk­ stücks oberhalb der Spindel oder die Anbringung eines Vertikal­ trägers 63 wie in dem dritten Beispiel in Fig. 6 auf Bahnen, so daß er entlang der Länge eines Werkstücks bewegt werden kann.

Die Beine müssen in koordinierter Weise zueinander bewegt werden, um die Halterungen oder Plattform relativ zueinander zu positionieren. Die koordinierte Bewegung wird vorzugsweise durch eine Computersteuerung erreicht, die ein Positionssignal für jedes Bein liefert, um die gewünschte Position für die Spindel­ plattform relativ zu der Basisplattform und daher des Schneid­ werkzeugs relativ zu dem Werkstück zu erreichen. Geeignete Steu­ erungsschemata sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt. In Fig. 8 wird das Bein in Form eines Hydraulikzylinders, wie etwa die Beine 20-25, durch ein Servoventil 100 gesteuert, das das Volumen von Hydraulikflüssigkeit in dem Zylinder auf jeder Seite des Kolbens und daher die Position der Kolbenstange innerhalb des Zylinders steuert. Ein Computer 101 erzeugt einen Ausgabepo­ sitionsbefehl auf der Leitung 102. Dieser Positionsbefehl wird in einer Summierschaltung 103 mit einem auf einer Leitung 104 zugeführten Positionssignal verglichen, welche Leitung 104 von einem Steuersender/Demodulator 105 herkommt, der das Signal von einem Meßkopf 106 erhält, welcher entlang eines magnetischen Maßstabs 107 läuft. Der Meßkopf 106 ist mit der Kolbenstange 20a usw. verbunden, so daß Veränderungen in der Position der Kolben­ stange sich in Veränderungen in der Position des Meßkopfes 106 entlang der magnetischen Skala 107 widerspiegeln, die sich in bekannter Position, entweder fest oder variierend, zu dem Hy­ draulikzylinder 20b usw. befindet. Die Summierschaltung 103 erzeugt ein Positionsabweichungssignal auf der Leitung 108, die zu einer Integrationsschaltung 109 führt, deren Ausgabe ein Geschwindigkeitsbefehl auf der Leitung 110 ist. Der Geschwindig­ keitsbefehl wird mit einem Geschwindigkeitsfeedbacksignal auf einer Leitung 111 verglichen, die von dem Steuersender/Demodula­ tor 105 herkommt, und die beiden Signale werden zu einer Sum­ mierschaltung 112 geleitet, die ein Ausgabesignal repräsentativ für die Geschwindigkeitsabweichung erzeugt. Dieses Geschwindig­ keitsabweichungssignal wird zu einem Kompensationsnetzwerk 113 geleitet, wo eine Phasenverschiebungskompensation stattfindet, und das resultierende kompensierte Signal wird zu einem Verstär­ ker 114 geleitet, der wiederum das Servoventil 100 steuert.

Eine ähnliche Steuerschleife, die von dem Computer ausgeht, wäre für jedes der sechs Beine 20-25 vorgesehen, und der Com­ puter 101 würde einen Ausgabepositionsbefehl für die gewünschte Position für jedes der sechs Beine erzeugen, um eine bestimmte Endposition des Schneidwerkzeugs bezüglich des Werkstücks zu erreichen.

Die Steuervorrichtung aus Fig. 9 ähnelt der aus Fig. 8, ist aber zusammen mit einem Motor 120 gezeigt, der eine Kugel­ umlaufspindel und Mutteranordnung in Drehung versetzt. Ein Deko­ dierer oder Drehwinkelgeber 21 ist mit dem Motor 120 verbunden, um ein Positionsfeedbacksignal durch den Steuerempfänger/Demo­ dulator 120 zu liefern, und das Positionssignal wird in einer Summierstufe 123 mit dem Positionsbefehl aus dem Computer 61 verglichen, um ein Positionsabweichungssignal zu erzeugen, das zu dem Integrationsnetzwerk 124 geleitet wird, welches einen Geschwindigkeitsbefehl ausgibt, der in einer Summierstufe 125 mit dem Geschwindigkeitssignal aus einem Tachometer 126 vergli­ chen wird, welcher mit dem Motor 120 verbunden ist. Eine Kom­ pensationsschaltung 127 dient dazu, ein geeignetes Signal an den Verstärker 128 zu liefern, der mit dem Motorantrieb verbunden ist. Wiederum wäre für jedes der sechs Beine der Maschine eine ähnliche Schaltung vorhanden.

Die Steuerschemata aus Fig. 8 und 9 setzen Regelkreise ein. Wenn jedoch ein Schrittmotor verwendet wird, ist es nicht erfor­ derlich, einen Regelkreis zu verwenden. Ein Beispiel für ein Steuersystem mit einem Schrittmotor ist in Fig. 10 gezeigt.

Positionssignale können durch Sensoren geliefert werden, die direkt mit jedem der Beine oder den Stellelementen der Beine verbunden sind. Eine genauere Lösung verwendet jedoch Instrumen­ tenarme. Ein solcher Aufbau ist in Fig. 7 gezeigt.

In Fig. 7 hat eine sechsbeinige Werkzeugmaschine der in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Art separate Instrumentenarme 130 bzw. 131, die den angetriebenen Beinen 44 bzw. 45 zugeordnet sind. Die Instrumentenarme 130 und 131 sind jeweils linear ausstellbar und sind an ihren unteren Enden durch Zapfengelenke 132 mit der Basisplattform 30 und an ihren oberen Enden durch Zapfengelenke 133 mit der Spindelplattform 31 verbunden. Die Zapfengelenke 132 und 133 haben den gleichen Aufbau und die gleiche Funktion wie die Gelenke 50 und 54, die zum Verbinden der angetriebenen Beine 44 und 45 mit den Plattformen 30 und 31 verwendet werden.

Die Instrumentenarme 130 und 131 werden ausschließlich dazu benutzt, um die relativen Positionen der Plattformen zu messen. Die Instrumentenarme können einen Meßkopf enthalten, der entlang einer magnetischen Skala wandert, um das gewünschte Feedback­ signal bezüglich der zurückgelegten Länge und somit der Position zu liefern. Es können auch andere Arten von Instrumentenarmen verwendet werden. Der Vorteil, separate Instrumentenarme zu ver­ wenden, liegt darin, daß belastungsbedingte Durchbiegungen, die in den angetriebenen Beinen und ihren Gelenken auftreten, sich nicht zu Fehlern in der Position des Schneidwerkzeugs übertra­ gen. Die Instrumentenarme, die kleiner und leichter sind und nur ihr Eigengewicht tragen, sind nicht den gleichen Kräften und Durchbiegungen ausgesetzt, die in den angetriebenen Beinen auf­ treten.

Obwohl die Instrumentenarme 130 und 131 gezeigt sind, werden nicht wenigstens sechs Instrumentenarme benötigt, um einen ein­ deutigen Satz von Signalen für die Positionen der Halterungen oder Plattformen zueinander zu liefern.

In dem vierten Beispiel in Fig. 11 ist eine der Plattformen erhöht und die zweite Plattform an der ersten Plattform an sechs Beinen aufgehängt. Insbesondere wird aus drei vertikalen Säulen 140, die durch einen dreieckigen Rahmen aus Trägern 41 mitein­ ander verbunden sind, eine Tragstruktur gebildet. Ein Spindelge­ häuse 142 ist an dem dreieckigen Rahmen der Träger 141 befe­ stigt, wobei eine Spindel 143 nach unten auf die Werkstückplatt­ form 144 gerichtet ist. Die Werkstückplattform 144 ist an sechs ausstellbaren angetriebenen Beinen 145-150 aufgehängt, die in Paaren von sich kreuzenden Beinen angeordnet sind, ähnlich der Anordnung von Beinen 40-45 in dem zweiten Beispiel der Fig. 3 bis 5. Die Werkstückplattform 144 kann eine Werkstückhalterung (nicht gezeigt) in der üblichen Weise tragen. Die Beine 145- 150 sind an ihren oberen Enden schwenkbar an den Trägern 141 angelenkt und mit ihren unteren Enden an der Werkstückplattform 144 in ähnlicher Weise wie im zweiten Beispiel schwenkbar ange­ lenkt.

Ein Vorteil der Konstruktion, in der eine Plattform an sechs Beinen aufgehängt ist, liegt darin, daß im Fall eines Totalaus­ falls der Energieversorgung die Werkstückplattform 144 sich von der Spindel entfernen würde. Dadurch würde weder Schaden an der Spindel, dem Werkzeug oder dem Werkstück entstehen, da diese Teile nicht aufeinander treffen würden. Demgegenüber würde bei einer Konstruktion, wie sie in dem ersten und dem zweiten Bei­ spiel dargestellt ist, bei einem Totalausfall der Energiever­ sorgung, bei dem die angetriebenen Beine ihre Fähigkeit verlie­ ren, eine Plattform zu tragen, die Spindel auf das Werkstück oder die Werkstückhalterung stoßen.

Anstatt die Werkstückplattform unterhalb der Spindelplatt­ form aufzuhängen, könnte die Werkstückplattform auch oberhalb einer aufgehängten Spindelplattform liegen. Dann würden auf na­ türliche Weise Späne von dem Werkstück fort herabfallen.

Im fünften Beispiel in Fig. 12 hängt ebenfalls eine Werk­ stückplattform von einem Träger herab. Ferner ist an jedem der sechs angetriebenen Beine ein Instrumentenarm vorgesehen und ein speichenartiges System von Verbindungen der Enden der angetrie­ benen Beine und der Instrumentenarme mit der Plattform und dem Fundament vorgesehen.

Insbesondere hat das fünfte Beispiel in Fig. 12 drei ver­ tikale Säulen 155, die an ihren Fußpunkten durch drei 1-Träger 156 miteinander verbunden sind (zwei der Träger sind aus Gründen der Übersichtlichkeit verkürzt dargestellt). Die Spitze jeder Säule 155 trägt eine Lagerplatte 157, auf der ein Vibrations­ dämpfungselement, wie etwa eine Feder 158, aufliegt. Ein Spin­ delgehäuse 159 hat drei nach außen reichende Trägerarme 160 in Form von I-Trägern. Die äußeren Enden der Trägerarme 160 sind jeweils mit einer Lagerplatte 161 versehen, die auf dem jeweili­ gen Dämpfungselement 158 aufliegt.

Der Spindelkopf 159 ist oben auf einer Ringplattform 162 montiert, von der zwei Reihen von Speichen 163 und 164 abstehen. Die Speichen 163 und 164 haben zwei unterschiedliche Längen, die um die Ringplattform 162 herum abwechseln, und die Speichen tragen die Universalgelenke 165, die die oberen Enden der sechs angetriebenen Beine 166 mit der Plattform 162 verbinden. Die unteren Enden der angetriebenen Beine 166 sind mit den Univer­ salgelenken 167 verbunden, die an den Enden der Speichen 168 und 169 angebracht sind, welche von einer ringartigen Werkstück­ plattform 170 radial nach außen hervorragen. Die Speichen 163, 164 und 168, 169 haben verschiedene Längen, um Raum für die überlappende und überkreuzende Anordnung der angetriebenen Beine 166 zu schaffen, die ähnlich den Anordnungen in dem zweiten und in dem vierten Beispiel ist.

Eine ähnliche Anordnung von Ringen und Speichen wird ver­ wendet, um die Universalgelenke an den sechs Instrumentenarmen 171 zu befestigen. Das heißt, eine zweite Ringstruktur 172 ist unterhalb der Ringhalterung 162 am Spindelende und um die Spin­ del 173 angeordnet. Eine Reihe von radial hervorstehenden Spei­ chen 174 und 175 mit zwei verschiedenen Längen stehen von dem Ring 172 hervor. Die untere Werkstückplattform 170 enthält einen zweiten Ring 176, von dem zwei Reihen von Speichen 177 und 178 hervorragen, um die Universalgelenke an den unteren Enden der Instrumentenarme 171 zu tragen. Die Instrumentenarme 171 sind zu Paaren von kreuzenden Armen in der gleichen Weise wie die ange­ triebenen Beine 166 angeordnet.

Die Verwendung von Speichen, die von der Plattform nach außen stehen, erlaubt es, daß die angetriebenen Beine und In­ strumentenarme aus der nächsten Nachbarschaft der zentralen Achse des Spindelkopfs und der Werkstückhalterung entfernt wer­ den, mit dem Ergebnis, daß man ein Werkstück leichter auf die Werkstückplattform bringen kann. Dies ist in Fig. 12 darge­ stellt, in der eine gestrichelte Linie ein rechteckiges Werk­ stück darstellt, das von der Werkzeugmaschine aufgenommen werden könnte, und es ist ersichtlich, daß eine Öffnung genügender Größe durch die angetriebenen Beine 166 und die Instrumentenarme 171 vorhanden ist, um das Einbringen und Entfernen eines Werk­ stücks dieser Größe zu ermöglichen.

Die Ringstruktur 172 und der Ring 176 können strukturell unabhängig von der Ringplattform 162 und der Werkstückplattform 170 sein, die Instrumentenarme 171 können strukturell von den Durchbiegungen der Plattformen, die durch die angetriebenen Beine 166 verursacht werden, isoliert sein.

In dem sechsten Beispiel in Fig. 13 sind drei der sechs Beine in einer anderen Art als in den vorhergehenden Beispielen angeordnet. Insbesondere sind drei der Beine in oder nahe einer gemeinsamen Ebene angebracht, die die obere Plattform enthält. Wie in Fig. 13 dargestellt, sind an einem im wesentlichen drei­ eckigen Grundteil 180 dreieckige Träger 181 an jeder Ecke ange­ bracht. Drei angetriebene Beine 182, 183 und 184 gehen von Uni­ versalgelenken aus, die nahe an den oberen Enden jeder Säule 181 angeordnet sind. Die anderen Enden der drei Beine 182, 183 und 184 sind in Universalgelenken an den Ecken einer dreieckigen Spindelplattform 185 gelagert, die einen Spindelkopf 186 trägt. Die übrigen drei angetriebenen Beine 187, 188 und 189 gehen von Universalgelenken in dem Grundteil 180 aus nach oben zu den drei Ecken der dreieckigen Spindelplattform 185. Eine Werkstückplatt­ form 190 ruht auf dem Grundteil 180 innerhalb der Einhüllenden der drei Beine 187, 188 und 189.

Die Maschine aus Fig. 13 arbeitet in der gleichen Weise wie die anderen Beispiele und zeigt, daß es nicht notwendig ist, daß die Beine sich zwischen zwei Ebenen erstrecken, solange die Beine sich zwischen den beiden Plattformen erstrecken. Die sechs Beine in dem Beispiel aus Fig. 13 erstrecken sich von der Werk­ stückplattform, die durch das Grundteil 180 und seine Träger 181 repräsentiert wird, zu der Spindelplattform 185.

Die Fig. 14 bis 17 illustrieren ein durch eine Kugelum­ laufspindel angetriebenes Bein, das in den beschriebenen Maschi­ nen anwendbar ist. Eine drehbare Kugelumlaufspindelstange 195 ist in einer festen Plattformgabelkopfanordnung gelagert, die allgemein durch das Bezugszeichen 196 bezeichnet ist. Eine Mut­ terröhre 197 umgibt die Kugelumlaufspindelstange und ist funk­ tionsmäßig durch eine Vielzahl von umlaufenden Kugeln 197 mit dieser verbunden. Die Mutterröhre 197 ist mit einer beweglichen Plattformgabelkopfanordnung verbunden, die allgemein durch das Bezugszeichen 198 bezeichnet ist. Die Mutteranordnung 196 bzw. 198 ist mit der festen bzw. der beweglichen Plattform der Werk­ zeugmaschine verbunden. Die Kugelumlaufspindelstange wird durch einen hydraulischen oder elektrischen Motor 199 gedreht, der an einer mit der festen Gabelkopfanordnung 196 verbundenen Halte­ rung 200 befestigt ist. Der Motor hat eine Antriebswelle 201, die mit der Kugelumlaufspindelstange 195 verbunden ist durch einen Zahnriemen 202, der zwischen zwei Zahnrädern arbeitet, die mit der Antriebswelle 201 und der Kugelumlaufspindelstange 195 verbunden sind. Die Kugelumlaufspindelstange 195 ist in einem Paar von Axialdrucklagern 203 gelagert, die in einem Käfig ange­ bracht sind, der einer Motorgabel 204 zugeordnet ist, die einen Teil der festen Plattformgabelkopfanordnung 196 bildet. Ein Balg 205 ist an einem Ende mit der Mutterröhre 197 und an dem anderen Ende mit einer Röhre 206 verbunden, die wiederum mit der Motor­ gabel 204 verbunden ist.

Wenn die Kugelumlaufspindelstange 195 durch den Motor 199 gedreht wird, bewegt sich die Mutterröhre 197 entlang der Länge der Stange 195 in einer Richtung abhängig von der Drehrichtung der Stange 195. Das Resultat ist, daß sich der Abstand zwischen den Gabelkopfanordnungen 196 und 197 reduziert oder erhöht, wodurch die effektive Länge des Beins variiert wird.

Es wird insbesondere auf die Fig. 15 bis 17 Bezug genom­ men, worin die bewegliche Plattformgabelkopfanordnung 198 eine U-förmige Gabel 210 enthält, die mit der Mutterröhre 197 ver­ bunden ist und die eine zentrale Öffnung 211 aufweist, durch die die Spindelstange 195 hindurchläuft. Eine Schutzröhre 212 ver­ läuft von der Gabel 210 entlang der Außenseite der Spindelstange 195. Die Seitenarme 213 und 214 der Gabel 210 tragen Lagerhalter 215, die die innere Lagerbahn der Axialdrucklager 216 halten, die in Ausnehmungen in gegenüberliegenden Oberflächen eines Blocks 217 aufgenommen sind. Der Block 217 hat eine zentrale Öffnung 220, die sich vom Mittelpunkt der Öffnung zu den gegen­ überliegenden Enden des Blocks 217 hin aufweitet, wie in Fig. 16 gezeigt. Die übrigen beiden Seiten des Blocks 217 haben La­ gernuten 221, welche Axiallager 222 aufnehmen, die durch Lager­ halter 223 in Position gehalten werden. Die Lagerhalter 223 sind an beabstandeten Armen 224 einer zweiten Gabel gehalten, die an der beweglichen Plattform befestigt ist. Aus Gründen der Kon­ struktion sind die beiden Gabeln zueinander in 90° angeordnet.

Es ist zu erkennen, daß die Gabelkopfanordnung 198 stets eine Drehbewegung um eine Achse durch die Lager 222 und eine Drehbewegung um eine Achse durch die Lager 216 erlaubt. Die sich aufweitende Form der Öffnung 220 ermöglicht die letztere Drehbe­ wegung. Aufbau und Konstruktion der festen Plattformgabelkopf­ anordnung 196 sind die gleichen wie die für die bewegliche Plattformgabelkopfanordnung 198 beschriebenen.

Die Anbringung der Gabelkopfanordnungen an Punkten entlang der Länge der angetriebenen Beine, anstatt an ihren Enden, führt zu einer erheblichen Erhöhung des Verhältnisses zwischen maxima­ ler und minimaler Entfernung zwischen den Gabelkopfanordnungen bei Bewegung des Beins.

Ein erster Annäherungsschalter 225 ist in der Mutterröhre 197 nahe des Käfigs für die Kugeln angebracht. Ein zweiter Annä­ herungsschalter 226 ist nahe dem Ende der Schutzröhre 212 ange­ bracht. Die Annäherungsschalter 225 und 226 werden dazu verwen­ det, die Bewegung anzuhalten, wenn die Kugelumlaufspindelstange 195 die Grenzen ihrer erlaubten Bewegung erreicht. Das heißt, wenn das Ende der Kugelumlaufspindelstange 195 den Zustand des Annäherungsschalters 226 ändert, hat sich das angetriebene Bein auf seine vorher bestimmte Bewegungsgrenze verkürzt. Der in Fig. 14 gezeigte Zustand ist nahe der unteren Grenze der Bewe­ gung. Wenn andererseits das Ende der Kugelumlaufspindelstange 195 den Zustand des Annäherungsschalters 225 wechselt, hat sich die Länge des angetriebenen Beins auf die maximale gewünschte Länge erhöht. In beiden Fällen wirken die Annäherungsschalter 225 und 226 auf eine weitere Betätigung des Motors 199 ein.

Eine Art von Instrumentenarm, der für die beschriebenen Werkzeugmaschinen verwendet werden kann, ist in den Fig. 18 und 19 dargestellt. Ein Ende des Instrumentenarms ist mit einer Vollstange 230 ausgebildet, in der ein Ende einer ersten Röhre 231 verankert ist. Das andere Ende der Röhre 231 trägt ein Gleitlager 232, das über die Äußere eines Paars von konzentri­ schen festen Röhren 233 und 234 gleitet. Die festen Röhren 233 und 234 sind an einer Stange 235 verankert, die das gegenüber­ liegende Ende des Instrumentenarms bildet. Eine äußere Schutz­ röhre 236 ist ebenfalls an der zweiten Stange 235 angebracht und umgibt die erste Röhre 231. Es ist daher ersichtlich, daß die erste Röhre 231 sich teleskopartig relativ zu den festen Röhren 233 und 234 und der Schutzröhre 236 bewegen kann.

Ein Ende eines Maßstabs 238 ist in dem Vollstangenende 230 des Instrumentenarms befestigt. Das gegenüberliegende Ende des Maßstabs 238 ist mit einem Kolben 239 verbunden, der innerhalb der inneren festen Röhre 234 gleitet. Ein Ablesekopf 240 umgibt den Maßstab und ist an dem freien Ende der inneren und äußeren festen Röhren 233 und 234 befestigt. Der Ablesekopf 240 ist daher in bezug auf das feststehende Ende 235 des Instrumenten­ arms feststehend, und der Maßstab 238 kann sich innerhalb des Ablesekopfs 240 in Längsrichtung bewegen, wenn der Instrumenten­ arm verlängert oder verkürzt wird. Der Maßstab 238 und der Able­ sekopf 240 sind nach Aufbau und Funktion bekannt. Allgemein fühlt der Maßkopf Bewegungsstufen entlang des Maßstabs ab, wenn sich die beiden relativ zueinander bewegen, und erzeugt ein Signal, das nach Verstärkung in bekannter Weise verwendet wird, um die relative Position und Positionsänderungen der beiden Teile anzuzeigen. Ein verwendbares digitales Positionsmeßsystem eines Maßstabs und eines Ablesekopfs ist beispielsweise das von Sokki Electronics Corporation hergestellte, das als JS7-Serie digitaler Positionierungssysteme bezeichnet wird.

Für den Betrieb des Ablesekopfs des Maßstabs ist es wichtig, daß der Maßstab unter Spannung gehalten wird. Zu diesem Zweck wird Luft unter Druck eingeführt, um auf den Kolben 239 einzu­ wirken, der ein Ende des Maßstabs 238 trägt. Die Druckluft wird durch eine mittige Bohrung 245 in dem feststehenden Ende 235 des Instrumentenarms eingeführt, und die Druckluft wandert durch den Raum zwischen der inneren und der äußeren Röhre 233 und 234 zu und durch eine Öffnung 246 in der inneren Röhre 234 benachbart ihrer Befestigung an dem Ablesekopf 240. Dadurch wird Druckluft in das Innere der inneren Röhre 234 eingeführt, in dem sich der Kolben 239 bewegt. Eine Durchgangsöffnung 247 verläuft in Längs­ richtung durch den Ablesekopf 240, so daß der Raum zwischen der Vollstange 230 des Instrumentenarms und dem Ablesekopf 240 mit dem hohlen Inneren verbunden ist, wodurch kein Vakuum in dem Raum erzeugt wird, wenn sich die beiden Enden des Instrumenten­ arms relativ zueinander bewegen. Der Raum zwischen der inneren und der äußeren feststehenden Röhre 233 und 234 wird auch dazu verwendet, um Leitungen 248 unterzubringen, die den Ablesekopf mit dem Äußeren des Instrumentenarms verbinden.

Der Instrumentenarm ist vorzugsweise unter Verwendung von Gabelkopfanordnungen in ähnlicher Weise wie die angetriebenen Beine montiert. Um das Verhältnis zwischen maximalem und minima­ lem Abstand zwischen den Gabelkopfanordnungen zu erhöhen, sind die Gabelkopfanordnungen wie die angetriebenen Beine vorzugs­ weise an Punkten zwischen den Enden gehalten, so wie an den mit 249 und 250 gekennzeichneten Positionen in Fig. 18.

Das bewegliche Ende 230 des Instrumentenarms weist ein quer­ stehendes Gußstück 255 auf, das einen Einlaß 256 und einen Aus­ laß 257 für Druckluft hat. Der Einlaß und der Auslaß sind mit einem zentralen kreisförmigen Laufkanal 258 verbunden, in dem ein Kugellager 259 angeordnet ist. Wenn Luft unter Druck in das Gußstück 255 eingeführt wird, bewirkt dies, daß die Kugel 259 schnell entlang des Laufkanals 258 rollt. Dadurch wird eine exzentrische Bewegung des Endes 230 des Instrumentenarms um die Längsachse des Arms bewirkt. Diese exzentrische Bewegung ist nützlich, um sicherzustellen, daß die Teleskopelemente des In­ strumentenarms sich störungsfrei zueinander verschieben können. Gleichzeitig ist die durch die drehende Kugel 259 bewirkte Vi­ brationsbewegung in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung, die gemessen wird, und beeinflußt daher die Messung nicht merk­ lich.

Fig. 20 stellt eine Art des Instrumentenarms dar, in dem ein Laser-Interferometer verwendet wird. Der Instrumentenarm ist aus konzentrischen inneren und äußeren Röhren 260 und 261 gebil­ det, die sich gegeneinander über Lager 262 verschieben, die vorzugsweise aus einem Polytetrafluoridmaterial hergestellt sind. Ein Balg 263 verbindet das Ende der äußeren Röhre 261 mit der Außenseite der inneren Röhre 260, um so das Volumen inner­ halb der Röhren abzudichten und Verschmutzungen durch die Lager 262 zu verhindern. Ein von einer Laserlichtquelle 264 ausgehen­ der Laserstrahl tritt durch ein Fenster 265 in das hohle Innere des Instrumentenarms ein und wird von einem Spiegel 266 in das Interferometer 267 reflektiert, wo der Strahl in zwei Teilstrah­ len aufgeteilt wird. Ein Teilstrahl verläßt das Interferometer und läuft innerhalb der Röhre zu einem Retroreflektor 268, der an dem geschlossenen Ende der äußeren Röhre 261 angebracht ist. Das Licht wird zurück zu dem Interferometer 267 reflektiert. Die beiden Laserteilstrahlen werden innerhalb des Interferometers 267 rekombiniert und die überlagerten Teile interferieren mit­ einander abhängig von ihrer Phase konstruktiv oder destruktiv. Ein Photodetektor innerhalb der Laserquelle 264 weist die Inter­ ferenzstreifen nach, die aus der Interferenz der beiden Laser­ strahlteile resultieren, wenn sich der Retroreflektor 268 rela­ tiv zu dem Interferometer bewegt. Die Phase ist abhängig von dem Abstand zwischen dem Interferometer 267 und dem Retroreflektor 268 und die Interferenzstreifen sind daher ein Maß für Längen­ änderungen des Instrumentenarms.

Die Anzahl der Lichtwellen auf dem Weg zwischen dem Inter­ ferometer 267 und dem Retroreflektor 268 hängen nicht nur von dem Abstand zwischen den beiden ab, sondern auch von der Licht­ geschwindigkeit. Die Lichtgeschwindigkeit in Luft ist abhängig von dem Atmosphärendruck, der Temperatur und der Feuchtigkeit. Druck und Temperatur haben den größten Effekt und müssen daher bekannt sein, wenn der Abstand zwischen dem Interferometer und dem Retroreflektor auf Grundlage der Anzahl der Interferenz­ streifen berechnet wird. Das Innere des Instrumentenarms wird be- und entlüftet durch einen dehnbaren Faltenbalg 270. Der Faltenbalg 270 ist zu allen Zeiten dehnbar, so daß der Druck innerhalb des Arms gleich dem Umgebungsdruck außerhalb des Arms ist. Dann kann ein einzelner Druckmeßwandler für alle Instrumen­ tenarme verwendet werden, um den Druck der Luft zu bestimmen, die der Lichtstrahl passiert. Ein Temperaturmeßwandler 271 führt die Innentemperatur in jedem Instrumentenarm ab, da die Tempera­ tur lokal unterschiedlich sein kann.

Es ist möglich, anstelle eines Instrumentenarms mit struktu­ reller Festigkeit bekannte Arten von direkten Meßwandlern zu verwenden, die den Abstand zwischen den Plattformen messen. Ein Beispiel eines verwendbaren Positionsmeßwandlers ist der durch Seilzug betätigte Verschiebungsmeßwandler, der von Houston Scientific International, Inc. erhältlich ist und als 1850 Serie bezeichnet wird. Bei Anwendung eines solchen Meßwandlers würde ein Seilzug an einer der Plattformen befestigt und das Meßwand­ lergehäuse an der anderen Plattform. Ein Potentiometer innerhalb des Gehäuses liefert ein Signal, das die Länge des Seilzugs, der von dem Gehäuse zu der anderen Plattform verläuft, in jeder bestimmten Position der Werkzeugmaschinenkomponenten anzeigt.

Um die Positionierung der Komponenten der Maschine zu be­ schleunigen, kann auch eine Kombination von Messungen unter Verwendung der angetriebenen Beine und von Instrumentenarmen angewendet werden. Zum Beispiel können die angetriebenen Beine auch mit einer linearen Skala (so wie in Fig. 8) oder einem Drehwinkelgeber oder Wellendekodierer (wie in Fig. 9) versehen werden, um ein Positions-Feedback-Signal zu liefern, das die Gesamtpositionierung der Plattformen zueinander gestattet. Ein zugeordneter Instrumentenarm könnte dann zur Feinpositionierung verwendet werden, während die angetriebenen Beine mit niedrige­ rer Geschwindigkeit in die gewünschte Endposition bewegt werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 21 bis 24 wird eine Meßvor­ richtung zur Messung des Abstandes zwischen zwei Punkten, die eine lineare Wegstrecke zwischen sich definieren, beschrieben. Obwohl diese Meßvorrichtung zur Verwendung mit einer der vielen sechsbeinigen Werkzeugmaschinen wie oben beschrieben ausgelegt ist, ist die Vorrichtung nicht auf diese besondere Anwendung beschränkt, sondern hat einen weitaus breiteren Bereich von Anwendungen, bei denen eine präzise Messung des Abstandes zwi­ schen zwei Punkten erforderlich ist.

Eine erste Ausführungsform einer Meßvorrichtung 300 ist in Fig. 21 dargestellt. Die Meßvorrichtung 300 ist zur Messung des Abstandes entlang einer linearen Wegstrecke 302 zwischen einem ersten Punkt 304 und einem zweiten Punkt 306 gestaltet.

Allgemein enthält die Meßvorrichtung 300 eine Grundweglän­ genfehlerunterdrückungszelle 308 mit einem hohlen Innenraum 310, der entlang der linearen Wegstrecke 302 angeordnet ist. Der hohle Innenraum 310 ist vorzugsweise an beiden Enden abgedich­ tet. Wenigstens ein Ende ist mit einem Fenster 312 abgedichtet, das den Durchtritt von Licht gestattet. In bestimmten Anwendun­ gen sind, wie in Fig. 21 dargestellt, beide Enden mit einem geeigneten Fenster 312, etwa aus BK7-Glas, abgedichtet. Eine Laser-Interferometervorrichtung 314, die z. B. das Mo­ dell HS10, hergestellt von Renishaw, enthalten kann, wird in Kombination mit der Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle 308 verwendet, um exakt den Abstand zwischen einem ersten Punkt 304 und einem zweiten Punkt 306 entlang der linearen Wegstrecke 302 zu messen. Die Laser-Interferometervorrichtung 314 ist ausführ­ lich oben im Zusammenhang mit Fig. 20 beschrieben.

Wie oben beschrieben, enthält die Vorrichtung 314 eine La­ serquelle 316 zur Erzeugung eines Laserstrahls. Die Vorrichtung enthält auch einen Photodetektor 318, der die aus der Interfe­ renz zwischen den beiden Teilstrahlen des Laserlichts resultie­ renden Interferenzstreifen nachweist. Ebenfalls ist ein Strahl­ teiler 320 so angeordnet, um den durch die Laserquelle 316 er­ zeugten Laserstrahl in zwei Teilstrahlen aufzuspalten, die auf einen ersten Reflektor 322 gerichtet werden. Der Reflektor 322 besteht typischerweise aus zwei Spiegelelementen 324 und 326. Das Spiegelelement 326 reflektiert einen der Laserteilstrahlen, bezeichnet durch das Bezugszeichen 325, direkt zurück zu dem Photodetektor 318. Das andere Spiegelelement 324 ist so angeord­ net, um die zweite Laserstrahlkomponente, die durch das Bezugs­ zeichen 327 bezeichnet ist, in Richtung entlang der linearen Wegstrecke 302 zu reflektieren, durch den abgedichteten hohlen Innenraum 310 und auf einen zweiten Reflektor 328. Der zweite Reflektor 328 richtet den zweiten Laserteilstrahl 327 zurück durch die Fenster 312 und den abgedichteten hohlen Innenraum 310 zu dem Spiegelelement 324, das wiederum den zweiten Laserteil­ strahl 327 zu dem Photodetektor 318 reflektiert. Der Photodetek­ tor mißt die Phasenverschiebungen, wenn der zweite Reflektor 328 in bezug auf das Spiegelelement 324 bewegt wird.

Es ist zu bemerken, daß die Figuren schematische Darstellun­ gen der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung sind und daß die tat­ sächlichen Teile in anderer Weise aufgebaut sein können. Ferner kann die Laser-Interferometervorrichtung 314 und die Grundweg­ längenfehlerunterdrückungszelle 308 in einer Vielzahl von Umge­ bungen, Anwendungen und Geräten eingebaut sein. Zum Beispiel könnte die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle 308 festste­ hend angebracht sein, während der erste Reflektor 322 und der zweite Reflektor 328 in bezug darauf bewegt werden. Wie darge­ stellt, kann der zweite Reflektor 328 an einer Trägerstruktur 330 befestigt sein. Die Trägerstruktur 330 wäre dann an einem beweglichen Rahmenteil 332 angebracht. Der Reflektor 322 ist in Anbringung an einer Trägerstruktur 334 dargestellt. Die Träger­ struktur 334 wiederum ist an einem Rahmenteil 336 angebracht, das beweglich oder feststehend sein kann.

In einer alternativen Ausführungsform der Meßvorrichtung 300′ in Fig. 22 ist die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle 308 an einer Trägerstruktur 334 nahe an dem ersten Reflektor 322 befestigt. Die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle 308 kann abgedichtet an der Trägerstruktur 334 durch einen Befestigungs­ mechanismus 338 befestigt sein, etwa durch Schweißen, in einer Gewindefassung oder irgendeinen anderen Befestigungsmechanismus, der die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle 308 in fixierter Position in bezug auf den ersten Reflektor 322 hält. Diese abge­ dichtete Befestigung macht eines der Fenster 312 überflüssig, das andererseits gegenüber dem ersten Reflektor 322 benötigt wird. Auch könnte die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle 308 an der Trägerstruktur 330 anstelle der Trägerstruktur 334 befestigt sein. In diesem Fall könnte das gegenüberliegende Fenster 312, d. h. das auf den zweiten Reflektor 328 gerichtete Fenster, fortgelassen werden.

Eine andere Ausführungsform der Meßvorrichtung 300′′ in Fig. 23 enthält viele Komponenten, die bereits in Fig. 21 und 22 beschrieben wurden. Die Ausführungsform in Fig. 23 hat Teles­ kopkomponenten ähnlich denen in bezug auf Fig. 20 beschriebe­ nen.

Wie dargestellt, kann die Grundweglängenfehlerunter­ drückungszelle 308 abgedichtet an der Trägerstruktur 330 befe­ stigt sein. Eine Außenfläche 340 der Grundweglängenfehlerunter­ drückungszelle 308 ist so gestaltet, um innerhalb eines hohlen äußeren Teleskopteils 342 zu gleiten. Das äußere Teleskopteil 342 ist an der Trägerstruktur 334 befestigt und liegt abdichtend an der äußeren Oberfläche 340 an, um eine Dichtung zwischen diesen Teilen zu bilden. Der hohle Innenraum des äußeren Tele­ skopteils 342 ist über eine Leitung 344 mit einem Ballon oder Balg 346 ähnlich dem mit bezug auf Fig. 20 beschriebenen Balg verbunden.

Der Balg 346 gestattet, daß die Grundweglängenfehlerunt­ erdrückungszelle 308 und das äußere Teleskopteil 342 sich zu­ sammen und auseinander bewegen, ohne daß irgendwelche externen Gase, z. B. Luft, von außerhalb der Meßvorrichtung in den hohlen Innenraum des äußeren Teleskopteils 342 gezogen wird. Die Ände­ rung des Volumens innerhalb des äußeren Teleskopteils 342, wenn sich die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle 308 nach innen oder außen bewegt, wird durch den Balg 346 aufgefangen, der sich ausdehnt oder zusammenzieht. Dadurch wird das Eindringen von Verunreinigungen vermieden. Ein in Fig. 23 gezeigtes Fenster dichtet die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle ab. Dadurch wird die Dichte des Gases im Inneren konstant gehalten, was zu einer konstanten Wellenlänge führt.

Eine beispielhafte Anwendung der Meßvorrichtung 300 ist in Fig. 24 dargestellt. In dieser speziellen Anwendung ist die Meßvorrichtung 300 in ein angetriebenes Bein 347 eingebaut, ähnlich dem unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 17 beschrie­ benen, durch eine Kugelumlaufspindel angetriebenen Bein. Auf die obige Diskussion kann für die Einzelheiten von typischen Kugel­ umlaufspindel angetriebenen Beinen in Anwendung mit Werkzeug­ maschinen, wie hier beschrieben, Bezug genommen werden. Außerdem ist zu bemerken, daß die Meßvorrichtung in Meßarme getrennt von den angetriebenen Beinen eingebaut sein kann; die Meßvorrichtung kann in eine Vielzahl von anderen angetriebenen Beinen eingebaut werden, einschließlich von hydraulisch oder pneumatisch ange­ triebenen Beinen und in eine Vielzahl von anderen Anwendungen, wo eine präzise Messung von Abständen zwischen zwei Punkten benötigt wird.

Im wesentlichen enthält die spezifische Ausführungsform von Fig. 24 eine drehbare Kugelumlaufspindel 348 mit einem hohlen Inneren 350. Die Kugelumlaufspindel 348 wird durch einen Motor 352 gedreht, etwa durch einen hydraulischen oder einen elektri­ schen Motor. Der Motor 352 ist über einen Antriebsmechanismus 354, wie etwa über einen Riemen 356, der um ein Motortreibrad 358 und ein Treibrad 360 der Kugelumlaufspindel verläuft, mit der Kugelumlaufspindel 348 verbunden. Andere anwendbare An­ triebsmechanismen sind z. B. Ketten- und Ritzelantriebe, hydrau­ lische Antriebe und direkte Zahnradantriebe.

Die Kugelumlaufspindel 348 ist drehbar innerhalb eines Paars von Gabelkopfanordnungen gehalten, die gelegentlich auch als Kaderngelenke 362 und 364 bezeichnet werden. Die Funktionsweise der Gabelkopfanordnung 362 und 364 ist oben im Zusammenhang mit den Fig. 14 bis 17 beschrieben. Ferner umgibt eine Mutterröh­ re 366 die Kugelumlaufspindel 348 und ist mit dieser durch eine Vielzahl von umlaufenden Kugeln 368 antriebsmäßig gekoppelt. Wenn die Kugelumlaufspindel 348 in der Mutterröhre 366 gedreht wird, werden die Gabelkopfanordnungen 362 und 364 weiter ausein­ ander oder zusammen bewegt, abhängig von der Drehrichtung der Kugelumlaufspindel 348. Außerdem kann eine Teleskopummantelung 370 zwischen den Gabelkopfanordnungen 362 und 364 befestigt sein.

Ein röhrenförmiges Gehäuse 372 ist an dem Kaderngelenk 364 befestigt und umgibt dasjenige Ende der Kugelumlaufspindel 348, das sich über die Gabelkopfanordnung 364 gegenüber der Gabel­ kopfanordnung 362 hinaus erstreckt. In bestimmten Anwendungen kann das röhrenförmige Gehäuse 372 vollständig abgedichtet und mit einem Balg oder Ballon, wie durch den Balg 346 (gestrichelt dargestellt) angedeutet, verbunden sein, um eine spezifische Gasmenge innerhalb des Systems zu halten und Verschmutzungen fernzuhalten. Das röhrenförmige Gehäuse 372 weist eine ausrei­ chende Festigkeit auf, um die Laser-Interferometervorrichtung 314 zu tragen.

In der Ausführung von Fig. 24 ist die Laserquelle 316 an dem röhrenförmigen Gehäuse 372 angebracht. Der erste Reflektor 322 ist innerhalb des distalen Endes des röhrenförmigen Gehäuses 372 getrennt von der Kugelumlaufspindel 348 angebracht. An dem Ende der Kugelumlaufspindel 348, auf das der erste Reflektor 322 gerichtet ist, ist ein Fenster 312 angebracht. Dieses Fenster 312 dichtet den hohen Innenraum 350 der Kugelumlaufspindel 348 ab. Der zweite Reflektor ist abgedichtet am anderen Ende des hohlen Innenraums 350 angebracht, vorzugsweise nahe der Gabel­ kopfanordnung 362. Mithin ist die Laser-Interferometervorrich­ tung 314 in der Lage, exakt den Abstand zwischen den Punkten zu messen, an denen der erste Reflektor 322 und der zweite Reflek­ tor 328 an dem durch die Kugelumlaufspindel angetriebenen Bein 347 angebracht sind.

Die oben beschriebene Ausgestaltung der Meßvorrichtung 300 ist besonders vorteilhaft zur Verwendung mit Werkzeugmaschinen mit beweglichen Plattformen wie oben beschrieben. Wenn die Ga­ belkopfanordnungen 362 und 364 in ihrer einander nächsten Posi­ tion liegen, wie in Fig. 24 gezeigt, liegen das Fenster 312 und der erste Reflektor 322 nahe beieinander und die Laser-Inter­ ferometervorrichtung 314 kann mit minimalen Grundweglängenfeh­ lern kalibriert werden, da eine konstante Gasmenge in dem hohlen Inneren 350 eingeschlossen ist. Wenn die Gabelkopfanordnung 364 von der Gabelkopfanordnung 362 weg bewegt wird, bewegt sich der erste Reflektor 322 mit dem röhrenförmigen Gehäuse 372 von dem Fenster 312 fort, und die Laser-Interferometervorrichtung 314 ist in der Lage, die Abstandsänderung zwischen den Gabelkopf­ anordnungen exakt meßbar zu machen und dadurch ein Signal zu einer Kontrolleinheit (nicht gezeigt) zu liefern, die z. B. die Bewegung der Plattformen zur geeigneten Bearbeitung eines Werk­ stücks steuern kann. Die Fähigkeit der Laser-Interferometervor­ richtung 314, diese Abstandsänderungen zu messen, kann weiter verbessert werden, indem ein Balg 346 mit dem Inneren des röh­ renförmigen Gehäuses 372 verbunden wird, um eine konstante Gas­ menge in Zusammenwirkung mit dem röhrenförmigen Gehäuse 372 zu erhalten, wenn die Kugelumlaufspindel 348 sich dem ersten Re­ flektor 322 nähert oder sich davon entfernt.

Die vorhergehende Beschreibung bezieht sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, und die Erfindung ist nicht auf die Besonderheiten der beschriebenen Ausführungsformen be­ schränkt. Zum Beispiel kann die Meßvorrichtung in eine Vielzahl von Umgebungen und Anwendungen eingebaut werden, eine Vielzahl von Laser-Interferometern kann verwendet werden, die Grundweg­ längenfehlerunterdrückungszelle kann mit unterschiedlichen Gasen gefüllt sein und könnte üblicherweise mit einer Flüssigkeit oder einem Feststoff, wie etwa Kunststoff oder Glas, gefüllt sein, um damit im Ergebnis ein längeres Fenster zu bilden, das das hohle Innere der Zelle füllt. Diese und andere Abwandlungen der Kon­ struktion und des Aufbaus der Vorrichtung und ihrer Komponenten können vorgenommen werden, ohne den Bereich des Gegenstands der Erfindung zu verlassen.

Claims (11)

1. Abstandsmeßvorrichtung zum Messen des Abstands zwischen zwei Punkten, die eine lineare Wegstrecke (302) zwischen sich haben, gekennzeichnet durch:

eine Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle (308), die einen abgedichteten, hohlen Innenraum (310) aufweist, der entlang der linearen Wegstrecke (302) angeordnet ist; und
eine Laserinterferometervorrichtung (314), die einen Strahlteiler (320) und einen ersten Reflektor (322), der so angeordnet ist, um einen Laserstrahl entlang der linearen Wegstrecke (302) und durch den abgedichteten, hohlen Innen­ raum (310) zu reflektieren, und einen zweiten Reflektor (328) aufweist, der an der gegenüberliegenden Seite des abgedichteten, hohlen Innenraums (310) angeordnet ist, um den Laserstrahl zurück entlang der linearen Wegstrecke (302) zu reflektieren, wobei der Abstand zwischen dem ersten Re­ flektor (322) und dem zweiten Reflektor (328) veränderbar ist.

2. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der hohle Innenraum (310) durch wenigstens ein Fenster (312), welches innerhalb des hohlen Innenraums (310) liegt, hermetisch abgedichtet ist.

3. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, weiter gekennzeich­ net durch ein zweites Fenster (312), wobei das erste Fenster (312) an dem einen Ende des hohlen Innenraums, das dem er­ sten Reflektor (322) zugewandt ist, und das zweite Fenster (312) an dem anderen Ende des hohlen Innenraums angeordnet ist, das dem zweiten Reflektor (328) zugewandt ist.

4. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Reflektor (322) abgedicht in der Grund­ weglängenfehlerunterdrückungszelle (308) an einem ersten Ende des abgedichteten, hohlen Innenraums (312) angeordnet ist.

5. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der zweite Reflektor (328) abgedichtet in der Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle (308) an einem zwei­ ten Ende des abgedichteten, hohlen Innenraums (310) angeord­ net ist.

6. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, weiter ge­ kennzeichnet durch eine erste bewegliche Komponente (336), an dem der erste Reflektor (322) befestigt ist, und eine zweite bewegliche Komponente (332), an der der zweite Re­ flektor (328) befestigt ist, wobei die erste bewegliche Komponente (336) und die zweite bewegliche Komponente (332) in bezug aufeinander entlang der linearen Wegstrecke (302) hin und her bewegt werden können.

7. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, weiter ge­ kennzeichnet durch eine erste bewegliche Komponente (336), an der der erste Reflektor (322) befestigt ist, und eine zweite bewegliche Komponente (332), an der der zweite Re­ flektor (328) befestigt ist, wobei die erste bewegliche Komponente (336) die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle (308) umfaßt, wobei die erste bewegliche Komponente (336) und die zweite bewegliche Komponente (332) in bezug aufein­ ander entlang der linearen Wegstrecke (302) hin und her bewegt werden können.

8. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, weiter ge­ kennzeichnet durch eine erste bewegliche Komponente (336), an der der erste Reflektor (322) befestigt ist, und eine zweite bewegliche Komponente (332), an der der zweite Re­ flektor (328) befestigt ist, wobei die zweite bewegliche Komponente (332) die Grundweglängenfehlerunterdrückungszelle (308) umfaßt, wobei die erste bewegliche Komponente (336) und die zweite bewegliche Komponente (332) in bezug aufein­ ander entlang der linearen Wegstrecke (302) hin und her bewegt werden können.

9. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bewegliche Komponente (336) und die zweite bewegliche Komponente (332) gleitfähig in teleskopartiger Weise miteinander verbunden sind, wobei die erste und die zweite bewegliche Komponente (336, 332) so ausgestaltet sind, daß sie einen abgedichteten Gasraum zwi­ schen sich haben.

10. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der abgedichtete, hohle Innenraum mit einem Balg (346) verbunden ist, der ermöglicht, das Gas aus dem abgedichteten Gasraum aus strömt oder da hinein ein­ strömt, wenn die erste und die zweite bewegliche Komponente (336, 332) sich in bezug aufeinander hin- und herbewegen, um eine vorgegebene Gasmenge in Wechselwirkung damit aufrecht­ zuerhalten.