DE19703735C2

DE19703735C2 - Variable element

Info

Publication number: DE19703735C2
Application number: DE1997103735
Authority: DE
Inventors: Winfried Fugmann; Jan Neumann; Rene Theska
Original assignee: Leitz Brown and Sharpe Messtechnik GmbH
Current assignee: Hexagon Metrology GmbH
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2017-02-01
Also published as: DE19703735A1

Description

Die Erfindung betrifft ein längenveränderliches Ele ment mit einem Maßstabssystem zur Messung der Länge oder Längenänderung des Elementes.The invention relates to a variable length Ele ment with a scale system for measuring the length or Change in length of the element.

In verschiedenen Bereichen der Technik sind Mechanis men bekannt, bei denen die Position einer Plattform mit Hilfe mehrerer längenveränderlicher Elemente bestimmt, oder die Plattform mit Hilfe dieser längenveränderlichen Ele mente meßbar bewegt wird.Mechanis are in different areas of technology men known, where the position of a platform with Determined with the help of several elements variable in length, or the platform with the help of these variable length el is measurably moved.

Gemäß der DE 35 04 464 C1 und DD 141 061 wird die Überprüfung der Position eines Meßkopfes eines Koordinaten meßgerätes durch passive längenveränderliche Elemente aus geführt, das heißt Elemente, die keinen eigenen Antrieb haben, wobei die Positionierung durch das Koordinaten meßgerät selbst vorgenommen wird.According to DE 35 04 464 C1 and DD 141 061 the Checking the position of a measuring head of a coordinate measuring device by passive elements variable in length led, that is, elements that do not have their own drive have, the positioning by the coordinates measuring device itself is made.

Gemäß der Zeitschrift "Spektrum der Wissenschaft", Mai 1991, Seiten 18 bis 22, wird ein Teleskopspiegel, gemäß der Zeitschrift "Schweizer Maschinenmarkt", Nr. 17/1995, Seiten 26 bis 29, die Bearbeitungsplattform einer Werkzeugmaschi ne, gemäß der DE 296 07 680 U1 der an einem Ausleger der Plattform angebrachte Tastkopf eines Koordinatenmeßgerätes durch jeweils sechs aktive längenveränderliche Elemente be wegt. Die aktiven längenveränderlichen Elemente weisen ei nen Antrieb auf. Die Messung der Position der Plattform kann durch die Längenmessung der längenveränderlichen Ele mente ausgeführt werden.According to the journal "Spectrum of Science", May 1991, pages 18 to 22, a telescopic mirror, according to the Magazine "Schweizer Maschinenmarkt", No. 17/1995, pages 26 to 29, the processing platform of a machine tool ne, according to DE 296 07 680 U1 on a boom of Platform attached probe of a coordinate measuring machine by six active elements that can be changed in length moved. The active variable-length elements have an egg drive. Measuring the position of the platform can be measured by measuring the length of the variable el elements are executed.

Gemäß diesem Stand der Technik tritt, im Gegensatz zu konventionellen kartesischen Aufbauten, das Problem einer veränderlichen Durchbiegung der längenveränderlichen Elemente auf, die die Längenmessung der Elemente nicht ver fälschen darf. Diese Durchbiegung entsteht grundsätzlich durch das Eigengewicht der längenveränderlichen Elemente unter der beim Betrieb veränderlichen Neigung, Orientierung und Länge der Elemente. Um eine Rückwirkung der Durchbie gung auf die Längenmessung zu verhindern, ist es gemäß WO 95/14905 und WO 91/03145 bekannt, den Meßweg eines Laserinterferometers innerhalb der mechanischen Antriebs elemente des längenveränderlichen Elementes, beispielsweise einer Stange oder einer Spindel, anzuordnen.According to this state of the art, contrary to conventional Cartesian structures, the problem of a variable deflection of the variable-length elements on that the length measurement of the elements does not ver may fake. This deflection basically occurs due to the weight of the variable-length elements under the variable inclination, orientation during operation and length of the elements. To a retroactive effect of the sag to prevent length measurement, it is according to WO 95/14905 and WO 91/03145 known the measuring path of a Laser interferometer inside the mechanical drive elements of the variable-length element, for example a rod or a spindle.

Diese zum Stand der Technik gehörende Anordnung, bei der ein Maßstab, insbesondere der Meßweg eines Laserinter ferometers innerhalb eines Antriebselementes angeordnet ist, hat mehrere Nachteile:
This arrangement belonging to the prior art, in which a scale, in particular the measuring path of a laser interferometer, is arranged within a drive element, has several disadvantages:

1. Warm up by friction or by contact with motors all of the drive elements, reducing the length of the measurement staff, especially the properties of the medium a laser interferometer. Within the drive elements is only effective cooling very great effort possible.
2. The use of hollow spindles, rods or air bearings is complex and expensive.
3. Transfer vibrations that occur in the drive system directly on the scale system and can measure errors or cause faults.
4. The accessibility of the scale system is on limits, in particular assembly and readjustment scale or laser interferome very difficult.
5. The lack of suitable ones, for example not with one Spindle with rotating attachment points complicates the Attachment of the interferometer elements respectively of standards and givers.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Anordnung eines Meßsystems zur Messung der Länge eines längenveränderlichen Elementes anzugeben, die einen von der Neigung des längenveränderlichen Elemen tes unabhängigen Meßwert liefert, ohne die beschriebenen Nachteile der zum Stand der Technik gehörenden Lösungen aufzuweisen.The technical problem underlying the invention consists of an arrangement of a measuring system for measurement specify the length of a variable-length element, the one of the inclination of the variable element tes independent measured value without the described Disadvantages of the solutions belonging to the prior art exhibit.

Dieses technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This technical problem is caused by the characteristics of the Claim 1 solved.

Dadurch, daß das Maßstabssystem außerhalb der An triebs-, Führungs- und/oder Stützstrukturen des längenver änderlichen Elementes und symmetrisch zur Verbindungslinie zwischen den Anlenkpunkten des längenveränderlichen Elemen tes angeordnet ist, wirkt sich eine neigungs-, orientie rungs- und längenabhängige Durchbiegung des längenverän derlichen Elementes in erster Näherung nicht auf die wirk same Länge des längenveränderlichen Elementes aus. Die wirksame Länge des längenveränderlichen Elementes ist bei Hexapoden und verwandten Strukturen der Abstand zwischen den Anlenkpunkten des Elementes, da die Abstände zwischen diesen Punkten die Lage und Orientierung der Plattform ein deutig festlegen. Die neigungs-, orientierungs- und län genabhängige Durchbiegung des Elementes wirkt sich deshalb in erster Näherung nicht auf die wirksame Länge des Elemen tes aus, da die Längenverkürzung auf der "oberen" Seite durch eine in erster Näherung gleich große Verlängerung auf der "unteren" Seite kompensiert wird. Dies gilt sowohl für die elastische Biegung von Strukturelementen als auch für eine durch Spiel in den Führungselementen verursachte Abweichung.Because the scale system outside the An drive, leadership and / or support structures of the length ver changeable element and symmetrical to the connecting line between the articulation points of the variable element tes is arranged, there is an inclination, orientation Deflection and length-dependent deflection of the length change element in the first approximation not on the effective same length of the variable-length element. The effective length of the variable-length element is at Hexapods and related structures the distance between the articulation points of the element, since the distances between the location and orientation of the platform clearly define. The inclination, orientation and length gene-dependent deflection of the element therefore has an effect in a first approximation not to the effective length of the element tes out because the length reduction on the "upper" side by an extension of the same size in the first approximation the "lower" side is compensated. This applies to both the elastic bend of structural elements as well for one caused by play in the guide elements Deviation.

Fehler höherer Ordnung spielen bei den in der Praxis auftretenden Durchbiegungen weder für die Längenmessung noch für die tatsächlich wirksame Länge des längenverän derlichen Elementes eine Rolle. Abweichungen durch das ei gengewichtsbedingte "Durchhängen" eines Maßbandes sind ebenfalls von höherer Ordnung, können aber auch durch eine Zwangsführung des Maßbandes durch den Geber weitgehend un terdrückt werden.Higher-order errors play in practice deflections occurring neither for the length measurement still for the actually effective length of the length change role. Deviations from the egg "sagging" of a measuring tape due to the weight also of a higher order, but can also be replaced by a Forced guidance of the measuring tape by the encoder largely un be suppressed.

Gemäß der Erfindung wird bei aktiven längenveränder lichen Elementen, das heißt bei Elementen mit einem eigenen Antriebssystem die Antriebs-, Führungs- und/oder Stütz struktur des längenveränderlichen Elementes in der Verbin dungslinie zwischen den Anlenkpunkten angeordnet. In diesem Fall ist das wenigstens eine Maßstabssystem außerhalb der Verbindungslinie und symmetrisch zu der Verbindungslinie angeordnet.According to the invention, active length changes elements, that is, elements with their own Drive system the drive, guidance and / or support structure of the variable-length element in the connection line between the articulation points. In this The case is at least one scale system outside of Connecting line and symmetrical to the connecting line arranged.

Erfindungsgemäß können die Antriebs-, Führungs- und/oder Stützstrukturen aber auch außerhalb der Verbin dungslinie zwischen den Anlenkpunkten angeordnet sein. In diesem Fall kann das Maßstabssystem in der Verbindungslinie zwischen den Anlenkpunkten angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, das Maßstabssystem außerhalb der Verbin dungslinie anzuordnen. In weiterer Ausgestaltung der Er findung ist es auch möglich, in diesem Fall ein Maßstabs system in der Verbindungslinie und weitere Maßstabssysteme außerhalb der Verbindungslinie anzuordnen. According to the drive, guide and / or support structures but also outside of the verb line between the articulation points. In In this case, the scale system in the connecting line be arranged between the articulation points. But it is also possible the scale system outside the verb line. In a further embodiment of the Er It is also possible to find a scale in this case system in the connecting line and other scale systems to be placed outside the connecting line.

Durch die erfindungsgemäßen Anordnungen werden die ge mäß dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden. Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteran sprüchen entnommen werden.By the arrangements according to the invention, the ge known disadvantages avoided according to the prior art. Further details of the invention can be found in the Unteran sayings are taken.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt, und zwar zeigen:In the drawing is an embodiment of the He shown, namely:

Fig. 1 ein längenveränderliches Element mit einem doppelten Interferometer-Meßweg; Fig. 1 is a length-adjustable element with a double interferometric measurement path;

Fig. 2 ein längenveränderliches Element mit einem einfachen Interferometer-Meßweg; Fig. 2 is a length-adjustable element with a simple interferometer measurement path;

Fig. 3 ein längenveränderliches Element mit zwei Laserinterferometern; Fig. 3 is a length-adjustable element having two laser interferometers;

Fig. 4 ein längenveränderliches Element mit einem Maßband; Fig. 4 is a length-adjustable element with a tape measure;

Fig. 5 ein längenveränderliches Meßelement mit zwei Maßstäben; Fig. 5 is a length-variable measuring element having two scales;

Fig. 6 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 mit durchgebogenem, längenveränderlichem Element; FIG. 6 shows the exemplary embodiment according to FIG. 5 with a bent, variable-length element;

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Interferometer-Meßweg in der Verbindungs linie der Anlenkpunkte; Fig. 7 shows another embodiment with an interferometer measuring path in the connecting line of the pivot points;

Fig. 8 ein längenveränderliches Element mit zwei parallel angeordneten Spindeln. Fig. 8 is a variable-length element with two spindles arranged in parallel.

Fig. 1 zeigt ein längenveränderliches Element (1) mit Kugelgelenken (2, 3). In der Verbindungslinie (A) zwischen Anlenkpunkten (4, 5) sind Antriebsstrukturen des Elementes (1) angeordnet. Das Element (1) weist eine Stange (6) und einen Zylinder (7) auf. An dem Zylinder (7) ist ein Inter ferometereingang und -ausgang (8) vorgesehen sowie ein Re flektor (9). Der Interferometer-Meßweg liegt außerhalb der Verbindungslinie (A), aber symmetrisch auf gegenüberlie genden Seiten des längenveränderlichen Elementes (1). Von dem Interferometerausgang (8) ausgehend wird der Laser strahl parallel zur Verbindungslinie (A) zu einem Umlenk spiegel (10) geführt und von dort zu einem weiteren Umlenk spiegel (11). Anschließend wird der Laserstrahl wiederum parallel zur Verbindungslinie (A) zum Reflektor (9) ge führt, dort reflektiert und über die Umlenkspiegel (11, 10) zu dem Interferometereingang (8) zurückgeführt. Bei dieser Ausführungsform ist ein doppelter Meßweg vorgesehen. Fig. 1 shows a variable-length element ( 1 ) with ball joints ( 2 , 3 ). Drive structures of the element ( 1 ) are arranged in the connecting line (A) between articulation points ( 4 , 5 ). The element ( 1 ) has a rod ( 6 ) and a cylinder ( 7 ). On the cylinder ( 7 ) there is an interferometer input and output ( 8 ) and a reflector ( 9 ). The interferometer measuring path lies outside the connecting line (A), but symmetrically on opposite sides of the variable-length element ( 1 ). Starting from the interferometer output ( 8 ), the laser beam is guided parallel to the connecting line (A) to a deflecting mirror ( 10 ) and from there to another deflecting mirror ( 11 ). Then the laser beam is again parallel to the connecting line (A) leads to the reflector ( 9 ), reflected there and returned via the deflecting mirror ( 11 , 10 ) to the interferometer input ( 8 ). In this embodiment, a double measuring path is provided.

Gemäß Fig. 2 weist das längenveränderliche Element (1) einen einfachen Meßweg auf. Bei dieser Ausführungsform ist ein Interferometerausgang (12) vorgesehen sowie ein Inter ferometereingang (13).Referring to FIG. 2, the variable-length element (1) on a simple measurement path. In this embodiment, an interferometer output ( 12 ) and an interferometer input ( 13 ) are provided.

Gemäß Fig. 3 weist das längenveränderliche Element (1) zwei Laserinterferometereingänge und -ausgänge (14, 15) sowie Reflektoren (24a, 24b) auf. Bei dieser Ausführung wird nach der Messung eine Mittelwertbildung durchgeführt.Referring to FIG. 3, the variable-length element (1) has two Laserinterferometereingänge and outputs (14, 15) and reflectors (24 a, 24 b). In this version, averaging is carried out after the measurement.

Die Referenzwege sind in den Fig. 1 bis 3 nicht darge stellt. Die Interferometer können, je nach Ausführung, beispielsweise als Michelson- oder Mach-Zehnder-Inter ferometer aufgebaut sein.The reference paths are not shown in FIGS . 1 to 3. Depending on the design, the interferometers can be constructed, for example, as Michelson or Mach-Zehnder interferometers.

Aufgrund von Kosten und Stabilität werden bei Koordi natenmeßgeräten in der Regel Stahl- oder Glasmaßstäbe oder Maßbänder mit aufgebrachter Teilung gegenüber Laserinter ferometern bevorzugt. Wird ein solcher Maßstab zur Längen messung verwendet, so wird ein Maßband (16) mindestens doppelter Länge gemäß Fig. 4 an dem längenveränderlichen Element (1) angeordnet. Mittels zweier Geber (17a, 17b) ist die Längenveränderung des längenveränderlichen Elementes (1) als Mittelwert der auf beiden Seiten ablesbaren Längen veränderungen bestimmbar. Das Maßband (16) wird mittels Umlenkvorrichtungen (18, 19) umgelenkt, so daß das Maßband (16) symmetrisch zur Achse (A) auf beiden Seiten des längenveränderlichen Elementes (1) geführt wird.Because of costs and stability, coordinate or steel measuring devices or measuring tapes with an applied division are preferred over laser interferometers in coordinate measuring devices. If such a scale is used for length measurement, a measuring tape ( 16 ) at least twice the length according to FIG. 4 is arranged on the variable-length element ( 1 ). Using two sensors ( 17 a, 17 b), the change in length of the variable-length element ( 1 ) can be determined as the mean value of the changes in length that can be read on both sides. The measuring tape (16) is deflected by means of deflection devices (18, 19), so that the measuring tape (16) is guided symmetrically to the axis (A) on both sides of the variable-length element (1).

Gemäß Fig. 5 weist das längenveränderliche Element zwei Maßstäbe (20, 21) auf, wobei wiederum mittels zweier Geber (17a, 17b) die Längenveränderung abgelesen werden kann. Die Maßstäbe (20, 21) sind symmetrisch zur Verbin dungslinie (A) zwischen den Anlenkpunkten (4, 5) des längenveränderlichen Elementes (1) angeordnet.According to FIG. 5, the variable-length element has two scales ( 20 , 21 ), the length change again being able to be read off by means of two sensors ( 17 a, 17 b). The scales ( 20 , 21 ) are arranged symmetrically to the connecting line (A) between the articulation points ( 4 , 5 ) of the variable-length element ( 1 ).

Gemäß Fig. 6 ist ein längenveränderliches Element (1) in durchgebogener Form dargestellt. Die wirksame Länge des längenveränderlichen Elementes ist bei Hexapoden und ver wandten Strukturen der Abstand zwischen den Anlenkpunkten (4, 5) des längenveränderlichen Elementes (1), da die Ab stände zwischen sämtlichen Anlenkpunkten aller längenver änderlicher Elemente die Lage und Orientierung einer Platt form (nicht dargestellt) eindeutig festlegen. Gemäß der er findungsgemäßen Ausführungsform des Maßstabssystems wirkt sich die neigungs-, orientierungs- und längenabhängige Durchbiegung des längenveränderlichen Elementes (1) in er ster Näherung nicht auf die wirksame Länge des längenver änderlichen Elementes (1) aus, da die gemessene Längen verkürzung unter anderem durch die Schrägstellung der Stange (6) und der daran befestigten Geberanbringung (22) des "oberen" Maßstabs (20) durch eine in erster Näherung gleichgroße Verlängerung am "unteren" Maßstab (21) kom pensiert wird. Dies gilt sowohl für die elastische Biegung von Strukturelementen als auch für eine durch Spiel in den Führungselementen verursachte Abweichung. Fehler höherer Ordnung spielen bei den in der Praxis auftretenden Durch biegungen weder für die Längenmessung noch für die tat sächlich wirksame Länge des längenveränderlichen Elementes (1) eine Rolle.Referring to FIG. 6, a variable-length element (1) is shown in by curved shape. The effective length of the variable-length element in hexapods and related structures is the distance between the articulation points ( 4 , 5 ) of the variable-length element ( 1 ), since the distances between all the pivot points of all variable-length elements are the position and orientation of a platform (not clearly shown. According to the inventive embodiment of the scale system, the inclination, orientation and length-dependent deflection of the variable-length element ( 1 ) does not have an effect on the effective length of the variable-length element ( 1 ) because the measured lengths shorten, among other things, by the inclination of the rod ( 6 ) and the attached encoder attachment ( 22 ) of the "upper" scale (20) is compensated by a first approximation of the same size extension on the "lower" scale (21). This applies both to the elastic bending of structural elements and to a deviation caused by play in the guide elements. Higher-order errors play no role in the deflections occurring in practice, neither for the length measurement nor for the actually effective length of the variable-length element ( 1 ).

Abweichungen durch das eigengewichtsbedingte "Durch hängen" des Maßbandes im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind ebenfalls von höherer Ordnung, können aber durch eine Zwangsführung des Maßbandes (16) durch die Geber (17a, 17b) weitgehend unterdrückt werden.Deviations "sag" under its own weight caused of the tape measure in the embodiment of FIG. 4 are also of a higher order, but may be prepared by a forced guidance of the measuring tape (16) by the transmitter (17 a, b 17) are substantially suppressed.

Fig. 7 zeigt ein längenveränderliches Element (25), bei dem die Antriebsstrukturen außerhalb einer Verbindungs linie (B) zwischen den Anlenkpunkten (26, 27) der Gelenke (28, 29) des längenveränderlichen Elementes (25) angeordnet sind. In diesem Fall kann der Maßstab oder der Interfero meter-Meßweg in der Verbindungslinie (B) angeordnet sein. Fig. 7 shows a variable-length element ( 25 ) in which the drive structures outside a connecting line (B) between the articulation points ( 26 , 27 ) of the joints ( 28 , 29 ) of the variable-length element ( 25 ) are arranged. In this case, the scale or the interferometer measuring path can be arranged in the connecting line (B).

Gemäß Fig. 7 ist eine asymmetrische Anordnung der An triebsstrukturen vorgesehen. Eine solche Anordnung ist prinzipiell weniger steif als die Anordnung entlang der Verbindungslinie (B), so daß last- und neigungsbedingte Änderungen der auf das längenveränderliche Element wirkenden Kraft Änderungen des Abstands zwischen den Anlenkpunkten (26, 27) im Bereich von einigen Mikrometern verursachen können. Da diese Abstandsänderungen von einem symmetrisch zur oder entlang der Verbindungslinie (B) ange ordneten Maßstabssystem erfaßt werden, wird die Positio nier- und Positionsmeßgenauigkeit nicht beeinträchtigt, weil die Lage und Orientierung der Plattform (nicht dar gestellt) nur vom Abstand zwischen den Anlenkpunkten (26, 27) der längenverstellbaren Elemente (25) abhängt. Um unerwünschte Schwingungen zu vermeiden, bestehen dabei je doch höhere Anforderungen an die Biegesteifigkeit der Struktur und/oder an die Antriebsregelung.According to Fig. 7 an asymmetrical arrangement is provided on the distribution structures. Such an arrangement is in principle less rigid than the arrangement along the connecting line (B), so that changes in the load and inclination of the force acting on the variable-length element can cause changes in the distance between the articulation points ( 26 , 27 ) in the range of a few micrometers. Since these changes in distance are detected by a scale system arranged symmetrically to or along the connecting line (B), the positioning and position measuring accuracy is not impaired because the position and orientation of the platform (not shown) only depends on the distance between the articulation points ( 26 , 27 ) depends on the length-adjustable elements ( 25 ). In order to avoid unwanted vibrations, there are higher demands on the bending stiffness of the structure and / or on the drive control.

Gemäß Fig. 7 ist in der Verbindungslinie (B) der In terferometer-Meßweg (30) angeordnet. Das längenveränder liche Element (25) weist einen Interferometereingang und -ausgang (31) sowie einen Reflektor (32) auf. Für die Län genveränderlichkeit des längenveränderlichen Elementes (25) ist außerhalb der Verbindungslinie (B) liegend die Stange (33) und der Zylinder (34) angeordnet.Referring to FIG. 7 of the in-measurement path interferometers is arranged (30) in the connecting line (B). The variable-length element ( 25 ) has an interferometer input and output ( 31 ) and a reflector ( 32 ). For the Län genvers Changeability of the variable-length element ( 25 ) is outside the connecting line (B) lying the rod ( 33 ) and the cylinder ( 34 ).

Um die höheren Anforderungen an die Biegesteifigkeit der Struktur und/oder an die Antriebsregelung zu vermeiden oder zu minimieren, ist gemäß Fig. 8 der Antrieb des län genveränderlichen Elementes (25) aus zwei parallel laufen den Spindeln (35, 36) gebildet. An die Spindel greift eine Spindelmutter (37) an, die mit der Stange (33) verbunden ist. Die Spindeln (35, 36) werden von einem Motor (39) über ein Getriebe (40) angetrieben, so daß sich die Spindelmut ter (37) in Richtung des Pfeiles (C) bewegt. Die Längenver änderung wird mittels eines Interferometers (41) mit einem Reflektor (42) bestimmt.In order to avoid or minimize the higher demands on the bending stiffness of the structure and / or on the drive control, according to FIG. 8 the drive of the length-variable element ( 25 ) is formed from two parallel spindles ( 35 , 36 ). A spindle nut ( 37 ), which is connected to the rod ( 33 ), engages the spindle. The spindles ( 35 , 36 ) are driven by a motor ( 39 ) via a gear ( 40 ) so that the Spindelmut ter ( 37 ) moves in the direction of the arrow (C). The change in length is determined by means of an interferometer ( 41 ) with a reflector ( 42 ).

Der Antrieb besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus mehreren symmetrisch zur Verbindungslinie zwischen den Anlenkpunkten (26, 27) des längenveränderlichen Elementes (25) angeordneten Elementen, gemäß Fig. 8 aus den zwei par allel laufenden Spindeln (35, 36). Diese Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß kein resultierendes Drehmoment auf die Spindelmutter (37) entsteht, so daß die ansonsten not wendige Führung der Spindelmutter (37) entfällt und auch kein Drehmoment auf die Plattform (nicht dargestellt) aus geübt wird.The drive in this embodiment consists of several elements arranged symmetrically to the connecting line between the articulation points ( 26 , 27 ) of the variable-length element ( 25 ), according to FIG. 8 from the two spindles ( 35 , 36 ) running in parallel. This arrangement has the further advantage that no resulting torque on the spindle nut ( 37 ) arises, so that the otherwise not agile guidance of the spindle nut ( 37 ) is omitted and no torque is exerted on the platform (not shown).

Gemäß den Fig. 1 bis 7 ist das Antriebselement symbo lisch als Zylinder (7, 34) dargestellt, der elektromecha nisch, pneumatisch oder hydraulisch angetrieben werden kann. Ebenso kann ein Spindel-, Linear-, Piezo-, Riemen- oder ein anderer fachgemäßer Antrieb eingesetzt werden, auch in der symmetrischen Anordnung gemäß Fig. 8.Referring to FIGS. 1 to 7 the drive element is symbo lisch shown as a cylinder (7, 34) which can be electromechanical cally, pneumatically or hydraulically driven. A spindle, linear, piezo, belt or other professional drive can also be used, also in the symmetrical arrangement according to FIG. 8.

Die Gelenke (2, 3, 28, 29) sind in den Fig. 1 bis 8 symbolisch als Kugelgelenke dargestellt, können aber ebenso als Kardangelenke, Luft- oder Magnetlager, Festkörpergelen ke oder in anderer Form ausgebildet sein. Die Versorgung von Antrieb, Maßstabssystem und gegebenenfalls Gelenken über Schläuche, Kabel, Lichtleiter und so weiter sind nicht dargestellt, ebenso wie zusätzliche Sicherheits- oder Meßeinrichtungen. The joints ( 2 , 3 , 28 , 29 ) are shown symbolically as ball joints in FIGS. 1 to 8, but can also be formed as cardan joints, air or magnetic bearings, solid body joints or in another form. The supply of drive, scale system and possibly joints via hoses, cables, light guides and so on are not shown, as are additional safety or measuring devices.

reference numerals

11

Element
element

22

, .

33

Gelenke
joints

44

, .

55

Anlenkpunkte
pivot points

66

Stange
pole

77

Zylinder
cylinder

88th

Interferometerein- und -ausgang
Interferometer input and output

99

Reflektor
reflector

1010

, .

1111

Umlenkspiegel
deflecting

1212

Interferometerausgang
interferometer

1313

Inferferometereingang
Inferferometereingang

1414

, .

1515

Interferometerein- und ausgang
Interferometer input and output

1616

Maßband
tape measure

1717

a, a,

1717

b Geber
b Encoder

1818

, .

1919

Umlenkvorrichtungen
Baffles

2020

, .

2121

Maßstäbe
standards

2222

Geberanbringung
encoder mounting

2424

a, a,

2424

b Reflektoren
b reflectors

2525

längenveränderliches Element
variable-length element

2626

, .

2727

Anlenkpunkte
pivot points

2828

, .

2929

Gelenke
joints

3030

Meßweg
measurement path

3131

Interferometerein- und -ausgang
Interferometer input and output

3232

Reflektor
reflector

3333

Stange
pole

3434

Zylinder
cylinder

3535

Spindel
spindle

3636

Spindel
spindle

3737

Spindelmutter
spindle nut

3939

Motor
engine

4040

Getriebe
transmission

4141

Interferometer
interferometer

4242

Reflektor
A, B Verbindungslinien
C Pfeil
reflector
A, B connecting lines
C arrow

Claims

1. Variable-length element, which is provided in a device before, with which the position and / or orientation of a reference object in space is determined, changed and / or measured, and which
7 has at each of its two ends a joint which each defines a pivot point,
has a part that is variable in length,
has a scale system for measuring the length and / or change in length of the variable-length element,
has a drive, guidance and / or support structure,
the scale system being arranged outside the drive, guide and / or support structure,
characterized in that at least one scale system (8, 9, 10, 11; 12, 13, 10, 11; 14, 15, 10, 11; 16; 20, 21; 31, 32; 41, 42) symmetrical to one is arranged between the two articulation points ( 4 , 5 ; 26 , 27 ) lying connecting line (A, B).

2. Element according to claim 1, characterized in that the variable-length element ( 1 , 25 ) is passive, without its own drive, is formed.

3. Element according to claim 1, characterized in that the variable-length element ( 1 , 25 ) has at least one drive system ( 35 , 36 , 37 , 39 , 40 ) for changing the length.

4. Element according to claim 1, characterized in that the drive, guide and / or support structure in the connecting line (A) between the articulation points ( 4 , 5 ) is arranged, and that the at least one scale system (8, 9, 10th , 11; 12, 13, 10, 11; 14, 15, 10, 11; 16; 20, 21) is arranged outside the connecting line (A) and symmetrically to the connecting line (A).

5. Element according to claim 4, characterized in that the at least one scale system (8, 9, 10, 11; 12, 13, 10, 11; 14, 15, 10, 11; 16; 20, 21) symmetrical to the Connection line (A) on opposite sides is arranged.

6. Element according to claim 4, characterized in that the at least one scale system (8, 9, 10, 11; 12, 13, 10, 11; 14, 15, 10, 11; 16; 20, 21) in the areas, which are parallel to the displacement path of the variable-length element ( 1 ), is arranged parallel to the connecting line (A).

7. Element according to claim 1, characterized in that the drive, guide and / or support structure is arranged outside the connecting line (B) between the articulation points ( 26 , 27 ), and that the at least one measuring rod system ( 31 , 32nd ; 41 , 42 ) is arranged in the connecting line (B) between the articulation points ( 26 , 27 ).

8. Element according to claim 1, characterized in that the drive, leadership and / or support structure except half of the connecting line between the articulation points is that the at least one scale system in the Connection line between the articulation points of the length changeable element is arranged, and that further dimension rod systems parallel to the first, from the connecting link never spaced between the articulation points and symmetrical are arranged to the connecting line.

9. Element according to claim 3, characterized in that at least two parallel drive elements which are arranged symmetrically to the connecting line (B) between the articulation points ( 26 , 27 ) are provided.

10. Element according to claim 9, characterized in that the at least two parallel drive elements are designed as spindles ( 35 , 36 ).

11. Element according to claim 3, characterized in that the drive structure and the scale system (8, 9, 10, 11; 12, 13, 10, 11; 14, 15, 10, 11; 16; 20, 21; 31, 32; 41 42) have independent guides.

12. Element according to claim 1, characterized in that the at least one scale system (8, 9, 10, 11; 12, 13, 10, 11; 14, 15, 10, 11) as at least one measuring path optical system is formed.

13. Element according to claim 12, characterized in that the scale system (8, 9, 10, 11) is an interferometer having.

14. Element according to claim 13, characterized in that a simple interferometer measuring path is provided.

15. Element according to claim 13, characterized in that an at least double interferometer measuring path is pre-selected see is.

16. Element according to claim 12, characterized in that the scale system (14, 15, 10, 11) has at least two interferometers ( 14 , 15 ).

17. Element according to claim 1, characterized in that the scale system (16, 20, 21) has at least one measuring rod support ( 16 , 20 , 21 ) with a division which is mechanically, electromagnetically and / or optically readable.

18. Element according to claim 17, characterized in that the scale system having at least one continuous tape (16), wherein the at least one formed over deflecting elements (18, 19) guided tape (16) at least one continuous tape measure (16).

19. Element according to claim 1, characterized in that the joint ( 2 , 3 , 28 , 29 ) is formed in one or more parts.

20. Element according to claim 1, characterized in that subsystems with backup, supply and / or other measuring tasks are provided.

21. Element according to claim 1, characterized in that the variable-length element ( 1 , 25 ) is arranged in a front direction, in which the reference object is designed as a platform.

22. Element according to claim 1, characterized in that the variable-length element ( 1 , 25 ) is arranged in a front direction, which is designed as a hexapode.

23. Element according to claim 1, characterized in that the device in which the variable-length element ( 1 , 25 ) is arranged is designed as a hexapode limited in its degrees of freedom.

24. Element according to claim 1, characterized in that the variable-length element ( 1 , 25 ) is arranged in an on direction, which is designed as a coordinate measuring machine.