DE19933475A1 - Meßeinrichtung mit Reinigungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung, die einen Meßfühler-Befestigungsabschnitt, einen Meßfühler, der an dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt montiert ist, zum Berühren einer Meßfläche eines Werkstücks und einen Detektor zum Erfassen des Betrages der Versetzung des Meßfühlers, wenn der Meßfühler in Kontakt mit der Meßoberfläche des Werkstücks bewegt wird, einschließt. Eine Reinigungseinrichtung wird an dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt mit einer Düse zum Gasstrahlen auf die Meßoberfläche des Werkstücks bereitgestellt, wenn der Meßfühler nahe zu der Meßoberfläche positioniert ist. Eine Drehantriebsvorrichtung wird zum drehbaren Antreiben der Reinigungsvorrichtung um den Meßfühler bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung mit Reinigungseinrichtung und insbesondere eine Meßeinrichtung, die einen derartigen Meßfühler aufweist wie eine eindimensionale Koordinaten- Meßeinrichtung, welche mit einer Reinigungseinrichtung zum Reinigen eines durch den Meßfühler zu messenden Werkstücks und seiner Umgebung bereitgestellt ist.

Eine dreidimensionale Koordinaten-Meßeinrichtung umfaßt im allgemeinen eine Basis, einen Tisch der horizontal auf der Basis befestigt ist und eine Säule die auf der Basis aufgerichtet ist und in horizontaler Richtung bewegbar ist. Die Säule ist mit einem Sattel, der in eine Richtung welche sich original in einer horizontalen Ebene zu der Bewegungsrichtung der Säule befindet, ausgestattet. Ein Detektor ist an dem Sattel für die vertikale Gleitbewegung vorgesehen.

Der Detektor umfaßt eine Spindel, die an dem Körper des Detektors zur vertikalen Gleitbewegung zusammen mit dem Körper befestigt ist, und einen Meßfühler, der an der Spindel befestigt ist.

Die wie oben konstruierte dreidimensionale Koordinaten-Meßeinrichtung arbeitet so, daß der Meßfühler relativ zu einem Werkstück, das auf dem Tisch angeordnet ist, in drei Richtungen, nämlich einer X-Achsen-, einer Y-Achsen-, und einer Z- Achsen-Richtung, entsprechend der Notwendigkeit angeordnet ist, um die Koordinaten des Werkstückes zu erfassen und dadurch eine Messung des Werkstücks durchzuführen.

Wenn eine Meßoberfläche des Werkstücks Staub oder Splitter oder dergleichen aufweist, die darauf liegen, kann keine genaue Messung durchgeführt werden, was einen Meßfehler zur Folge hat. Um das zu verhindern, ist es notwendig, das Werkstück kurz vor dem Beginn der Messung zu reinigen.

Um dieses Erfordernis zu erfüllen, wird üblicherweise eine Werkstückreinigungsvorrichtung bereitgestellt, welche derart verwendet wird, daß das gesamte Werkstück in eine flüssige Reinigungslösung der Reinigungseinrichtung eingetaucht wird, oder Druckluft nur über das Werkstück gestrahlt wird, so daß Staub, Splitter und dergleichen, die auf dem Werkstück liegen, vor dem Beginn der Messung entfernt werden. In einigen Fällen wird die Messung ohne vorherige Reinigung des Werkstücks ausgeführt.

Entsprechend der üblichen Werkstückreinigungseinrichtung wird jedoch das Werkstück für das Messen des Werkstücks, wenn es einmal gereinigt ist, von der Reinigungsvorrichtung entfernt und dann auf einem vorbestimmten Abschnitt der Meßeinrichtung angeordnet. Deshalb kann feiner Staub oder dergleichen auf dem Werkstück im Verlauf des Entfernens und des Piazierens des Werkstücks anhaften, womit eine Möglichkeit eines Meßfehlers gegeben ist. Folglich kann ein Fall auftreten, daß selbst nachdem das Werkstück gereinigt ist, auf dem vorbestimmten Abschnitt der Meßeinrichtung plaziert ist und dann gemessen wird, das Meßresultat einen nicht normalen Wert zeigt, was erfordert, das Werkstück wiederholt zu reinigen, um von dem Werkstück eine derartige Fremdsubstanz wie Staub von der erwartet wird, daß sie an dem Werkstück haftet, zu entfernen. Dieses erfordert Kosten und Zeit und vermindert die Arbeitseffektivität, sowie die Zuverlässigkeit der Meßgenauigkeit. Noch dazu, da das Bereitstellen der getrennten Werkstückreinigungsvorrichtung erhöhte Kosten herbeiführt. Außerdem muß ein Techniker standig den Betrieb der Reinigungsvorrichtung überwachen, was ein Hindernis zur Verwirklichung einer unbemannten Messung bildet.

Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Meßeinrichtung mit einer Reinigungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, immer eine saubere Meßoberfläche eines zu messenden Werkstücks sicherzustellen, so daß sie frei von einem Meßfehler ist und folglich die Meßzuverlässigkeit erhöht wird.

Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Meßeinrichtung bereit, die einen Meßfühler-Befestigungsabschnitt, einen Meßfühler, der eine Achse aufweist und an dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt befestigt ist, um eine Meßoberfläche eines Werkstücks zu berühren, und einen Detektor zum Erfassen eines Betrages eines Versetzung des Meßfühlers, wenn der Meßfühler in Kontakt mit der Meßoberfläche des Werkstücks bewegt wird, und eine Reinigungseinrichtung aufweist, die an dem Proben-Befestigungsabschnitt vorgesehen ist, wobei die Reinigungseinrichtung eine Düse zum Strahlen von Gas auf die Meßoberfläche des Werkstücks aufweist, wenn der Meßfühler nahe an der Meßoberfläche positioniert ist, aufweist und ein Drehantriebsmittel zum drehbaren Antreiben der Reinigungsvorrichtung um den Meßfühler einschließt.

Mit der obigen Anordnung gemaß der vorliegenden Erfindung wird die Meßoberfläche des Werkstücks durch Gas, das von einer Düse der Reinigungseinrichtung direkt vor dem Messen durch den Meßfühler gestrahlt wird, gereinigt, wodurch Staub, Splitter und dergleichen von der Meßoberfläche geblasen werden können. Weiterhin kann die Reinigungseinrichtung drehbar angetrieben werden, so daß die Düse in Richtung einer optimalen Position zum Reinigen ausgerichtet ist. Folglich kann die Meßoberfläche des Werkstücks immer saubergehalten werden, so daß ein Meßfehler verhindert wird und folglich die Meßzuverlässigkeit erhöht wird.

Das drehbare Antriebsmittel kann für ein Drehen der Reinigungseinrichtung um einen Winkel, der kleiner als 360 Grad ist, oder für eine Umdrehung angepaßt sein. Weiterhin ist das drehbare Antriebsmittel angepaßt, um die Reinigungsvorrichtung nur in einer Richtung zu drehen, aber sie kann auch angepaßt sein, um die letztere in zwei Richtungen falls erforderlich ist, zu drehen. Das drehbare Antriebsmittel kann irgendeine Struktur aufweisen. Zum Beispiel kann das drehbare Antriebsmittel umfassen: ein erstes Übersetzungsteil, das an dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt bereitgestellt ist und um den Meßfühler herum bewegbar ist, ein zweites Übersetzungsteil, das mit dem ersten Übersetzungsteil verzahnt ist, und einen Motor zum drehbaren Antreiben des zweiten Übersetzungsteils. Insbesondere kann das zweite Übersetzungsteil ein Ritzel sein, das antriebsmäßig an der Hauptwelle des Motors als ein stationäres Teil befestigt ist, und das erste Übersetzungsteil kann ein äußeres Stirnradgetriebe oder ein inneres Stirnradgetriebe sein, das auf der Seite der Reinigungsvorrichtung bereitgestellt wird. Das drehbare Antriebsmittel kann ein Walzentyp sein, zum drehbaren Antreiben der Reinigungsvorrichtung. Das Gas, das von der Düse der Reinigungsvorrichtung abgestrahlt wird, ist vorzugsweise Hochdruckluft, aber es kann auch eine andere Gasart sein, insoweit, wie es geruchlos und nicht schädlich ist. Die Drehung der Reinigungsvorrichtung kann durch ein Kommando von einem Steuergerät der Meßeinrichtung automatisch ausgelöst werden. Die Meßeinrichtungen, an denen das Reinigungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt sein kann, sind irgendein Typ von Meßeinrichtungen, soweit sie Meßfühler aufweisen, einschließlich dreidimensionaler Koordinaten-Meßeinrichtungen und Form-Meßeinrichtungen. Weiterhin kann die Reinigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung an Robotern oder dergleichen montiert sein.

In einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung umfaßt die Reinigungsvorrichtung ein Befestigungsteil, das an dem Meßfühler- Befestigungsabschnitt bereitgestellt wird und das um den Meßfühler bewegbar ist, wobei ein Arm an dem Befestigungsteil bereitgestellt wird, wobei an dem Arm die Düse und ein Strahlwinkel-Einstellmittel zum Einstellen eines Winkels des Gasstrahls von der Düse in einem gewünschten Winkel befestigt ist.

Mit dieser Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Gasstrahlwinkel der Düse in jedem gewünschten Winkel eingestellt werden. Folglich kann die Meßeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung an unterschiedliche Formen der Meßoberflächen durch Ändern des Gasstrahlwinkels der Düse angepaßt werden, was ein Gasreinigen mit der Düse in einer optimalen Position zum Reinigen ermöglicht, wodurch es möglich wird, jeden wesentlichen Meßfehler zu vermeiden und folglich die Meßzuverlässigkeit zu erhöhen.

In der obigen Anordnung kann der Winkel zwischen der Düse und dem Arm variabel sein oder der Winkel zwischen dem Arm und dem Befestigungsteil kann auch variabel sein.

Zum Beispiel ist es vorteilhaft, daß das Strahlwinkel-Einstellmittel eine Welle, die an dem Befestigungsteil bei einem äußeren Umfang desselben bereitgestellt ist und um eine Achse desselben bewegbar ist, ein erstes Übersetzungsteil, das an der Welle befestigt ist, ein zweites Übersetzungsteil, das mit dem ersten Übersetzungsteil in Eingriff steht, und einen Motor zum drehbaren Antreiben des zweiten Übersetzungsteils umfaßt.

Auch ist es vorteilhaft, daß die Reinigungsvorrichtung abnehmbar an dem Meßfühler-Befestigungsteil montiert ist.

Mit dieser Anordnung kann, da die Reinigungseinrichtung an dem Meßfühler- Befestigungsabschnitt montiert oder von dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt demontiert werden kann, sie von dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt entfernt werden, d. h. von dem Meßeinrichtungskörper zum Lagern oder zum Warten, um dadurch das Lagern und das Warten der Reinigungsvorrichtung zu erleichtern.

Es ist insbesondere vorteilhaft, die Meßeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine dreidimensionale Koordinaten-Meßeinrichtung anzuwenden, die den Meßfühler bewegbar in drei Richtungen einschließlich einer ersten Richtung in einer horizontalen Ebene (X-Achsen-Richtung) eine zweite Richtung (Y-Achsen-Richtung) orthogonal in der horizontalen Ebene zu der ersten Richtung und in einer dritten Richtung (Z-Achsen-Richtung) orthogonal in einer vertikalen Ebene zu der ersten und zweiten Richtung aufweist.

Wenn die Meßeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine dreidimensionale Koordinaten-Meßeinrichtung, wie oben erwähnt, verwendet wird, kann die Meßoberfläche des Werkstücks immer sauber gehalten werden, so daß ein Meßfehler eliminiert wird und folglich die Meßzuverlässigkeit erhöht wird. Wenn weiterhin die Reinigungsvorrichtung mit einem Steuerungsgerät der dreidimensionalen Koordinaten-Meßeinrichtung verbunden ist, kann die Reinigungsvorrichtung durch einen Befehl von dem Steuerungsgerät betrieben werden, womit es für einen Techniker unnötig wird, immer den Betrieb der Reinigungsvorrichtung zu überwachen, und folglich wird es möglich, eine unbemannte Messung durchzuführen.

Die oberen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher, die in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen ist.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, welche die gesamte Konstruktion einer Meßeinrichtung mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Ansicht, die in einem vergrößerten Maßstab die Konstruktion der Reinigungsvorrichtung in Fig. 1, die an einer Spindel befestigt ist, zeigt;

Fig. 3A ist eine Ansicht, die beispielsweise das Anordnungsverhältnis zwischen der Reinigungsvorrichtung und einer Meßoberfläche eines Werkstücks zeigt, welche eine Bodenfläche eines gestuften Schulterabschnitts des Werkstücks ist;

Fig. 3B ist eine Ansicht, die beispielsweise das angeordnete Verhältnis zwischen der Reinigungsvorrichtung und einer Meßoberfläche des Werkstücks zeigt, welche eine vertikale Wand des gestuften Schulterabschnitts ist; und

Fig. 3C ist eine Ansicht, die beispielsweise das angeordnete Verhältnis zwischen der Reinigungsvorrichtung und einer Meßoberfläche des Werkstücks zeigt, welche eine obere Fläche des gestuften Schulterabschnitts ist.

Die vorliegende Erfindung wird im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die bevorzugte Ausführungsformen zeigen.

Fig. 1 zeigt die gesamte Konstruktion einer Meßeinrichtung mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 zeigt Details der Konstruktion der Reinigungsvorrichtung, die an einer Spindel befestigt ist. Die Meßeinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird an einer dreidimensionalen Koordinaten-Meßeinrichtung angewandt, die eine Spindel aufweist, die in drei Richtungen bewegbar ist, nämlich in X-Achsen, in Y-Achsen und in Z-Achsen-Richtung.

Die Meßeinrichtung I hat eine Basis 2, auf der horizontal ein Tisch 3 montiert ist, um ein zu messendes Werkstück W zu tragen. Eine Säule 4 ist auf der Basis 2 aufgerichtet, die horizontal bewegbar in Richtung orthogonal zum dem Raum (Z- Achsen-Richtung) ist. Ein Sattel 5 ist auf der Säule 4 zur Bewegung in einer horizontalen Richtung (X-Achsen-Richtung) vorgesehen, die orthogonal zu der Z- Achsen-Richtung ist. Der Sattel 5 trägt einen Detektor 6, der auf dem Sattel 5 über eine nicht gezeigte Kugelumlaufspindel oder dergleichen befestigt ist, zum Gleiten in einer vertikalen Richtung (Z-Achsen-Richtung oder eine Erfassungsrichtung), die orthogonal zu der oberen Fläche des Tisches 3 ist. Eine Spindel 7 ist an dem Körper des Detektors 6 konzentrisch dazu für eine vertikale Gleitbewegung zusammen mit dem Körper befestigt, und ein Meßfühler 8 ist an dem spitzen Ende der Spindel 7 montiert.

Eine Reinigungsvorrichtung 10 wird an dem spitzen Ende des Detektors 6 an einer Stelle in der Nähe der Spindel 7 bereitgestellt, welche eine Meßoberfläche des Werkstücks W, die in der Nähe des Meßfühlers 8 angeordnet ist, reinigt. An dem äußeren Umfang des Detektors 6 ist mit der daran befestigten Spindel eine drehbare Antriebsvorrichtung 30 zum horizontalen Drehen der Reinigungsvorrichtung 10 um die Achse des Detektors 6, nämlich um den Meßfühler 8, bereitgestellt. Die drehbare Antriebsvorrichtung 30 ist zum Drehen der Reinigungsvorrichtung um einen Winkel kleiner als 360 Grad oder maximal einer Drehung angepaßt. Weiterhin ist die drehbare Antriebsvorrichtung 30 zum Drehen der Reinigungsvorrichtung 10 nur in einer horizontalen Richtung angepaßt, aber sie kann auch angepaßt sein um die letztere in zwei horizontale Richtungen, falls gefordert, zu drehen.

Wie besser in Fig. 2 gezeigt, weist die Reinigungseinrichtung 10 ein rohrförmig Befestigunsteil (Übersetzungsteil) 11 auf, das abnehmbar an der Spindel 7 montiert ist. Das Befestigungsteil 11 ist drehbar um die Achse des Detektors 6 oder des Meßfühlers 8 und ist mit seinem inneren Umfang an der Spindel 7 über eine Buchse 12 befestigt. Ein unteres Ende des Befestigungsteils 11 wird durch ein ringförmiges Stützteil 13 gestützt, das seinerseits an der Spindel durch Maschinenschrauben oder dergleichen befestigt ist. Gleitteile 14 und 15, die aus Kunststoff gebildet sind, werden zwischen das Stützteil 13 und das Befestigungsteil 11 und zwischen der Spindel 7 und dem Befestigungsteil 11 gelegt, um eine gleichmäßige Drehung des Befestigungsteils 11 zu ermöglichen.

Ein oberer Abschnitt des Befestigungsteils 11 hat auf seinem gesamten äußeren Durchmesser einen gezahnten Abschnitt 11A gebildet, der als äußeres Stirnradgetriebe dient. Auf der anderen Seite ist ein Motor 16 an dem äußeren Umfang des Detektors 6 mit der Spindel 7 angebracht, die daran in einem Niveau oberhalb des Befestigungsteils 11 montiert ist. Ein Ritzel (Übersetzungsteil) 17 ist an einer Hauptwelle des Motors 16 befestigt. Das Ritzel 17 ist mit dem gezahnten Abschnitt oder dem externen Stirnradgetriebe 11A des Befestigungsteils 11 so verzahnt, daß das gesamte Befestigungsteil 11 einschließlich des gezahnten Abschnitts 11A durch das Zahnradgetriebe 11A und das Ritzel 17 gedreht wird, wenn der Motor 16 sich dreht. Der Motor 16, das Befestigungsteil 11 und das Ritzel 17 bilden die drehbare Antriebsvorrichtung 30.

Der Motor 16 der drehbaren Antriebsvorrichtung 30 empfangt einen Befehl von einem nicht gezeigten Steuergerät der Meßeinrichtung 1, so daß der Motor 16 drehend in Reaktion auf den Befehl angetrieben wird, wodurch das Befestigungsteil 11 in automatischer Weise gedreht wird.

In einem Teil des äußeren Umfangs des Befestigungsteils 11 ist eine Aussparung 18 gebildet, in der ein Basisende eines Armes 20 einer Luftstrahlvorrichtung 19 zum Blasen oder Strahlen von Hochdruckluft montiert ist. Eine Luftdüse 21 ist an dem spitzen Ende des Armes 20 in einer Weise befestigt, um eine im allgemeinen L-förmige Gestalt zusammen mit dem Arm 20 zu zeigen. Die Einheit des Armes 20 und der Luftdüse 21 wird durch einen Neigungsmechanismus 27, auf den später Bezug genommen wird, so gesteuert, daß das spitze Ende der Düse 21 auf den Meßfühler 8 oder seine Umgebung gerichtet ist, um Hochdruckluft zu strahlen und den Meßabschnitt des Werkstückes W mit der Luftdüse 21 in einer optimalen Position zu reinigen, wenn die Meßeinrichtung 1 in Betrieb ist.

Ein Schlauch oder eine ähnliche Leitung ist von einem nicht gezeigten Luftversorgungsmittel mit der Luftstrahleinrichtung 19 verbunden, um Hochdruckluft zu derselben zu liefern. Die Luftstrahleinrichtung 19, die wie oben konstruiert ist, ist in einer vertikalen Ebene durch den Neigungsmechanismus 27 neigbar. Insbesondere ist das Basisende des Armes 20 an der Welle 22 befestigt, die horizontal gegenüberliegende Wände der Aussparung 18 überbrückt und drehbar um seine eigene Achse ist und auf der ein erstes Schraubengetriebe (Übersetzungsteil) 23 befestigt ist. Auf der anderen Seite ist ein Motor 25 über eine Stützplatte 24 an der oberen Fläche des gezähnten Abschnitts 11a des Befestigungsteils 11 mit einem zweiten Schraubenradgetriebe (Übersetzungsteil) 26 montiert, das an einer Hauptwelle des Motors 25 befestigt ist. Das erste und das zweite Schraubenradgetriebe 23, 26 sind miteinander verzahnt, so daß die Welle 22 um ihre eigene Achse durch die Zahngetriebe 23, 26 gedreht wird, wenn der Motor 25 sich dreht und folglich wird der Arm 20 geneigt. Demgemäß kann das spitze Ende der Luftdüse 21 zu dem Meßfühler 8 in oder von ihm weg geneigt werden, womit ermöglicht wird, den Luftstrahlwinkel auf jeden gewünschten Winkel einzustellen.

Der Motor 25 und der Neigungsmechanismus 27 empfangen einen Befehl von dem nicht gezeigten Steuergerät der Meßeinrichtung 1, so daß der Motor 25 in Reaktion auf den Befehl in drehender Weise angetrieben wird, dadurch wird der Arm 20 in automatischer Weise gedreht. Der Neigungsmechanismus 27 wird um eine Achse des Detektors 6 gedreht, wenn das Befestigungsteil 11 durch die drehbare Antriebsvorrichtung 30 gedreht wird, aber der Winkel der Drehung des Neigungsmechanismus 27 ist auf einen derartigen Bereich begrenzt, daß der Neigungsmechanismus 27 nicht mit dem Ritzel 17 interferiert.

Der Motor 25 und die ersten und zweiten Schraubenradgetriebe 23, 26 bilden den Neigungsmechanismus 27 und der Neigungsmechanismus 27, das Befestigungsteil 11, die Luftstrahlvorrichtung 19, die durch den Arm 20 und die Luftdüse 21 gebildet wird, die Welle 22 und das Stützteil 13 bilden die Reinigungsvorrichtung 10.

Die positionelle Beziehung zwischen der Luftstrahlvorrichtung 19, insbesondere der Luftdüse 21, dem Meßsensor 8 und dem Werkstück W wird mit Bezug auf die Fig. 3A bis 3C erläutert.

Wie in Fig. 3A gezeigt, besteht die Möglichkeit beim Messen der unteren Fläche einer gestuften Schulter eines Werkstücks W, daß insbesondere der Arm 20 der Luftstrahleinrichtung 19 gegen eine vertikalen Wand der gestuften Schulter stößt und einen perfekten Luftstrahl behindert. Deshalb wird die drehbare Antriebsvorrichtung 30 so betrieben, daß sie die Reinigungsvorrichtung 10 über das Befestigungsteil 11 dreht, so daß die Luftdüse 21 auf eine Seite des Meßfühlers 8 bewegt wird, die von der vertikalen Wand entfernt ist und dann wird Hochdruckluft veranlaßt, durch die Düse 21 der Reinigungsvorrichtung 10 gestrahlt zu werden.

Wie in der Fig. 3B gezeigt, besteht die Möglichkeit beim Messen der vertikalen Wand der gestuften Schulter des Werkstücks W, das insbesondere der Arm 20 gegen die vertikale Wand der gestuften Schulter stößt und eine perfekte Luftstrahlung behindert. Deshalb wird die drehbare Antriebsvorrichtung 30 derart betrieben, um die Reinigungsvorrichtung 10 über das Befestigungsteil 11 zu drehen, so daß die Luftdüse 21 auf eine Seite des Meßfühlers 8 bewegt wird, um von der vertikalen Wand entfernt zu werden und dann wird Hochdruckluft veranlaßt gegen die vertikale Wand durch die Luftdüse 21 zu strahlen.

Wie in Fig. 3C gezeigt, gibt es die Möglichkeit beim Messen der oberen Fläche der gestuften Schulter, daß Luft gegen die vertikale Wand stößt, wenn insbesondere der Arm 20 der Luftstrahleinrichtung 19 an einer Stelle nahe der vertikalen Wand angeordnet ist, um eine perfekte Luftströmung zu verhindern. Deshalb wird die Luftdüse 20 auf eine Seite des Meßfühlers 8 bewegt, die von der vertikalen Wand entfernt ist, und dann wird Hochdruckluft veranlaßt, gegen die obere Fläche zu strömen.

Als nächstes wir der Betrieb der Meßeinrichtung gemäß der oben konstruierten vorliegenden Ausführungsform beschrieben.

Um die Messung eines Werkstücks W durch den Meßfühler 8 der Meßeinrichtung 1 durchzuführen, wird als erstes die drehbare Antriebseinrichtung 30 einschließlich des Motors 16 an der äußeren Peripherie des Detektors 6 montiert. Dann wird das Befestigungsteil 11 mit der Luftstrahleinrichtung 19, die vorher darauf montiert ist auf der Spindel 7 durch Befestigen und Gleiten der vorhergehenden auf den nachfolgenden auf der Seite des Meßfühlers 8 montiert, gefolgt durch das Befestigen und Gleiten des Stützteils 13 auf der Spindel 7 auf der Seite des Meßfühlers 8 und Befestigen des vorhergehenden an dem nachfolgenden durch Maschinenschrauben oder dergleichen in einer Weise, daß das Stützteil 13, das Befestigungsteil 11 trägt. Bei dieser Gelegenheit werden das Ritzel 17 und der gezahnte Abschnitt 11A des Befestigungsteils 11 mit dem Arm 20 und der Luftdüse 21 an einer Stelle, die entfernt von dem Meßfühler 8 positioniert ist, vorher in perfekte Verzahnung miteinander gebracht.

Beim Messen des Werkstücks W wird die Reinigungsvorrichtung 10 ringförmig um den Detektor 6 bewegt oder gedreht in eine derart optimale Position, daß der Arm 20 und die Luftdüse 21 den Meßfühler 8 nicht am Kontaktieren der Meßfläche des Werkstücks W hindern und zur gleichen Zeit kann die Meßoberfläche, die in der Umgebung des Meßfühlers 8 angeordnet ist, wirkungsvoll gereinigt werden. Mit der derart gesetzten Position des Armes 20 und der Luftdüse 21 wird Hochdruckluft veranlaßt, durch die Düse 21 zu strömen, um die Werkstücksmeßfläche in der Nähe des Meßfühlers 8 zu reinigen, und dann wird der Meßfühler 8 in Kontakt mit dem Werkstück W gebracht, um die gewünschte Messung durch Erfassen des Betrages der Versetzung des Meßfühlers 8, wenn er auf der Meßoberfläche bewegt wird, durchzuführen.

Die Meßeinrichtung gemäß der wie oben konstruierten Ausführungsform kann folgende Ergebnisse liefern:

• a) Da die Meßfläche des Werkstücks W durch Hochdruckluft gereinigt wird, die von der Luftdüse 51 unmittelbar vor der Messung durch den Meßfühler 8 abgestrahlt wird, kann eine Messung mit einer Meßoberfläche die immer frei von Staub, Splittern usw. ist, erreicht werden, um dadurch Meßfehler zu vermeiden und die Meßzuverlässigkeit zu erhöhen.
• b) Da der Arm 20 der Luftstrahlvorrichtung 19 neigbar ist, so daß ein Einstellen des Winkels der Richtung der Luftdüse 21 ermöglicht wird, nämlich der Luftstrahlwinkel, können alle komplizierten Meßoberflächen leicht durch die Luftdüseneinheit in einer optimalen Position gereinigt werden, um dadurch eine Messung mit der Meßoberfläche, die immer frei von Staub, Splittern usw. ist, zu erreichen. Folglich kann ein Meßfehler wesentlich eliminiert werden, was zu einer erhöhten Meßzuverlässigkeit führt.
• c) Da die Reinigungsvorrichtung 10 an dem Körper der Meßeinrichtung I abnehmbar montiert sein kann, kann sie von dem Meßeinrichtungskörper zum Lagern oder zur Wartung abgenommen werden, und dadurch kann das Lagern und das Warten der Reinigungsvorrichtung 10 erleichtert werden.
• d) Da die Buchse 12 an den inneren Umfang der Reinigungsvorrichtung 10 und die Gleitteile 15, 14 an den oberen und unteren Flächen derselben bereitgestellt wird, kann die Reinigungsvorrichtung 10 gleichmäßig gedreht werden, wodurch eine extreme Belastung auf den Motor 16 der drehbaren Antriebsvorrichtung 30 verhindert wird.
• e) Um die Reinigungsvorrichtung 10 an dem Meßeinrichtungskörper zu montieren oder von dem Meßeinrichtungskörper zu demontieren reicht es aus, das Befestigungsteil 11 mit der Luftstrahleinrichtung 19, dem Neigungsmechanismus 27 und anderen daran vorher befestigten Teilen auf der Spindel 7 zu befestigen, dann das Stützteil 13 auf der Spindel 7 zu befestigen und die vorherigen und die nachfolgenden oder umgekehrt sicher anzubringen. Deshalb kann der Montage- und der Demontagevorgang leicht ausgeführt werden.
• f) Da das Reinigen des Werkstücks W durch die Reinigungsvorrichtung 10, die an dem Meßeinrichtungskörper befestigt ist, durchgeführt werden kann, ist es nicht mehr notwendig eine separate Reinigungsvorrichtung wie in der bisherigen Technik bereitzustellen, wodurch- eine große Verringerung der Kosten ermöglicht wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann modifiziert und variiert werden, um das Ziel zu erreichen, ohne den Schutzbereich und die Bedeutung der anhängigen Ansprüche zu verlassen.

Zum Beispiel, obwohl in der obigen Ausführungsform ein Neigen des Arms 20 durch ein Paar von Schraubenradgetrieben 23, 26 durchgeführt wird, ist das nicht beschränkend, sondern der Neigungsmechanismus kann von irgendeinem anderen Typ sein, wie einer Art, die eine Schnecke oder ein Schneckengetriebe verwendet und einer Art, die einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder verwendet, soweit er den Arm 20 zu einer gewünschten Position neigen kann.

Obwohl weiterhin in der oben beschriebenen Ausführungsform das drehbare Antriebsmittel, das Ritzel 17 und das äußere Stirnradgetriebe im verzahnten Eingriff verwendet werden, um das Befestigungsteil 11 zu drehen, nämlich die Reinigungsvorrichtung, ist dies nicht begrenzend, sondern das drehbare Antriebsmittel kann auch ein Typ sein, der das Ritzel 17 und ein inneres Stirnradgetriebe im verzahnten Eingriff zum Beispiel verwendet.

Claims (6)

1. Meßeinrichtung einschließend einen Meßfühler-Befestigungsabschnitt, einen Meßfühler, der eine Achse aufweist und an dem Meßfühler- Befestigungsabschnitt montiert ist, um eine Meßfläche eines Werkstücks zu berühren und einen Detektor zum Erfassen des Betrages der Versetzung des Meßfühlers, wenn der Meßfühler in Berührung mit der Meßfläche des Werkstücks sich bewegt, umfassend:
eine Reinigungsvorrichtung, die an dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt vorgesehen ist, wobei die Reinigungsvorrichtung eine Düse zum Gasstrahlen auf die Meßfläche des Werkstücks, wenn der Meßfühler nahe an der Meßoberfläche positioniert ist, aufweist; und
ein Drehantriebsmittel zum drehbaren Antreiben der Reinigungsvorrichtung um den Meßfühler.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reinigungsvorrichtung umfaßt: ein Befestigungsteil, das an dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt und bewegbar um den Meßfühler bereitgestellt ist, einen Arm, der an dem Befestigungsteil bereitgestellt ist, der Düse, die an dem Arm befestigt ist, und einem Strahlwinkel-Einstellmittel zum Einstellen eines Winkels des Gasstrahls von der Düse zu einem gewünschten Winkel.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, wobei das Strahlwinkel-Einstellmittel umfaßt: eine Welle, die an dem Befestigungsteil an einem äußeren Umfang desselben und bewegbar um eine Achse desselben bereitgestellt ist, ein erstes Übersetzungsteil, das an der Welle sichergestellt ist, ein zweites Übersetzung steil, das mit dem ersten Übersetzungsteil verzahnt ist und einen Motor zum drehbaren Antrieb des zweiten Übersetzungsteils.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reinigungsvorrichtung abnehmbar an dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt montiert ist.

5. Meßeinrichtung nach Anspruch I, wobei das Drehantriebsmittel ein erstes Übersetzungsteil, das an dem Meßfühler-Befestigungsabschnitt und drehbar um den Meßfühler bereitgestellt ist, ein zweites Übersetzungsteil, das mit dem ersten Übersetzung steil verzahnt ist und einen Motor zum drehbaren Antrieb des zweiten Übersetzungsteils umfaßt.

6. Meßeinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Meßeinrichtung eine dreidimensionalen Koordinaten-Meßeinrichtung ist, die den in drei Richtungen drehbaren Meßfühler aufweist, welche eine erste Richtung in einer horizontalen Ebene (X-Achsen-Richtung), eine zweite Richtung (Y-Achsen-Richtung) orthogonal in der horizontalen Ebene zu der ersten Richtung und eine dritte Richtung (Z-Achsen- Richtung) orthogonal in einer vertikalen Ebene zu der ersten und zweiten Richtung einschließen.