DE19622987C2 - Vorrichtung eines Kollisionsschutzes für Sensoren an Koordinatenmeßgeräten - Google Patents

Description

Bekannt sind Kollisionsschutzeinrichtungen an Mehrkoordinatenmeßgeräten, die zum Beispiel mittels eines elektrisch kontaktierten Federvorhanges die als verfahrbare Pinolen ausgeführten Vertikalachsen gegen Kollision mit Teilehalterungen und/oder Meßteilen schützen. Diese Schutzfunktion wirkt aber nicht auf die Meßwertaufnehmer und ihr Zubehör, welche unterhalb der als Pinole ausgebildeten Vertikalachse angeordnet sind. Dabei werden herkömmliche Mehrkoordinatenmeßgeräte (in Folge KMG genannt), die meist mit schaltenden Tastern, die sich durch den beweglichen Taststift selbst in Antastrichtung gegen Kollision schützen können, ausgerüstet sind, immer häufiger optional mit optischen Sensoren ausgestattet, die den optischen Teil eines Meßmikroskops mit dazugehöriger Beleuchtungseinrichtung und eine CCD- Kamera beinhalten und die die Messung sehr kleiner Merkmale ermöglichen. Diese Sensoren sind jedoch relativ groß und sind in den oben beschriebenen Kollisionsschutzvorrichtungen nicht eingeschlossen und somit bei seitlichen Bewegungen der Maschinenachsen gegen Kollision nicht geschützt. Bei auftretenden Verfahrfehlern, gleich ob es sich um technische Störungen oder um Programmierfehler handelt, kann es also zu Kollisionen mit Teilen oder mit Teilehalterungen kommen, die kostspielige Reparaturen an den KMG's und den sehr aufwendigen optischen Sensoren erforderlich machen.

Aus der Patentschrift DE 35 27 043 C1 ist eine Schutzeinrichtung bekannt bei der auch ein berührungslos arbeitendes Sensorsystem zum Einsatz kommt. Das Verfahren das dort angewandt wird, beruht auf dem Einsatz von Ultraschall, also einem gänzlich anderen Verfahren. Das Ultraschallverfahren benötigt im Gegensatz zu dem neu zum Patent angemeldeten Verfahren stets ein Material, das den Ultraschall reflektiert, d. h. nur Hindernisse, die diese Eigenschaft besitzen, können als solche erkannt werden.

Die Patentschrift DE 35 45 330 A1 beschreibt ebenfalls eine Schutzeinrichtung an einer Pinole bei der aber erst nach erfolgter Kollision des Tastkopfes die Lageplatte gegenüber der Aufnahmeplatte ausgelenkt wird und mindestens ein Schalter die Bewegung der Pinole unterbricht. Nachteilig ist bei dieser Schutzeinrichtung, daß es schon zu einer Kollision gekommen ist, bevor die Bewegung der Pinole unterbrochen wird welches zu kostspieligen Reparaturen führt.

Bei der DE 295 11 272 U1 kommt ein elastisches Formteil zum Einsatz, das zunächst mit dem Hindernis kollidiert um dann den Kollisionsschutz auszulösen. Hier wird durch die Deformierung des Formteils das Dielektrikum im Innern des Formteils verändert, welches ein Schaltsignal erzeugt, das die Pinolenbewegung stoppt. Nachteil dieser Schutzeinrichtung ist, daß es hier ebenfalls zuerst zu einer Kollision kommt, bevor die Bewegung der Pinole gestoppt wird, was ebenfalls sehr kostspielige Reparaturen nach sich führen kann.

Die Wirkungsweise des Kollisionsschutzes aus der Patentschrift DD 276 727 A1 beruht ebenfalls auf dem berührenden Verfahren, d. h. hier kommt es wie bei den zuvor beschriebenen zuerst zu einer Kollision der auslenkbaren Berührungshebel, die dann über ein Schaltglied eine Abschaltung des Antriebes zur Folge hat. Diese Schutzeinrichtung hat wie alle anderen beschriebenen Kollisionsschutzverfahren ebenfalls zum Nachteil, daß es hier zuerst zu einer Kollision kommt, bevor die Bewegung der Pinole gestoppt wird, was sehr kostspielig werden kann.

Bei der US 53 15 259 kommt sehr wohl ein berührungsloser kapazitiv arbeitender Sensor zum Einsatz, der jedoch ausschließlich als Meßtaster verwendet wird, d. h. es wird nirgends in der Patentschrift erwähnt, daß dieser Taster als Kollisionsschutz eingesetzt wird. Darüber hinaus ist die Bindung an die Form einer Kugel höchst ungeeignet, um die Pinole, optischer Aufbau oder Lasertaster gegen Kollision zu schützen.

Technische Beschreibung:

Die nachstehende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung eines Kollisionsschutzes für optische Meßsensoren an Koordinatenmeßgeräten, deren Vertikalachse als verfahrbare Pinole (7) ausgeführt ist, die die Zerstörung der Meßwertaufnehmer (4), wie zum Beispiel eines Mikroskopaufbaus mit integrierter CCD-Kamera oder eines Lasersensors, im weiteren Text Optik genannt, und die Beschädigung des KMG's verhindert, dadurch, daß ein flächig ausgelegter, schaltender, kapazitiver Sensor (2), zum Beispiel ein kunststoffgebundener, eingesetzt wird, der am unteren Rand eines Gehäuses (1) der Optik, das auch eine Beleuchtungseinrichtung enthalten kann, so angebracht ist, daß die Abstrahlkeule des kapazitiven Sensors axial und/oder radial nach außen gerichtet ist. Somit ist das untere Ende der Optik durch ein kapazitiv empfindliches Feld in Form eines Ringes oder einer Halbkugel, je nach Ausführung der kapazitiven Nährerungsschalters, abgesichert. Die Kapazitiven Sensoren senden bei Annäherung an ein Hinderniss ab einer einstellbaren Entfernung ein Stopsignal an die CNC-Steuerung. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt das Feld des flächige kapazitive Sensor (2) in radialer Richtung. Die axiale Richtung wird mit einem, schon bekannten, dreipunktgelagerten Schaltring (3), der mit Federn (5) beweglich gelagert und gegen den fest montierten Kontaktring (6) abgestützt ist, abgesichert.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Kollisionsschutz für Meßwertaufnehmer an Koordinatenmeßgeräten, der aus einem flächenhaft ausgebildeten kapazitiven Sensor besteht, der am unteren Ende des Meßwertaufnehmers des Koordinatenmeßgerätes montiert ist, und der so gestaltet ist, daß seine Abstrahlkeule radial und/oder axial wirksam ist und bei Annäherung eines anderen Mediums ein Schaltsignal erzeugt wird.

2. Vorrichtung zum Kollisionsschutz für Meßwertaufnehmer an Koordinatenmeßgeräten nach Anspruch 1, bei der die Abstrahlkeule des flächenhaft ausgebildeten kapazitiven Abstandssensor radial ausgerichtet ist und der axiale Kollisionsschutz mit einem beweglichen, über mechanische Schalter aufgehängten Ring bewerkstelligt wird.

3. Vorrichtung zum Kollisionsschutz für Meßwertaufnehmer an Koordinatenmeßgeräten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flächenhaft ausgebildete kapazitive Abstandssensor kunststoffgebunden ist.