DE202009018897U1 - Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung - Google Patents

Abstract

Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster (36) mit einem Tasthebel (23), der eine Tastnadel (28, 29, 34) mit einer Tastspitze (45) zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von, insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden, Werkstücken (50), insbesondere unter Produktionsbedingungen, aufweist, mit einer, vorzugsweise als Vorschubeinrichtung (21) gestalteten, Antriebsvorrichtung (21), mittels derer die Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes (50) bewegbar ist bzw. bewegt wird und mit einer eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildenden Bezugsebene (22), entlang der der Messtaster (36) bzw. ein diesen tragender Schlitten (35) bei einer Bewegung der Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil des Werkstückes (50) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsebene (22) mit einer Oberfläche (78) einer verschleißfesten bzw. abriebsfesten und/oder reibungsarmen Schicht bzw. Beschichtung (62) gebildet ist, die, vorzugsweise unmittelbar, auf einer Oberfläche (63), insbesondere eines stabilen und steifen Trägers (64), aus Metall, insbesondere Hartmetall, Glas, Karbid- oder Keramikwerkstoff oder Silizium, aufgetragen bzw. befestigt ist und/oder dass wenigstens eine die Bezugsebene (22) berührende Gleitkufe (65) des Messtasters (36) bzw. des diesen tragenden Schlittens (35) mit einer verschleißfesten bzw. abriebsfesten und/oder reibungsarmen Schicht bzw. Beschichtung (66) gebildet ist, die, vorzugsweise unmittelbar, auf einer Oberfläche (67), insbesondere eines stabilen und steifen Trägers (68), aus Metall, insbesondere Hartmetall, Glas, Karbid- oder Keramikwerkstoff oder Silizium, aufgetragen bzw. befestigt ist und/oder dass wenigstens eine die Bezugsebene (22) berührende Gleitkufe (65) des Messtasters (36) bzw. des diesen tragenden Schlittens (35), vorzugsweise im Wesentlichen oder ganz, mit bzw. aus einem verschleißfesten bzw. abriebsfesten und/oder reibungsarmen Material gebildet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung mit einem Messtaster mit einem Tasthebel, der eine Tastnadel zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile aufweist.
• Um mikroskopische Oberflächenprofile zu messen, deren Parameter der Normung entsprechen, werden üblicherweise Rauheitsmesstaster verwendet. Sie besitzen eine Tastnadel, deren Auslenkung über ein geeignetes, üblicherweise induktives Meßsystem erfasst wird. Um nun ein Linienprofil messen zu können, muss dieser Messtaster über die Oberfläche geführt werden. Dies geschieht mit einem Vorschubapparat, dessen Größe hersteller- und typabhängig ist. An diesen wird der Taster angesteckt und über die Oberfläche gezogen. Handelsübliche Systeme sind erprobt und genügen vor allem den Anforderungen beim Einsatz außerhalb der Produktionslinie. Besonders kleine und preisgünstige Systeme besitzen zudem Gleitkufentaster, welche nur für dafür geeignete Anwendungen vorteilhaft sind. Weiterhin ist es bekannt, dass derartige Vorrichtungen zur Messung mikroskopischer Oberflächenprofile oder Rauheitskennwerte von Werkstücken eine Tasterelektronik bzw. einen mechanisch-elektrischen Wandler zur Erfassung bzw. Messung von Rauhigkeitsparametern aufweisen.
• Aus der DE-OS 44 37 033 ist ein Vorschubgerät für eine Oberflächenmessung nach dem Tastschnittverfahren bekannt, welches einen starren länglichen Grundkörper und einen verschieblich geführten Mikrotaster aufweist. Der Grundkörper weist einen daran befestigten Mikrotaster auf, welcher über Führungselemente an dem Grundkörper verschieblich angebracht ist. Der Mikrotaster gibt bei den Tastbewegungen entsprechende Signale ab. Weiterhin ist an dem Grundkörper ein miniaturisierter Antriebsmechanismus für den Mikrotaster angeordnet, durch den dieser mit konstanter Geschwindigkeit relativ zu dem Grundkörper über eine Taststrecke in einer Profilschnittebene des Werkstückes bewegbar ist. Ferner ist in bzw. an dem Grundkörper eine maßgenaue Bezugsebene bzw. Bezugsfläche untergebracht, über die der Mikrotaster bei seiner Tastbewegung relativ zu dem Grundkörper exakt geführt ist.
• Aus der DE-OS 103 34 219 ist eine Rauhigkeitsmesseinrichtung mit Prüfnormal bekannt geworden, welche eine Aufnahmeeinrichtung für ein Vorschubgerät und einen Rauheitstaster mit einer Tastspitze zur Abtastung einer Werkstückoberfläche aufweist. Das Vorschubgerät dient dazu, einen Rauhigkeitstaster über eine Werkstückoberfläche zu schleppen. Weiterhin weist die Rauheitsmesseinrichtung einen Wandler auf, der mit der Tastspitze verbunden ist und deren Bewegung in elektrische Signale umsetzt. Das Prüfnormal ist an der Aufnahmeeinrichtung angeordnet. Das Prüfnormal ist beispielsweise ein quaderförmiger Körper mit einer Prüffläche mit festgelegter Rauhigkeit, welche beispielsweise aus Stahl besteht.
• Aus der DE-OS 10 2005 035 786 ist ein Rauheitstaster mit einem Tastarm bekannt geworden, an dessen Ende eine Tastnadel befestigt ist. Der Rauheitstaster weist einen Kufenträger auf, an dessen Ende eine Kufe gehalten ist und entlang dessen sich der Tastarm erstreckt. Der Rauheitstaster wird an seinem zylindrischen Gehäuse von einem Vorschubgerät aufgenommen.
• Weiterhin ist aus der DE-OS 102 30 009 ein Tastgerät bekannt geworden, welches einen Tastarm mit zwei sich in die gleiche Richtung erstreckenden Tastspitzen aufweist. Dadurch ist es möglich, eine Messstrecke in zwei voneinander beabstandete Messstreckenabschnitte aufzuteilen, wobei die Messung der beiden Messstreckenabschnitte in einem einzigen Messlauf erfolgt. Der Messtaster weist eine Aufnahmeeinrichtung zur ortsfesten Lagerung eines Messobjektes und einen Tastarm auf, der über eine Vorschubeinrichtung relativ zu dem Messobjekt in einer Messrichtung bewegbar ist. Weiterhin weist der Messtaster wenigstens zwei an dem Tastarm angeordnete Tastspitzen zur Erfassung der unterschiedlichen Messstreckenabschnitte auf.
• Aus der DE 201 20 127 U1 ist eine Einrichtung zur Abtastung der Gestalt, insbesondere der Rauheit einer Oberfläche eines Werkstückes bekannt geworden. Diese Einrichtung weist eine Tastspitze auf, die an einem freien Ende eines Tastarmes eines mechanisch-elektrischen Wandlers angeordnet ist, welcher die Auslenkung der Tastspitze in entsprechende Signale umwandelt. Weiterhin weist diese Einrichtung eine Vorschubeinrichtung zur Bewegung des Wandlers im Wesentlichen parallel zu dem Tastarm sowie Führungsmittel zur Führung des Wandlers im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Werkstückes auf. Die Führungsmittel bestehen aus einem Führungsteil mit einer Führungsbahn. Der elektromechanische Wandler oder ein ihn umgebendes Gehäuse liegt auf der Führungsbahn mittels dreier, in Führungsrichtung im Abstand zueinander angeordneten, Kufen auf. Ferner weist der Führungsteil in einem Abstand in Führungsrichtung zueinander angeordnete Vorsprünge zur Auflage auf der Oberfläche des Werkstückes auf.
• Vorgenannte Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtungen weisen vor allem Nachteile hinsichtlich ihres Einsatzes in Produktionslinien und in der industriellen Fertigung von Werkstücken auf. Bekannte Messvorrichtungen dieser Art sind aufgrund ihrer Abmessungen und ihres Gewichts schlecht handhabbar und daher wenig für den mobilen Einsatz, insbesondere an schwer zugänglichen Stellen geeignet. Auch müssen derartige Vorrichtungen oftmals an Klemm- und Haltevorrichtungen befestigt sein, so dass diese dann nicht für einen flexiblen Messeinsatz in der Produktion, sondern nur für einen stationären Messeinsatz geeignet sind. Erfahrungsgemäß sind derartige Profilmessvorrichtungen sehr empfindlich und können leicht beschädigt werden, was oftmals auch zu unbemerkten Messungenauigkeiten bzw. Fehlfunktionen führt, so dass diese Messvorrichtungen regelmäßig nur für einen Laborbetrieb geeignet sind. Ferner sind die bislang bekannten Messgeräte hinsichtlich ihrer Wartung und Kalibrierung aufwendig und teuer, so dass diese daher häufig nur zu stichprobenartigen Kontrollen eingesetzt werden.
• Die bekannten Messvorrichtungen weisen weiterhin den Nachteil auf, dass bei einem häufigen oder quasi-ständigen Messeinsatz die Messgenauigkeit aufgrund von Verschleiß, insbesondere am Antrieb des Vorschubs, stark nachlässt, was aber erst im Rahmen einer Überprüfung oder Kontrolle der Messvorrichtung, beispielsweise in einem Labor, festgestellt werden kann. Weiterhin ist es nachteilig, dass diese Messvorrichtungen turnusgemäß aufwendig kalibriert bzw. nachjustiert werden müssen. Nachteilige Verschleißerscheinungen treten aber auch in Verbindung mit einer Bezugebene auf, und insbesondere an der Antriebsvorrichtung für den Messtaster, insbesondere wenn diese den Messtaster mittels eines Spindelantriebes antreibt bzw. bewegt.
• Es besteht nun zunehmend Bedarf an Oberflächenmeßsystemen mit besonders langer Lebensdauer bei sehr geringen Verschleißerscheinungen, hoher Robustheit und kleiner Bauform, welche sich einerseits für den Einsatz in der Produktion eignen oder andererseits eine hohe Flexibilität für die verschiedensten Messaufgaben aufweisen.
• Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine für einen flexiblen Einsatz in der Produktion von Werkstücken geeignete Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von Werkstücken zur Verfügung zu stellen und vorteilhafte Möglichkeiten für einen flexiblen Einsatz auch an schwer zugänglichen Messstellen und für eine einfache Handhabbarkeit zu schaffen, wobei eine über lange Zeit störungsfreie und exakte Erfassung bzw. Messung der Oberflächenprofile möglich ist bzw. erreicht wird.
• Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Ansprüche 1, 13, 19, 24, 25 und 28 gelöst.
• Die erfindungsgemäße Messvorrichtung zeichnet sich durch eine sehr kleine Bauform, Flexibilität beim Einsatz, einfache Handhabung und leichte Anbindung an Rechnersysteme aus.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen unter anderem darin, dass etwaige Verschleißerscheinungen und/oder Reibungseffekte an der Bezugsebene und/oder an den darauf gleitenden Gleitkufen erheblich vermindert sind. Ein Vorteil der Erfindung ist es daher, dass exakte Messungen von Oberflächenprofilen auch bei einem Langzeiteinsatz der Messvorrichtung möglich sind und dass eine Vielzahl von Messungen durchgeführt werden kann, bevor etwaige Verschleißerscheinungen die Genauigkeit der Messergebnisse beeinträchtigen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht hinsichtlich langer Lebensdauer und Robustheit in der Verminderung etwaiger Verschleißerscheinungen in der Antriebsvorrichtung, insbesondere durch die verminderten Reibungseffekte. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass diese über eine selbsttätige bzw. selbstständige Selbstüberprüfung und eine selbsttätige Kalibriereinrichtung verfügt, so dass sich diese bei etwaigen Verschleißerscheinungen bzw. Beschädigungen des Messtaster bzw. der Messvorrichtung selbsttätig kalibriert bzw. justiert. Weiterhin ist die Messvorrichtung im Vergleich zu bisher bekannten Messvorrichtungen erheblich verkleinert, was die Handhabbarkeit wesentlich vereinfacht und somit den flexiblen Einsatz in Produktionslinien auch an schwer zugänglichen Messorten ermöglicht.
• Die erfindungsgemäße Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung umfasst insbesondere folgende Teile, Einrichtungen oder Vorrichtungen:
• – einen, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster mit einem Tasthebel, der eine Tastnadel mit einer Tastspitze zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von, insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden, Werkstücken, insbesondere unter Produktionsbedingungen,
• – eine, vorzugsweise als Vorschubeinrichtung gestaltete, Antriebsvorrichtung, mittels derer die Tastnadel entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes bewegbar ist bzw. bewegt wird und
• – eine eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildende Bezugsebene, entlang der der Messtaster bzw. ein diesen tragender Schlitten bei einer Bewegung der Tastnadel entlang dem Oberflächenprofil des Werkstückes bewegt wird.
• Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Bezugsebene mit einer Oberfläche einer verschleißfesten bzw. abriebsfesten bzw. verschleißarmen und/oder reibungsarmen Schicht bzw. Beschichtung gebildet sein kann, die, vorzugsweise unmittelbar, auf einer Oberfläche, insbesondere eines stabilen und steifen Trägers, der Schicht bzw. der Beschichtung aus Metall, insbesondere Hartmetall, Glas, Karbid- oder Keramikwerkstoff oder Silizium, aufgetragen bzw. befestigt sein kann und/oder dass wenigstens eine sich auf der Bezugsebene abstützende Gleitkufe des Messtasters bzw. des diesen tragenden Schlittens mit einer verschleißfesten bzw. abriebfesten bzw. verschleißarmen und/oder reibungsarmen Schicht bzw. Beschichtung gebildet sein kann, die, vorzugsweise unmittelbar, auf einer Oberfläche, insbesondere eines stabilen und steifen Trägers, aus Metall, insbesondere Hartmetall, Glas, Karbid- oder Keramikwerkstoff oder Silizium, aufgetragen bzw. befestigt sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine sich auf der Bezugsebene abstützende Gleitkufe des Messtasters bzw. des diesen tragenden Schlittens, vorzugsweise im Wesentlichen oder ganz, mit bzw. aus einem verschleißfesten bzw. abriebfesten bzw. verschleißarmen und/oder reibungsarmen Material gebildet sein kann.
• Eine vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die Schicht bzw. Beschichtung oder die Schichten bzw. Beschichtungen aus einer Hart- und/oder Gleitschicht bzw. -beschichtung gebildet sein kann bzw. können.
• Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die Hart- und/oder Gleitstoffschicht bzw. -beschichtung Titannitrit und/oder Titanaluminiumnitrit und/oder Titankarbonnitrit und/oder Chromnitrit und/oder Kohlenstoff, vorzugsweise Diamant oder diamantähnliche Kohlenstoffverbindungen, aufweist oder diamantähnlich aus Kohlenstoff bzw. auf Kohlenstoffbasis gebildet sein kann. Derartige Materialien zeichnen sich durch eine sehr hohe Oberflächenhärte aus. Deshalb sind an derartigen Schichten bzw. Beschichtungen auch bei längerer Belastung keinerlei Abnutzungserscheinungen bzw. Verschleißerscheinungen feststellbar. Etwaige Verschleißerscheinungen an der Bezugsebene und/oder an den Gleitkufen des Messtasters bzw. des diesen tragenden Schlittens können dadurch erheblich reduziert werden. Weiterhin kann die nutzbare Leistung der Antriebsvorrichtung erhöht werden und etwaige Verschleißerscheinungen der Antriebsvorrichtung können wirkungsvoll verringert werden, indem die Hart- und Gleitstoffschicht bzw. -beschichtung einen geringen Reibungsbeiwert aufweist.
• Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die oder jede Beschichtung bzw. wenn die Hart- und/oder Gleitstoffschicht bzw. -beschichtung eine im PVD-(physical vapour deposition) oder im CVD-(chemical vapour depostion) Verfahren aufgebrachte Beschichtung ist.
• Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die die Bezugsebene ausbildende Schicht bzw. Beschichtung und die Schicht bzw. Beschichtung der wenigstens einen Gleitkufe aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
• Es ist ferner vorteilhaft, wenn das bzw. die verschleißfeste bzw. abriebsfeste bzw. verschleißarme und/oder reibungsarme Material bzw. Beschichtung mit oder aus dem die wenigstens eine Gleitkufe gebildet ist, aus Diamant, insbesondere Volldiamant, oder aus einer diamantähnlichen Kohlenstoffverbindung bzw. aus einem diamantähnlichen Werkstoff aus Kohlenstoff oder aus einem Hartmetall oder aus einer Titannickel- oder Chromnickelverbindung, gebildet ist oder Anteile davon aufweist.
• Es ist alternativ oder zusätzlich vorteilhaft, wenn die die Bezugsebene ausbildende Schicht bzw. Beschichtung und die wenigstens eine Gleitkufe aus dem gleichen Werkstoff bzw. Material bestehen.
• Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Antriebsvorrichtung einen Seil- bzw. Bandantrieb mit einem Antriebsseil bzw. Antriebsband umfasst, an dem der Messtaster bzw. der den Messtaster tragende Schlitten befestigt ist. Dadurch können etwaige Verschleißerscheinungen im Bereich der Antriebsvorrichtung, insbesondere an einer Antriebsspindel, verringert werden.
• Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Antriebsseil oder das Antriebsband mit Hilfe eines Antriebes, vorzugsweise mit Hilfe eines Drehantriebes, in seiner Axialrichtung bewegbar ist bzw. bewegt wird, um eine Bewegung des Messtasters bzw. dessen Tastnadel längs des zu erfassenden bzw. zu messenden Oberflächenprofils des Werkstückes zu bewirken.
• Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Antriebsseil oder das Antriebsband zum Zwecke seiner Bewegung bzw. bei seiner Bewegung in Axialrichtung wenigstens teilweise um einen Drehkörper geschlungen ist bzw. wird.
• Es kann außerdem vorgesehen sein, dass es sich bei dem Antriebsseil bzw. Antriebsband um ein umlaufendes Seil bzw. Band handelt, das wenigstens teilweise um wenigstens zwei, vorzugsweise als Umlenkrollen gestaltete, Drehkörper geschlungen ist.
• Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass die Vorrichtung
• – einen, vorzugsweise softwaregesteuerten, Aktuator zum Abheben der Tastspitzen bzw. der Tastnadel, gegebenenfalls auch des gesamten Messtasters, von der Werkstückoberfläche und/oder
• – ein Messsystem zur Erfassung der Auslenkung der Tastnadel und/oder der Tastspitze und/oder
• – eine Tasterelektronik zur Steuerung bzw. Regelung der Antriebsvorrichtung und/oder des Aktuators und/oder
• – eine Kalibriervorrichtung zur Überprüfung eines Kalibrierzustandes des Messtasters und/oder
• – eine Tastnadelprüfvorrichtung zur Prüfung der Tastnadel bzw. der Tastspitze auf etwaige Beschädigungen aufweist.
• Bei einer erfindungsgemäßen, insbesondere die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweisenden, Vorrichtung kann gemäß einem separaten Lösungsgedanken oder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Vorrichtung ein gegebenenfalls weiteres bzw. zweites Messsystem zur Erfassung bzw. zur Messung von Relativbewegungen bzw. des zeitlichen Verlaufes eines Abstandes zwischen dem Werkstück und einem bzw. dem zumindest den Messtaster wenigstens teilweise enthaltenden Gehäuse oder einem damit ortsfest bzw. starr verbundenen Bauteil, beispielsweise einem bzw. dem Träger, während der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes, d. h. während des Abtastvorganges, mittels der Tastnadel aufweist.
• Dabei kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Messsystem um ein taktiles oder berührungsloses, insbesondere optisches, Messsystem handelt, so dass die Relativbewegung bzw. der Abstand taktil oder berührungslos, insbesondere optisch, erfassbar ist bzw. erfasst wird.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass das Messsystem einen aus dem Gehäuse herausragenden, vorzugsweise mit einer Andrückkraft beaufschlagbaren bzw. beaufschlagten, Stift umfasst, der an dem Werkstück anlegbar ist bzw. anliegt.
• Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Stift in einem bzw. dem Abstützkörper, beispielsweise einem Abstützfuß, zum Abstützen der Vorrichtung bzw. des Gehäuses auf dem Werkstück integriert, vorzugsweise gelagert, ist.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass das Messsystem eine, vorzugsweise nahe der Tastnadel angeordnete, bewegliche Gleitkufe umfasst.
• Eine derartige Gleitkufe kann bei der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes mittels der Tastnadel mit der Tastnadel mitgeführt sein bzw. werden.
• Bei einer erfindungsgemäßen, insbesondere die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweisenden Vorrichtung, kann gemäß einem weiteren Lösungsgedanken oder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Vorrichtung ein Mittel zum temporären, wieder lösbaren Verbinden des Messtasters und/oder des Gehäuses mit dem Werkstück aufweist.
• Dabei kann vorgesehen sein, dass das Mittel als ein Saugnapf, insbesondere Vakuumsaugnapf oder als mehrere Saugnäpfe, insbesondere Vakuumsaugnäpfe, als ein Klebekörper, insbesondere ein Klebefuß, oder als mehrere Klebekörper, insbesondere Klebefüße, oder als ein Haftmagnet oder als mehrere Haftmagnete ausgebildet ist.
• Dabei kann vorgesehen sein, dass der oder die Klebekörper als Haft- bzw. Klebevermittler Nanoröhrchen und/oder Fasern und/oder eine Haftschicht umfasst bzw. umfassen.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung und/oder ein zwischen dieser und einer Koordinatenmessmaschine vorgesehener Adapter zumindest teilweise aus Metallschaum besteht bzw. hergestellt ist bzw. bestehen oder hergestellt sind.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass maximal zwei Abstützkörper, beispielsweise Abstützfüße, vorzugsweise nur ein einziger Abstützkörper bzw. ein einziger Abstützfuß, zum Abstützen der Vorrichtung bzw. des Gehäuses auf dem Werkstück vorgesehen sind bzw. ist.
• Bei einer erfindungsgemäßen, insbesondere die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweisenden, Vorrichtung kann gemäß einem weiteren Lösungsgedanken oder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Auflagekraft, mit welcher die Tastnadel bzw. deren Tastspitze während der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes auf die Oberfläche des Werkstückes gedrückt wird, vorzugsweise erfasst bzw. gemessen wird und während der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes, d. h. während des Abtastvorganges, derart gesteuert bzw. geregelt wird, dass die Auflagekraft im Wesentlichen konstant ist.
• Bei einer erfindungsgemäßen, insbesondere die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweisenden, Vorrichtung kann gemäß einem weiteren Lösungsgedanken oder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen Sensor oder eine Messeinrichtung zur direkten oder indirekten Erfassung bzw. Messung der lokalen Reibkraft zwischen der Tastspitze der Tastnadel und der Oberfläche des Werkstückes umfasst.
• Dabei kann vorgesehen sein, dass der Sensor bzw. die Messeinrichtung eine durch lokale Reibung zwischen der Tastspitze der Tastnadel und der Oberfläche des Werkstückes verursachte Geschwindigkeitsänderung der Tastspitze relativ zu dem Werkstück erfasst bzw. misst.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass die Tastnadel während der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes, also während des Abtastvorgangs, zeitweise, insbesondere periodisch, quer, insbesondere senkrecht, zur Profilabtastrichtung, vorzugsweise mit einer erhöhten Geschwindigkeit, ausgelenkt wird und dabei die lokale Reibkraft mit dem Sensor oder der Messeinrichtung erfasst bzw. gemessen wird.
• Bei einer erfindungsgemäßen, insbesondere die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweisenden, Vorrichtung kann gemäß einem weiteren Lösungsgedanken oder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass Mittel für eine seitliche bzw. eine quer, insbesondere senkrecht, zur Profilabtastrichtung ausgeübte bzw. auszuübende Auslenkung bzw. Bewegung der Tastnadel vorgesehen sind.
• Bei einer erfindungsgemäßen, insbesondere die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweisenden, Vorrichtung kann gemäß einem weiteren Lösungsgedanken oder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass diese mit einem eine Objektivlinse bzw. ein Mikroobjektiv aufweisenden Mikroskop zur visuellen Inspektion eines mittels der Tastnadel abgetasteten Abtastortes gekoppelt ist.
• Dabei kann vorgesehen sein, dass die Objektivlinse bzw. das Mikroobjektiv des Abbildungssystems eine, vorzugsweise mittig angeordnete, Ausnehmung, vorzugsweise Bohrung, aufweist, durch welche die Tastnadel bei der Erfassung des Oberflächenprofils des Werkstückes hindurch ragt. Bei der Objektivlinse bzw. bei dem Mikroobjekiv kann es sich um eine Glaslinse, um eine Fresnelllinse oder um ein Hologramm handeln. Die Objektivlinse bzw. das Mikroobjektiv kann ein Bestandteil einer Kamera, insbesondere einer Miniaturkamera, sein.
• Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein mittels der Tastnadel abgetasteter Abtastort in einem Bereich der Tastnadel und/oder in einem Bereich um die Tastnadel mittels eines über der Tastnadel und/oder über dem Tasthebel oder seitlich neben der Tastnadel angeordneten Mikroobjektivs, insbesondere einer Mikroobjektivlinse, mit einer damit, insbesondere optisch, vorzugsweise über eine Faser, gekoppelten Kamera, insbesondere einer Miniaturkamera, erfassbar bzw. beobachtbar ist oder erfasst bzw. beobachtet wird.
• Es kann ferner vorgesehen sein, dass mehrere auswechselbare Wechselrahmen an der Vorrichtung anbringbar sind bzw. ein Wechselrahmen angebracht ist, welche bzw. welcher eine verschiedenartige Anordnung von Abstützkörpern zum Abstützen der Vorrichtung auf dem Werkstück aufweisen bzw. ermöglicht.
• Weiterhin kann vorgesehen sein, dass an dem Tasthebel wenigstens zwei Tastnadeln zur, vorzugsweise alternativen, Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes angebracht sind.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Tastnadeln an ein und demselben Ende des Tasthebels angeordnet sind.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass die Tastspitzen von wenigstens zwei der Tastnadeln in eine unterschiedliche, vorzugsweise in eine entgegengesetzte, Richtung weisen.
• Es ist außerdem vorteilhaft, wenn wenigstens zwei der Tastnadeln gegenüberliegend angeordnet sind.
• Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eine erste Tastnadel an einem ersten Ende des Tasthebels und wenigstens eine zweite Tastnadel an einem zweiten Ende dieses Tasthebels angebracht sind.
• Es ist auch vorteilhaft, wenn die Tastnadeln an, vorzugsweise auswechselbaren, Rüsseln verschiedener Längen angebracht sind.
• Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Tasthebel, vorzugsweise teleskopisch, verlängerbar bzw. ausziehbar ist.
• Es kann vorgesehen sein, dass der Tasthebel auswechselbar ist. Es versteht sich, dass dafür beispielsweise ein Schnellverschluss vorgesehen sein kann.
• Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Tasthebel an dem Schlitten um eine Drehachse verschwenkbar angelenkt ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Tasthebel als eine, vorzugsweise gerade, Tasterwippe ausgebildet ist, welche um eine Drehachse verschwenkbar, vorzugsweise an einem Schlitten angelenkt, ist.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen, vorzugsweise optischen und/oder akustischen, Signalgeber aufweist, welcher bei einer etwaigen Fehlfunktion und/oder bei einer etwaigen Beschädigung der Tastspitze und/oder der Tastnadel und/oder des Messtasters ein, vorzugsweise akustisches und/oder optisches, Warnsignal ausgeben kann bzw. ausgibt.
• Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung sieht vor, dass ein Teil der oder im Wesentlichen alle, vorzugsweise funktionsrelevanten mechanischen, Bauteile der Vorrichtung aus einem Material gebildet sind, welches einen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten aufweist, der kleiner als 5,0·10^–6 1/K, vorzugsweise kleiner als 2,0·10^–6 1/K, insbesondere kleiner als 1,0·10^–6 1/K ist. Bei diesen Materialien handelt es sich beispielsweise um Invar, Zerodur^® oder Kohlenstoff.
• Es ist vorteilhaft, wenn eine Tastkraft bzw. ein Auflagedruck an der Tastspitze, vorzugsweise softwaregesteuert, einstellbar bzw. regelbar ist oder eingestellt bzw. geregelt wird.
• Auch ist es vorteilhaft, wenn die Messvorrichtung wenigstens einen Aktuator aufweist, mittels dessen eine, vorzugsweise variable, vorherbestimmte bzw. bestimmte Tastkraft auf den Tasthebel und/oder auf wenigstens eine der Tastnadeln, insbesondere softwaregesteuert, aufbringbar bzw. aufgebracht wird.
• Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Auslenkung der Tastspitze und/oder der Tastnadeln und/oder des Tasthebels induktiv oder nicht induktiv gemessen wird.
• Es ist auch vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine, vorzugsweise USB-taugliche, Schnittstelle, insbesondere für einen Datenaustausch und/oder zur Energieversorgung der Antriebsvorrichtung und/oder der Tasterelektronik, aufweist. Bei einer USB (Universal Serial Bus)-tauglichen Schnittstelle handelt es sich um ein serielles Bussystem zur Verbindung eines Computers bzw. Rechners mit externen Geräten, wie beispielsweise der Messvorrichtung. Bei mit USB-Schnittstellen ausgestatteten Geräten können im laufenden Betrieb miteinander verbundene und angeschlossene Geräte und deren Eigenschaften automatisch erkannt werden. Es versteht sich, dass sich die Vorrichtung auch als Master/Slave Objekt betreiben lässt.
• Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Einrichtung zur Energieversorgung der Antriebsvorrichtung und/oder der Tasterelektronik, vorzugsweise eine Batterie, aufweist, welche ebenfalls in das Gehäuse integriert ist.
• Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Einrichtung zur Datenübertragung und/oder Steuerung über Funk und/oder mittels Bluetooth-Technologie und/oder mittels Infrarot-Technologie aufweist.
• Es kann außerdem vorgesehen sein, dass Betriebszyklen und/oder Informationen über die Betriebsdauer der Vorrichtung in einem Datenspeicher speicherbar bzw. gespeichert und auslesbar sind bzw. werden.
• Es kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen Vibrationssensor zur Erfassung bzw. Messung von äußeren und/oder inneren Schwingungen aufweist.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mit einem Sperrgas, insbesondere mit Sperrluft, vorzugsweise über einen Stutzen, beaufschlagbar ist bzw. beaufschlagt wird, damit das Messsystem nicht verschmutzt wird und/oder sich kein Schmutz in dem Gehäuse ansammelt.
• Es ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung wenigstens einen Sensor zur Lageerkennung des Werkstückes und/oder zur Messung der Entfernung eines vorrichtungsfesten Bezugspunktes zu dem Werkstück und/oder zur Werkstückoberfläche aufweist.
• Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Vorrichtung wenigstens einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Messtasters und/oder des Messsystems und/oder des Werkstücks und/oder der Werkstückoberfläche aufweist. Dadurch können etwaige Temperaturschwankungen, welche die Messgenauigkeit der Vorrichtung beeinflussen können, erfasst und bei der Bereitstellung bzw. Auswertung der Messergebnisse berücksichtigt werden.
• Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Vorrichtung Mittel zur flächenhaften Abtastung der Werkstückoberfläche aufweist.
• Es ist auch vorteilhaft, wenn die Vorrichtung Mittel zum, vorzugsweise motorischen, Bewegen der Vorrichtung senkrecht zur Werkstückoberfläche aufweist.
• Es ist auch vorteilhaft, wenn die Vorrichtung ein Dämpfungselement zur Dämpfung einer Bewegung des Tasthebels aufweist.
• Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung einen Datenspeicher zur Speicherung von Informationen über eine Restwelligkeit der Bezugsebene und/oder Mess- bzw. Betriebsdaten aufweist.
• Die Vorrichtung kann auch einen Prozessor aufweisen, welcher dazu bestimmt ist, die Informationen über die Restwelligkeit aus dem Datenspeicher zu verarbeiten und/oder Messergebnisse mittels einer Look-up Tabelle und/oder mittels einer Polynom- bzw. Spline-Interpolation hinsichtlich der Restwelligkeit zu korrigieren. Die Look-Up Tabelle ist ein auf einer Tabelle beruhendes Berechnungsverfahren, das als Alternative zu einem langsameren Berechnungsverfahren bzw. zu einem rechenintensiven Algorithmus benutzt werden kann. Dabei werden die Ergebniswerte einer Funktion vorab ermittelt und in einer Tabelle, beispielsweise in einem Datenspeicher, abgelegt, so dass der Ergebniswert der Funktion aus der Tabelle ausgelesen bzw. entnommen werden kann, ohne diesen erneut berechnen zu müssen.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung ein Antriebselement umfasst, das dazu bestimmt ist, die Vorrichtung oder den Messtaster, vorzugsweise zusammen mit der Antriebsvorrichtung, vorzugsweise motorisiert, um eine Drehachse zu drehen. Vorzugsweise ist diese Drehachse senkrecht zu einer Grundfläche des Gehäuses bzw. zu einem Gehäuseboden ausgebildet.
• Es kann auch vorgesehen sein, dass die Bezugsebene, insbesondere entlang eines einseitig angeordneten, vorzugsweise als Blattfeder ausgebildeten, Scharniers, kippbar ausgebildet ist, insbesondere wobei die Bezugsebene mittels eines weiteren Aktuators kippbar ist, so dass eine Referenzebenenlinearität aktiv, insbesondere mittels eines Regelkreises und/oder basierend auf einer internen Messeinrichtung, vorzugsweise softwaregesteuert, nachregelbar bzw. nachstellbar ist oder nachgeregelt wird bzw. nachgestellt wird.
• Ferner kann vorgesehen sein, daß eine Funktion zur Messung der Probenhärte vorhanden ist. Dazu wird die Tastnadel über einen Aktuator mit definierter Kraft auf die Oberfläche ‚geschlagen‘, so daß eine Eindellung entsteht. Die Nadel wird dann eine Wegstrecke zurückgefahren und fährt danach, z.B. in einer Linie, erneut über die Oberflächeneindellung aus deren so gemessener Tiefe die Härte abgeleitet wird.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass eine, vorzugsweise laufende, Selbstüberprüfung der ordnungsgemäßen Funktion der Vorrichtung oder von Teilen davon automatisch, vorzugsweise softwaregesteuert, erfolgt.
• Es ist vorteilhaft, wenn eine zyklische Kalibrierüberprüfung der Messvorrichtung mittels Software durchgeführt bzw. gesteuert wird.
• Es ist auch vorteilhaft, wenn Mittel vorgesehen sind, um eine Abtastgeschwindigkeit der Tastnadel bis zu einer berechneten Grenze über eine Normgeschwindigkeit hinaus zu erhöhen, so dass sich ein berechneter bzw. gemessener Rauhigkeitsparameter bzw. das mikroskopische Oberflächenprofil höchstens um einen bestimmbaren oder bestimmten bzw. einstellbaren oder eingestellten Betrag von demjenigen bei der Normgeschwindigkeit abweicht.
• Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Messtaster und die Antriebsvorrichtung, vorzugsweise auch die Bezugsebene,
• – ggf. auch ein bzw. der Aktuator zum Abheben der Tastspitze bzw. der Tastnadel von der Werkstückoberfläche und/oder
• – ein bzw. das Messsystem zur Erfassung der Auslenkung der Tastnadel bzw. der Tastspitze und/oder
• – ein bzw. das Messsystem zur Erfassung bzw. Messung von Relativbewegungen bzw. des zeitlichen Verlaufs eines Abstandes zwischen dem Werkstück und einem bzw. dem Gehäuse oder einem damit ortsfest bzw. starr verbundenen Bauteil und/oder
• – eine bzw. die Tasterelektronik zur Steuerung bzw. Regelung der Antriebsvorrichtung und/oder des Aktuators und/oder
• – eine bzw. die Kalibriervorrichtung zur Überprüfung eines Kalibrierzustandes des Messtasters und/oder
• – eine bzw. die Tastnadelprüfvorrichtung zur Prüfung der Tastnadel und/oder der Tastspitze auf etwaige Beschädigungen und/oder
• – ein bzw der Signalgeber, welcher bei einer etwaigen Fehlfunktion und/oder bei einer etwaigen Beschädigung der Tastspitze und/oder der Tastnadel ein Warnsignal ausgeben kann bzw. ausgibt, und/oder
• – eine bzw. die, vorzugsweise USB-taugliche, Schnittstelle, insbesondere für einen Datenaustausch und/oder zur Energieversorgung der Antriebsvorrichtung und/oder der Tasterelektronik, und/oder
• – eine bzw. die Einrichtung zur Energieversorgung der Antriebsvorrichtung und/oder der Tasterelektronik und/oder
• – ein bzw. der Sensor zur Lageerkennung des Werkstückes und/oder zur Messung der Entfernung zu dem Werkstück und/oder
• – ein bzw. der Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Messtasters und/oder des Messsystems und/oder des Werkstücks und/oder der Werkstückoberfläche und/oder
• – ein bzw. das Dämpfungselement zur Dämpfung einer Bewegung des Tasthebels und/oder
• – ein bzw. der Vibrationssensor zur Erfassung bzw. Messung von äußeren und/oder inneren Schwingungen und/oder
• – ein bzw. der Datenspeicher zur Speicherung von Informationen über eine Restwelligkeit der Bezugsebene und/oder Mess- und/oder Betriebsdaten und/oder
• – einen Sensor oder eine Messeinrichtung zur Erfassung bzw. Messung der lokalen Reibkraft zwischen der Tastspitze der Tastnadel und der Oberfläche des Werkstückes und/oder
• – eine Objektivlinse bzw. ein Mikroobjektiv eines Mikroskops und/oder
• – ein bzw. der Prozessor, welcher dazu bestimmt ist, die Informationen über die Restwelligkeit aus einem bzw. dem Datenspeicher zu verarbeiten und/oder Messergebnisse mittels einer Look-up Tabelle und/oder mittels einer Polynom- bzw. Spline-Interpolation hinsichtlich der Restwelligkeit zu korrigieren und/oder
• – ein bzw. der Aktuator zum Kippen der Bezugsebene und/oder
• – Mittel bzw. die Mittel zur flächenhaften Abtastung der Werkstückoberfläche und/oder
• – Mittel bzw. die Mittel zur Bewegung der Vorrichtung senkrecht zu der Werkstückoberfläche und/oder
• – weitere Teile, Vorrichtungen oder Einrichtungen der Vorrichtung
allesamt in einem gemeinsamen, vorzugsweise kleinen und kompakten, Gehäuse integriert sind.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass der Messtaster und die Antriebsvorrichtung in Reihe bzw. in Linie, vorzugsweise unmittelbar, hintereinander angeordnet sind.
• Es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die Außenabmaße des Messtasters von einem gedachten Begrenzungskörper begrenzt sind, der eine Länge, eine Breite und eine Höhe aufweist, und welcher die Begrenzungsabmaße 30 × 15 × 15 mm (Länge × Breite × Höhe) nicht überschreitet.
• Es kann auch vorgesehen sein, dass es sich bei der Vorrichtung um eine Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung in Miniaturgröße handelt, wobei deren Außenabmaße und/oder wobei die Außenabmaße des, vorzugsweise quaderförmigen, Gehäuses, die Maße 70 × 45 × 45 mm (Länge × Breite × Höhe), vorzugsweise die Maße 50 × 35 × 35 mm (Länge × Breite × Höhe), nicht überschreitet.
• Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Außenabmaße etwa 47 × 27 × 30 mm (Länge × Breite × Höhe) betragen.
• Es kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung derart miniaturisiert ist, dass diese in ein Gehäuse integrierbar bzw. integriert ist, welches ein Volumen umschließt, das kleiner als 80 cm³, vorzugsweise kleiner als 60 cm³, insbesondere kleiner als 40 cm³, ist.
• Wesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung können auch wie folgt beschrieben werden:
  Das hier beschriebene Messgerät hat die Größe von zwei aufeinander gelegten Streichholzschachteln. Es beinhaltet in einem Gehäuse den Messtaster und den Vorschub. Letzterer besitzt eine Referenzebene, so dass man einen Freitaster einsetzen kann. Ein besonderer Vorteil ist der sehr kleine Messkreis, d.h. der Weg von der Tastnadelspitze bis zu den Auflagepunkten auf dem Werkstück. Dadurch wird das Gerät weitgehend unempfindlich gegen Vibrationen. Bei kontinuierlichem Einsatz in der Fertigung verschleißt die Tastnadel. Die Konstruktion ist deshalb so ausgeführt, dass man diese leicht ersetzen kann. Damit man beim Einführen des Meßsystems in einen Zylinder die Tastnadel nicht beschädigt, kann diese mit einem Aktuator ins Gehäuse zurückgezogen werden. Ebenso lässt sich die Nadel an einem in der Länge variierbaren Rüssel anbringen, um eine leichte Erreichbarkeit des Messortes bei unterschiedlichen Werkstücken zu ermöglichen. Um z.B. in einem Rohr beidseitig die Rauheit zu messen, ist es vorteilhaft, am Tasthebel zwei sich gegenüberliegende Tastnadeln anzubringen, wobei jeweils eine Tastnadel über einen Aktuator oder eine Feder gegen die Oberfläche gedrückt wird. Schließlich kann der Taster samt Vorschub mit einem leichten Luft-Überdruck beaufschlagt werden, um eine Verschmutzung der Führungen und des Meßsystems zu verhindern.
• Bei allen im Einsatz befindlichen Messtastern samt Vorschubsystemen muss regelmäßig die ordnungsgemäße Kalibrierung überprüft werden. Dies geschieht üblicherweise mittels Kalibriernormalen. Bei dem erfindungsgemäßen System ist die Kalibriermöglichkeit im Gerät eingebaut, so dass eine externe Kalibrierung entfällt und das Instrument einfach per Software in vorgegebenen Zeitabständen neu kalibriert werden kann.
• Das induktive Meßsystem zur Messung der Tastnadelauslenkung ist altbewährt. Seine hohe Genauigkeit bezieht es letztendlich aus einer starken inhärenten Mittelwertbildung. Will man die Oberfläche schnell abtasten, so eignet sich ein optisches Meßsystem besser zur Messung der Auslenkung des Tasthebels.
• Die Tastnadel ist an einem Tasthebel befestigt. Seine Auslenkung wird mittels des Meßsystems erfasst. Bei einer geeigneten geometrischen Anordnung kann man weitere Tastnadeln am Hebel anbringen, um z.B. damit an sonst schlecht zugänglichen Werkstückstellen zu messen oder um eine Neupositionierung der Vorrichtung einzusparen. Um die Verschmutzung des Meßsystems zu mindern, lässt sich über den Stutzen Sperrluft zuführen. Die Tastnadel kann mittels des Aktuators von der Werkstückoberfläche abgehoben werden oder auch mit einem definierten Anpressdruck beaufschlagt werden. Das eingebaute Kalibrierstück bzw. die Tastnadelprüfvorrichtung dient zur Überprüfung des Kalibrierzustandes des Messtasters bzw. zur Prüfung, ob die Tastnadel unbeschädigt ist. Dazu wird die Nadel mit dem Aktuator angehoben und zum Kalibrierstück gefahren. Dort überfährt sie z.B. eine Rille oder Kante und aus dem gemessenen Profil wird der Kalibrierfaktor berechnet. Ein wesentliches Merkmal der Vorrichtung ist die Bezugsebene. Sie stellt die Geradheitsreferenz der Vorschubbewegung dar. Auf ihr gleitet der Schlitten, angetrieben vom Motor über die Spindel. Derartige präzise Spindeln sind verschleißanfällig, weshalb vorteilhafterweise die Spindel durch einen Bandantrieb ersetzt wird, wobei z.B. ein Motor über eine Umlenkrolle ein Band bewegt, an welchem der Taster über das Verbindungsstück angekuppelt ist.
• Es ist bisher üblich, linienhafte Oberflächenprofile zu erfassen und daraus die Rauheitsparameter zu berechnen. Dieses Vorgehen wird aber in der Zukunft vermehrt ergänzt durch die flächenhafte Erfassung der Oberflächenprofildaten, da man daraus auch winkelabhängige Strukturen ersehen kann. Es ist dazu notwendig die Vorrichtung zu erweitern um die Möglichkeit, den Taster auch in einer zur Vorschubrichtung senkrechten Richtung zu bewegen, wobei üblicherweise die Tastnadel mit dem zuvor erwähnten Bandantrieb eine Linie abtastet und danach der Taster bzw. die Vorrichtung motorisch seitlich um eine kleine Strecke versetzt wird und danach die nächste Profillinie aufgenommen wird. Wiederholt man diesen Vorgang so kann man eine beliebig große Oberfläche linienweise abtasten.
• Der gesamte Vorschub ist zusammen mit dem Messtaster in einem kleinen Gehäuse montiert. Dieses besitzt geeignete Stützpunkte, mit welchem die Vorrichtung auf dem Werkstück aufgesetzt wird. Durch den kleinen Abstand dieser Abstützung zur Messnadel ist das Gesamtsystem unempfindlich gegenüber Vibrationen von außen. Um das Aufstellen der Vorrichtung auf Werkstücken unterschiedlicher Geometrie zu ermöglichen, ist an der Unterseite der Vorrichtung ein Rahmen angebracht, welcher die Stützpunkte trägt und sich leicht gegen einen anderen Rahmen mit geänderter Stützpunktanordnung auswechseln lässt.
• Wahlweise kann die Vorrichtung mittels einer Batterie mit Energie versorgt werden und die Datenkommunikation kann über eine geeignete Schnittstelle, z.B. USB oder eine drahtlose Funkverbindung erfolgen. Mittels der Daten eines Vibrationsdetektors kann man eine Messung für ungültig erklären, falls äußere Schwingungen ein bestimmtes Maß überschreiten.
• Der Tasthebel wird der Messaufgabe angepasst und kann verschiedene Längen aufweisen und/oder abgewinkelt ausgeführt sein. Über eine lösbare Verbindung kann er leicht gewechselt werden. Ebenso lässt sich die Tastnadel allein leicht auswechseln. Um eine möglichst originalgetreue Wiedergabe des Oberflächenprofils zu erzielen, sollte die Tasthebelbewegung gedämpft sein. Dazu dient das Dämpfungsglied.
• Für den Einsatz in der Produktion muss die Vorrichtung verschleißarm ausgelegt sein. Die kleinstmögliche Reibung und höchste Verschleißfestigkeit wird erreicht, wenn die Reibpartner aus Diamant bestehen. Durch Beschichten von Karbidmaterial, Keramik oder Silizium lässt sich dies erreichen. Man wird deshalb die Referenzfläche bzw. Teile derselben und/oder die Auflagenoppen, falls vorhanden, vorteilhaft dergestalt anfertigen. Die Herstellung fast planer Oberflächen (im Nanometerbereich) ist teuer. Alternativ dazu kann man die Referenzfläche kippbar ausführen, z.B. durch ein einseitiges Scharnier in Form einer Blattfeder und die Kippung der Referenzebene mittels eines Piezoaktuators. Letzterer wird innerhalb eines Regelkreises stets so gesteuert, dass der Schlitten der Vorschubbewegung linear läuft. Dazu ist ein internes Meßsystem notwendig, welches die Abweichung von der Linearität in Echtzeit misst.
• Montiert man die Vorrichtung an eine motorisierte Drehvorrichtung, so kann man auch programmgesteuert Profile von Werkstücken messen, die unter einem Winkel zur Standardmessrichtung angeordnet sind.
• Besonders beim Einsatz von Messgeräten in automatisierten Abläufen ist es wünschenswert, die Tastnadel und womöglich die gesamte Messvorrichtung beim Werkstückwechsel vom Werkstück abzuheben und zu entfernen und danach wieder zuzustellen. Dies lässt sich erreichen, indem eine, vorzugsweise motorische, Verschiebung der Vorrichtung vorgesehen ist, welche dieselbe senkrecht zur Profillinie bzw. der Werkstückoberfläche um einige Millimeter bewegen kann.
• Jede Relativbewegung zwischen Meßtaster und Meßobjekt verfälscht das Meßergebnis, weshalb dieser Taster so ausgelegt ist, daß er während des Meßvorgangs auf die Werkstückoberfläche gepreßt wird. Dies ist nicht immer möglich, z.B. wenn der Taster an einem flexiblen Trägerarm oder einem CMM Arm befestigt ist oder das Werkstück größere Anpreßdrücke nicht zuläßt. Für diesen Fall kann man den Taster mit einem Sekundärmeßsystem ausstatten, welches allein den zeitlichen Verlauf des Abstandes zwischen Taster und Werkstück aufzeichnet. Somit läßt sich nach der Profilmessung dieselbe bzgl. vibrationsinduzierten Abstandsänderungen korrigieren indem das Sekundärmeßsignal mit dem Profilmeßsignal verrechnet wird. Dieses zweite Meßsystem kann im einfachsten Fall aus einem Stift bestehen, welcher aus dem Taster herausragt und die Objektoberfläche berührt. Die Relativbewegung des mit einer Andruckkraft beaufschlagten Stifts bzgl. des Tastergehäuses wird erfaßt. Natürlich kann man anstelle eines taktilen Meßsystems auch ein berührungsloses einsetzen. Den Stift kann man vorteilhafterweise in einen der Auflagefüße des Gehäuses (falls vorhanden) integrieren. Man kann diese Referenzmessung auch als eine Art Gleitkufe nahe der Tastnadel ausbilden, wobei diese Gleitkufe beweglich ist und mit der Tastnadel mitgeführt wird. Die Bewegung der Gleitkufe bzgl. dem Tastergehäuse wird gemessen. In diesem Fall beruht die Funktion auf der integrierenden Wirkungsweise der Auflagefläche der Gleitfläche.
• Denkbar ist auch, den Taster mit Saugnäpfchen zu versehen, welche über Unterdruck den Taster temporär am Werkstück fixieren oder es wird eine wieder lösbare Verbindung, z.B. über einen Haftkleber auf Nanoröhrchen- oder Faserbasis oder einen geeigneten Haftauftrag hergestellt. Derartige temporär wirkende Haftmechanismen sind zur Zeit in der Entwicklung und werden vereinzelt bereits beschrieben (s. FAZ Bericht Sept. 2008).
• Will man den Taster an einem Arm einer Koordinatenmeßmaschine anbringen, so ist dafür i.a. ein Adapterstück erforderlich. Da die CMM eine Präzisionsmaschine ist, kann deren Meßarm nur moderate Massen bewegen. Es ist deshalb nützlich, die mit dem Taster verbundenen Massen, d.h. den Taster selbst als auch insbesondere den Adapter so leicht wie möglich auszulegen, z.B. unter Verwendung von Metallschaum.
• Da der Taster während des Abtastvorgangs mit konstanter Geschwindigkeit über das Werkstück gezogen wird, ändert sich die Geschwindigkeit der Tastnadel selbst kontinuierlich, da sie durch die Rauheitsberge und -täler einen Umweg durchläuft. Durch die dadurch bedingte Beschleunigung erfährt die Objektoberfläche durch die Tastspitze eine variierende Auflagekraft, was zu einer lokalen Beschädigung der Oberfläche führen kann, falls dadurch eine plastische Umformung bedingt ist. Durch eine geeignete Vorrichtung kann man dies vermeiden, z.B. indem man mit einem Fühler die Auflagekraft laufend mißt und die Tastnadel ortsabhängig entsprechend anhebt oder belastet. Alternativ, aber umständlicher zu realisieren, kann man die Verfahrgeschwindigkeit der Nadel konstant halten.
• Es ist nützlich, neben dem Oberflächenprofil auch Materialeigenschaften des Werkstücks simultan und mit hoher Ortsauflösung messen zu können. Dies kann man, eine gleichbleibende Auflagekraft der Tastnadel vorausgesetzt, über die Messung der Reibkraft bewerkstelligen. Denkt man sich beispielsweise den Tasthebel unterbrochen und die Lücke durch eine Feder ersetzt, dann wird sich diese, eine geeignete Federkonstante vorausgesetzt, entsprechend der lokalen Reibkraft mehr oder weniger dehnen. Diese Dehnung ist ein Maß für die örtliche Reibung und diese wiederum gibt Aufschluß über das dort vorhandene Material. Gegebenenfalls ist dazu die Abtastgeschwindigkeit so herabzusetzen, daß ein slip-stick Effekt auftritt. Die Tastnadeln sind überwiegend aus Diamant gefertigt. Für diese Anwendung wäre aber ein Material mit größerem Reibungskoeffizienten, z.B. Stahl, besser geeignet.
• Da man Oberflächenrauheiten immer senkrecht zur Bearbeitungsrichtung erfaßt, sind in vielen Fällen in dieser senkrechten Richtung eher gerade Profilabschnitte zu erwarten. Bei Hin- und Herfahren der Tastspitze senkrecht zur Profilabtastrichtung, vorzugsweise mit entsprechend erhöhter Geschwindigkeit, kann man die Reibkraft messen, z.B. durch Messen der Verkippung der Nadel oder einem sonst geeigneten Sensor.
• Ein praktischer Vorteil für den Anwender ist die Möglichkeit, den Ort der Abtastung bzw. die Umgebung der Abtaststelle/des Abtastpunkts visuell erfassen zu können. Man kann z. B. so die Tastnadel exakt positionieren, z. B. auf einem Steg. Dies ist mit einem Mikroskop möglich. Vorteilhafterweise kann man dessen bzw. eine Objektivlinse eines Abbildungssystems mit einer Bohrung ausführen, durch welche die Tastnadel hindurchgeführt wird. Man sieht so das direkte Objektumfeld um den Berührpunkt der Nadel mit der Oberfläche. Alternativ kann man das Werkstück um die Nadel bzw. den Messpunkt mit einem seitlich neben der Nadel angeordneten Mikroobjektiv bzw. mit einer seitlich angebrachten Miniaturkamera beobachten. Natürlich kann man die Objektivlinse auch über dem Tastarm anbringen, muss dann aber eine kleinere Vergrößerung und wahrscheinlich mehr Abschattung in Kauf nehmen. Gegebenenfalls kann man das Bild der Oberfläche des Werkstücks auch über eine Glasfaser zur Kamera übertragen. Für den Nutzer hilfreich ist die gleichzeitige Darstellung/Speicherung der gemessenen Profillinie und der mit der Kamera aufgenommenen Umgebung des Profils, so daß man einen Bildstreifen sieht und darin die Profillinie.
• Um den Taster möglichst klein zu halten, d.h. im wesentlichen die Größe der heutzutage üblichen Rauheitsmesstaster zu bewahren, ist es vorteilhaft, Tastsystem, Messsystem und Vorschub in einem Minigehäuse unterzubringen. Dazu kann man den Vorschubmotor in direkter Nähe des Meßsystems anordnen, z.B. direkt dahinter.
• Will man anstatt einer Profillinie eine Fläche abtasten, so erfolgt dies vorzugsweise zeilenweise. Dazu kann nach jeder Profillinie die Nadel etwas seitlich versetzt und dann die nächste Profillinie aufgenommen werden. Manchmal erfordert aber das Werkstück eine Abtastung, die senkrecht zur normalen Vorschubrichtung liegt. Diese Fälle kann man dadurch lösen, dass man z. B. eine Seite des Hebellagers mit einem Aktuator (Piezo) verschiebt und so die Achse schräg positioniert. Man kann aber auch die gesamte Hebelaufhängung mittels eines kleinen Aktuators oder Motors seitlich versetzen.
• Die Erfindung betrifft auch eine Rauheits- und/oder Profil-Messvorrichtung mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster, der wenigstens einen als Oberflächen-Antastelement ausgebildeten Sensor enthält, vorzugsweise in Form einer eine Tastspitze aufweisenden Tastnadel und/oder in Form eines kugelförmigen Antastkörpers, zur berührenden Erfassung bzw. Messung des mikroskopischen oder makroskopischen Oberflächenprofils eines Messobjekts, insbesondere eines Werkstücks, und mit einem Meßsystem zur Erfassung bzw. Messung der Stellung des Oberflächen-Antastelements relativ zu der Oberfläche des Messobjekts, insbesondere nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 72 oder mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils wenigstens eines der Ansprüche 1 bis 72, mit einer Vorschubeinrichtung, mittels derer der Sensor entlang dem Oberflächenprofil des Messobjekts bewegbar ist bzw. bewegt wird.
• In den üblichen kompakten Hand-Profilmessgeräten sind die wesentlichen Komponenten, nämlich Vorschub, Messelektronik und Taster fest zusammengebaut. In einem Gesamtgerät bzw. bei größeren Geräten sind die drei Komponenten Vorschubapparat, Anzeige-/Auswerteelektronik und Messtaster als getrennte Vorrichtungen vorhanden und mechanisch bzw. elektrisch fest miteinander verbunden und stellen zusammen das Messgerät dar. Andere Funktionen als die Mikro- oder Makroprofilmessung sind nicht vorhanden.
• Es ist deshalb auch eine Aufgabe der Erfindung, eine Rauheits- und/oder Profil- und/oder Abstands-Messvorrichtung bzw. eine Vorrichtung zur Mikro- oder Makroprofilmessung zur Verfügung zu stellen, die in besonderes kostengünstiger Art und Weise erweiterte Einsatz- und/oder Anwendungsmöglichkeiten bietet.
• Diese Aufgabe kann insbesondere durch die Merkmale des Anspruches 73, vorzugsweise dadurch gelöst werden, dass die Messvorrichtung aus wenigstens einem den Messtaster enthaltenden auswechselbaren Tastermodul und aus wenigstens einem das Messsystem enthaltenden auswechselbaren Messmodul und aus wenigstens einem die Vorschubeinrichtung enthaltenden auswechselbaren Vorschubmodul modular aufgebaut ist.
• Alle Einzelkomponenten können modular konstruiert sein, so dass sie sich zu einem kompletten Gerät zusammensetzen lassen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe geeigneter mechanischer magnetischer Schnittstellen erfolgen. Beispielsweise können für das Vorschubmodul Versionen mit verschieden langen Verfahrwegen vorsehen sein. Je nach dem Einsatzzweck kann dann das geeignete Vorschubmodul gewählt werden. Ebenso kann man Tastelemente mit unterschiedlichen Tastnadelversionen und/oder Hebellängen vorsehen. Schließlich können auch oder alternativ weitere Messmodule angebracht werden, mit denen beispielsweise andere als geometrische Größen gemessen werden können.
• Ein Messgerät lässt sich somit aus modularen Komponenten so zusammensetzen, dass es einfache oder komplexe Aufgaben lösen kann, ohne dass dafür mehrere Geräte angeschafft werden müssen, die jeweils nur für eine bestimmte Messaufgabe ausgelegt sind. Solche optionalen Module können beispielsweise Temperatur-, Härte-, Farb-, Reibkraft-, Schnittstellen- oder Reflexionsmessmodule sein. Weiterhin kann ein Kameramodul oder aber ein sonst wie gearteter optischer Sensor vorteilhaft sein.
• Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung wenigstens ein weiteres Messmodul mit wenigstens einem weiteren Sensor zur Messung bzw. Erfassung einer oder mehrerer, insbesondere lokaler, physikalischer, chemischer, biologischer und/oder geometrischer Eigenschaften der Oberfläche des Messobjekts enthält. Durch Hinzufügen modularer Bauteile können auf vorteilhafte Weise neben der Rauheits- und/oder Profilmessung auch andere Merkmale des Messobjekts erfasst werden.
• Bevorzugt können das Tastermodul, das Messmodul oder die Messmodule und das Vorschubmodul werkzeugfrei montierbar und/oder werkzeugfrei demontierbar sein bzw. können diese Module werkzeugfrei montiert und/oder werkzeugfrei demontiert werden.
• Ferner können Mittel zum gemeinsamen Anheben einer Einheit bzw. Anordnung vorgesehen sein, die das Tastermodul, das Messmodul oder die Messmodule und das Vorschubmodul umfasst. Zur Erfassung bestimmter Oberflächenkenngrößen ist es vorteilhaft, die gesamte Vorrichtung gegenüber der Werkstückoberfläche anzuheben. Dazu kann ein entsprechender, motorisierter oder durch ein Stellglied ansteuerbarer Anhebemechanismus dienen. Dieser kann die Anordnung bzw. die Einheit softwaregesteuert von der Oberfläche des Messobjekts weg bewegen.
• Ferner kann vorgesehen sein, dass das Tastermodul ein Mittel zur Erfassung bzw. Messung der Reibung zwischen dem Sensor des Messtasters und dem Messobjekt umfasst. Um den Reibwert des Materials eines Messobjektes, insbesondere eines Werkstücks, zu bestimmen, kann die Tastnadel oder alternativ ein anderer geeigneter Tastkörper mit Hilfe des Vorschubmoduls über die Oberfläche des Messobjekts gezogen werden. Wird die Aufhängung des Tasthebels so gestaltet, dass sie sich unter dem Einfluss der lateral in Zugrichtung wirksamen Reibkraft dehnt, so kann diese Dehnung gemessen werden. Diese Dehnung stellt ein Maß für die Reibkraft dar. Die Aufhängung kann beispielsweise ein Federparallelogramm oder eine einfache Feder sein.
• Es versteht sich, dass die vorstehenden Merkmale erfindungsgemäß im Rahmen der Ausführbarkeit beliebig kombinierbar sind.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Gesichtspunkte der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Beschreibungsteil, in dem bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben sind.
• Es zeigen:
• 1: einen schematischen Querschnitt einer Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung,
• 2: eine schematische Draufsicht einer alternativen Antriebsvorrichtung mit Antriebsband,
• 3: eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses, das eine schematisch dargestellte Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung umschließt,
• 4: eine Detailansicht einer mittels einer Blattfeder einseitig gelagerten Bezugsebene,
• 5: eine Detailansicht eines Messtasters, welcher durch einen gedachten Begrenzungskörper umschlossen ist,
• 6: einen schematischen Querschnitt einer Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
• 7: einen schematischen Längs-Querschnitt einer Rauheits- und/oder Profil-Messvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
• In der 1 ist schematisch ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung 20 dargestellt. Die Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung 20 ist in einem Gehäuse 41 integriert, welches mit Stützpunkten bzw. Abstützkörpern 33 auf der zu vermessenden Werkstückoberfläche 69 eines Werkstückes 50 aufsteht bzw. aufliegt. Die Stützpunkte bzw. Abstützkörper 33 sind an einem Wechselrahmen 71 befestigt, der eine verschiedenartige Anordnung von Abstützkörpern 33 zum Abstützen der Vorrichtung 20 auf dem Werkstück 50 ermöglicht. Die Rauheits- und Profilmessvorrichtung 20 umfasst einen Messtaster 36 mit einem als Freitaster ausgebildeten Tasthebel 23 und eine als Vorschubeinrichtung ausgebildete Antriebsvorrichtung 21 sowie eine eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildende Bezugsebene 22.
• Der Tasthebel 23 ist als gerade Tastwippe 81 mit einem ersten Ende 46 und einem zweiten Ende 47 ausgebildet. Die Tastwippe 81 ist an dem Schlitten 35 angelenkt und um die senkrecht zu der Zeichnungsebene gemäß 1 ausgebildeten Drehachse 74 verschwenkbar. An dem Tasthebel 23 sind hier drei Tastnadeln 28, 29, 34 angebracht, welche jeweils eine Tastspitze 45 aufweisen. Die Tastnadel 28 ist an dem zweiten Ende 47 des Tasthebels 23 und die beiden Tastnadeln 29, 34 sind an dem ersten Ende 46 des Tasthebels 23 angeordnet. Die Tastspitzen 45 der Tastnadeln 34 und 28 weisen in Richtung der Werkstückoberfläche 69 und die Tastspitze 45 der Tastnadel 29 weist von der Werkstückoberfläche 69 weg. An dem Tasthebel 23 ist ein Dämpfungselement 37 angelenkt, welches die Tastbewegung und die Auslenkung 70 des Tasthebels 23 dämpft und daher eine möglichst genaue Wiedergabe des Oberflächenprofils ermöglicht. Der Tasthebel 23 ist lösbar an dem Schlitten 35 befestigt und austauschbar. Ferner ist der Tasthebel 23 mittels eines Rüssels 72 über das Gehäuse 41 hinaus verlängerbar, wobei die Rüssel mit einer unterschiedlichen Länge verfügbar sein können.
• Weiterhin umfasst die Vorrichtung 20 ein Messsystem 27 zur Erfassung und/oder Messung der Auslenkung 70 des Tasthebels 23. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Messsystem 27 bzw. ein Teil des Messsystem 27 an dem Tasthebel 23 angebracht. Ferner ist an dem Tasthebel 23 ein Aktuator 24 angelenkt, der ein Abheben der Tastspitzen 45 bzw. der Tastnadeln 28, 29, 34 bzw. des gesamten Messtasters 36 einschließlich des Tasthebels 23 von der Werkstückoberfläche 69 ermöglicht. Der Aktuator 24 ermöglicht es ferner, eine vorbestimmte Tastkraft bzw. einen vorbestimmten Anpressdruck zwischen der Tastspitze 45 und der Werkstückoberfläche 69 einzustellen. Der Schlitten 35 trägt den Tasthebel 23 und ermöglicht die Verschiebebewegung des Tasthebels 23 in Fahrrichtung 39 bzw. entlang des zu vermessenden Oberflächenprofils. Ferner ist der Schlitten 35 von einem Träger 68 getragen und weist Gleitkufen 65 auf, welche auf der Bezugsebene 22 aufliegen und auf dieser bei einer Bewegung des Messtasters 23 in Vorschubrichtung gleiten. Die Gleitkufen 65 sind mit einer verschleißarmen Diamant-Beschichtung 66 versehen bzw. bestehen aus einer verschleißarmen Schicht, welche auf einer Oberfläche 67 aus Metall, Glas, Karbid- oder Keramikwerkstoff oder Silizium aufgetragen bzw. befestigt ist.
• Die Bezugsebene 22 ist mit der Oberfläche 78 einer verschleißarmen Schicht bzw. Diamant-Beschichtung 62 gebildet, welche auf einer Oberfläche 63 eines stabilen und steifen Trägers 64 aus Metall, Glas, Karbid- oder Keramikwerkstoff oder Silizium aufgetragen bzw. befestigt ist.
• Die als Vorschubeinrichtung ausgebildete Antriebsvorrichtung 21 weist einen Motor 30 auf, welcher mittels einer Spindel 32 den Schlitten 35 antreibt.
• Ferner umfasst die Rauheits- und Profilmessvorrichtung 20 die nachfolgend aufgezählten Teile, Vorrichtungen und Einrichtungen, welche allesamt zusammen mit dem Messtaster 36, der Antriebsvorrichtung 21 und der Bezugsebene 22 in einem gemeinsamen Gehäuse 41 integriert sind (1 und 3). Im einzelnen sind dies:
• – ein Vibrationssensor 48 zur Erfassung bzw. Messung von äußeren und/oder inneren Schwingungen,
• – ein Sensor 49 zur Lageerkennung des Werkstückes 50 und/oder zur Messung der Entfernung zu dem Werkstück 50 und/oder zur Werkstückoberfläche 69,
• – eine serielle oder parallele Schnittstelle 51 zur Datenübermittlung und/oder Energieversorgung der Antriebsvorrichtung und/oder Tasterelektronik,
• – eine Einrichtung 59 zur weiteren, unabhängigen Energieversorgung, beispielsweise in Form einer Batterie,
• – einen Datenspeicher 53 zur Speicherung von Mess- und/oder Betriebsdaten und/oder Informationen zur Restwelligkeit der Bezugsebene 22,
• – einen Prozessor 54, welcher dazu bestimmt ist, die Informationen über Restwelligkeit aus dem Datenspeicher 53 zu verarbeiten und/oder Messergebnisse mittels einer Look-up Tabelle und/oder mittels einer Polynom- bzw. Spline-Interpolation hinsichtlich der Restwelligkeit zu korrigieren,
• – eine Einrichtung 52 zur Datenübertragung und/oder Steuerung über Funk und/oder mittels Bluetooth-Technologie und/oder mittels Infrarot-Technologie und
• – einen Datenspeicher 61 zur Speicherung von Betriebszyklen und/oder Informationen über die Betriebsdauer der Vorrichtung (20).
• Weiterhin weist die Vorrichtung 20 in dem Gehäuse 41 einen Signalgeber 57 auf, welcher bei einer etwaigen Fehlfunktion der Vorrichtung 20 oder bei einer etwaigen Beschädigung der Tastnadeln 28, 29, 34 und/oder der Tastspitze 45 und/oder des Messsystems 27 ein, vorzugsweise akustisches und/oder optisches, Warnsignal ausgibt bzw. ausgeben kann. Die Vorrichtung 20 weist in dem Gehäuse 41 ferner eine Überprüfungseinrichtung 58 zur automatischen und/oder softwaregesteuerten, insbesondere laufenden, Selbstüberprüfung einer ordnungsgemäßen Funktion der Vorrichtung 20 oder von Teilen davon auf. Die Vorrichtung 20 umfasst eine ebenfalls in dem Gehäuse 41 untergebrachte Einrichtung 52 zur Datenübertragung und/oder Steuerung der Vorrichtung per Funk und/oder per Bluetooth-Technologie und/oder per Infrarot-Technologie. Die Vorrichtung 20 weist in dem Gehäuse 41 einen weiteren Datenspeicher 61 auf, welcher die Speicherung von Betriebszyklen und/oder Informationen über die Betriebsdauer der Vorrichtung 20 ermöglicht. Die Vorrichtung 20 ist ferner mittels eines weiteren, ebenfalls in dem Gehäuse 41 angeordneten, Antriebselementes 76 um die Drehachse 75 verschwenkbar, so dass auch Oberflächenprofile von Werkstücken 50 softwaregesteuert gemessen werden können, die unter einem Winkel zur Standardmessrichtung angeordnet sind. Die Drehachse 75 ist senkrecht zu dem Boden 77 des Gehäuses 41 bzw. einer Grundfläche 77 des Gehäuses 41 angeordnet. Das Antriebselement 76 ist ebenso in dem Gehäuse 46 integriert.
• Das Gehäuse 41 der Vorrichtung 20 weist einen Stutzen 31 auf, mittels dessen ein Sperrgas 38, insbesondere Sperrluft 38, in das Gehäuse 41 zugeführt werden kann, um die Verschmutzung des Messsystems 27 zu mindern bzw. zu verhindern.
• Wie aus den 1 und 3 ersichtlich, weist das kubische bzw. quaderförmige Gehäuse 41 eine Länge 51, eine Höhe 56 und eine Breite 79 auf. Die Außenabmaße des Gehäuses 41 überschreiten die Maße 70 × 45 × 45 mm (Länge 55 × Breite 79 × Höhe 56), vorzugsweise die Maße 50 × 35 × 35 mm (Länge 55 × Breite 79 × Höhe 56), nicht. Bei dem in der 1 dargestellten Gehäuse 41 betragen die Außenabmaße etwa 47 × 27 × 30 mm (Länge 55 × Breite 79 × Höhe 56).
• In der 2 ist eine Draufsicht einer alternativen Antriebseinrichtung 21.1 mit Bandantrieb schematisch dargestellt. Die Antriebseinrichtung 21.1 weist einen Drehantrieb bzw. Motor 91 auf, welcher ein Antriebsband 90 antreibt. Das Antriebsband 90 ist um Drehkörper bzw. Umlenkrollen 93, 95 geführt bzw. umschlingt diese. Das Antriebsband 90 weist ein Verbindungsstück 92 auf, mittels dessen der Messtaster 36 bzw. der den Messtaster 36 tragende Schlitten 35 an dem Antriebsband 90 befestigt ist und mittels der Antriebseinrichtung 21.1 in Axialrichtung 94 bzw. in Fahrrichtung 39 (siehe 1), d. h. entlang des Oberflächenprofils eines Werkstückes, bewegbar ist.
• In der 4 ist eine Detailansicht einer Referenzebene 22 dargestellt. Auf einem steifen und stabilen Träger 64 ist eine verschleißarme Schicht bzw. Diamant-Beschichtung 62 aufgetragen bzw. befestigt, deren Oberfläche 78 die Referenzebene 22 bildet. Die verschleißarme Schicht bzw. Beschichtung 62 ist auf der Oberfläche 63 des stabilen und verformungsarmen Trägers 64 aufgebracht bzw. befestigt. Die Referenzebene 22 ist an einer ein einseitiges Scharnier ausbildenden Blattfeder 99 befestigt bzw. in dem Gehäuse 41 angeordnet und mittels eines weiteren Aktuators 96, insbesondere eines Piezoaktuators, verschwenkbar bzw. kippbar. Der Aktuator 96 wird mittels des Regelkreises 98 und/oder basierend auf den Messergebnissen der Messeinrichtung 97 derart gesteuert, dass der Schlitten 65 eine lineare Vorschubgeschwindigkeit aufweist bzw. sich mit dieser bewegen kann. Dabei sind etwaige Abweichungen von einer Linearität der Vorschubgeschwindigkeit bzw. von einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit in Echtzeit durch den Regelkreis 98 korrigierbar.
• In der 5 ist ein Messtaster 36 dargestellt, welcher durch einen gedachten Begrenzungskörper 104 umschlossen wird. Dieser gedachte Begrenzungskörper 104 weist eine Länge 101, eine Höhe 103 und eine Breite 102 von maximal 30 × 15 × 15 mm auf.
• In 6 ist in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung 20 veranschaulicht. Diese umfasst wiederum einen Tasthebel 23 mit einer eine Tastspitze aufweisenden Tastnadel 34 zur Erfassung bzw. Messung eines mikroskopischen Oberflächenprofils eines in dieser Figur nicht gezeigten Werkstücks. Der Tasthebel 23 ist teilweise in einem Schutzrohr 82 aufgenommen, das an dem Tastergehäuse 41 befestigt ist. In dem Tastergehäuse 41 ist wiederum eine Bezugsebene 22 sowie ein Hebellager 174 aufgenommen, an dem der Tasthebel 23 um eine Drehachse beweglich gelagert ist. Ferner ist in dem Tastergehäuse 41 nicht nur ein erstes Messsystem 27 zur Erfassung und/oder Messung der Auslenkung des Tasthebels 23, sondern auch ein zweites Messsystem 127 zur Erfassung bzw. Messung von Relativbewegungen bzw. eines zeitlichen Verlaufes eines Abstandes zwischen dem Werkstück und dem Gehäuse 41 angeordnet. Des Weiteren ist in dem Tastergehäuse 41 wiederum eine Vorschubeinrichtung bzw. Antriebsvorrichtung 21 mit einem Motor 30 angeordnet, der über eine Verbindung, hier in Form einer Spindel 132, mit dem Messtaster 36 gekoppelt ist. Der Messtaster 36 und die Antriebsvorrichtung 21 sind hier in Reihe bzw. in Linie unmittelbar hintereinander angeordnet, d. h. mit Ausnahme der Verbindung bzw. Kopplung 132 sind in diesem Bereich keine anderen Bauteile angeordnet. Dadurch können die Dimensionen des Tastergehäuses 41 senkrecht zur Längsachse des Tasthebels 34 minimiert werden. Dies bringt Vorteile beispielsweise dann mit sich, wenn die Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung 20 an eine der bewegbaren Achsen einer Koordinatenmessmaschine, insbesondere einer 3D-Koordinatenmessmaschine, gekoppelt bzw. befestigt ist. In dem Tastergehäuse 41 ist auch eine Schnittstelle, beispielsweise eine USB-Schnittstelle 51 vorgesehen. An dem Tastergehäuse 41 ist eine Tasterhalterung 83 befestigt, mittels der die Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung 20 über einen nicht gezeigten Adapter an einem Vorrichtungsträger, beispielsweise an einer der Achsen einer Koordinatenmessmaschine, insbesondere einer 3D-Koordinatenmessmaschine, befestigt sein bzw. werden kann.
• Die 7 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Rauheits- und/oder Profil-Messvorrichtung, die modular aufgebaut ist. Diese umfasst eine Anordnung bzw. Einheit bestehend aus einem auswechselbaren Vorschubmodul 11, einem auswechselbaren Messmodul 12 und einem auswechselbaren Tastermodul 13. Bevorzugt können das Tastermodul 13, das Messmodul 12 und das Vorschubmodul 11 werkzeugfrei montierbar und demontierbar sein bzw. können die Module 11, 12 und 13, werkzeugfrei montiert und demontiert werden.
• Das Tastermodul 13 enthält einen als Freitaster ausgebildeten Messtaster. Der Messtaster umfasst einen als Oberflächen-Antastelement ausgebildeten Sensor. Bei dem Sensor handelt es sich hier um eine Tastnadel 5 mit einer Tastspitze zur berührenden Erfassung bzw. Messung des mikroskopischen oder makroskopischen Oberflächenprofils eines in 7 nicht gezeigten Messobjekts, insbesondere eines Werkstücks.
• Das Messmodul 12 enthält ein Meßsystem zur Erfassung bzw. Messung der Stellung des Oberflächen-Antastelements relativ zu der Oberfläche des Messobjekts.
• Das Vorschubmodul 11 enthält eine Vorschubeinrichtung, mittels derer der Sensor entlang dem Oberflächenprofil des Messobjekts bewegbar ist bzw. bewegt wird. Die Messvorrichtung umfasst hier auch einen eine Kamera 15 umfassenden Kameramodul.
• Alle Einzelkomponenten sind modular konstruiert, so dass sich diese zu einem kompletten Gerät zusammensetzen lassen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer oder mehrerer magnetischer und/oder mechanischer Schnittstellen 14 erfolgen.
• Die Anordnung bzw. Einheit kann über Abstützfüße 16 auf dem in 7 nicht gezeigten Messobjekt oder auf einem anderen Körper, der mit dem Messobjekt fest verbunden ist, abgestützt werden. Als ein Mittel zum gemeinsamen Anheben der Einheit bzw. Anordnung, die zumindest den Tastermodul 13, den Messmodul 12 und den Vorschubmodul 11 umfasst, kann ein motorisierter oder durch ein Stellglied ansteuerbarer Anhebemechanismus 17 dienen. Mit Hilfe des Anhebemechanismus 17 kann die Anordnung bzw. die Einheit softwaregesteuert von der Oberfläche des in 7 nicht gezeigten Messobjekts weg bewegt werden.
• Bezugszeichenliste

5

Tastnadel

11

Vorschubmodul

12

Messmodul

13

Tastermodul

14

mechanische Schnittstelle

15

Kamera/Kameramodul

16

Abstützfuß

17

Anhebemechanismus

20

Rauheits-/Profilmessvorrichtung

21

Vorschubeinrichtung bzw. Antriebsvorrichtung

21.1

Vorschubeinrichtung bzw. Antriebsvorrichtung

22

Bezugsebene

23

Tasthebel

24

Aktuator

25

Kalibriervorrichtung

26

Tastnadelprüfvorrichtung

27

Messsystem

28

Tastnadel

29

Tastnadel

30

Motor

31

Stutzen

32

Spindel

33

Abstützkörper

34

Tastnadel

35

Schlitten

36

Messtaster

37

Dämpfungsglied

38

Sperrluft

39

Fahrrichtung

41

Gehäuse

43

Volumen

45

Tastspitze

46

Ende

47

Ende

48

Vibrationssensor

49

Sensor

50

Werkstück

51

Schnittstelle/USB

52

Einrichtung zur Datenübertragung und/oder Steuerung

53

Datenspeicher

54

Prozessor

55

Länge

56

Höhe

57

Signalgeber

58

Überprüfungseinrichtung

59

Einrichtung zur Energieversorgung

60

Tasterelektronik

61

Datenspeicher

62

Beschichtung bzw. Schicht

63

Oberfläche

64

Träger

65

Gleitkufe

66

Beschichtung bzw. Schicht

67

Oberfläche

68

Träger

69

Werkstückoberfläche

70

Auslenkung

71

Wechselrahmen

72

Rüssel

73

Tastwippe

74

Drehachse

75

Drehachse

76

Antriebselement

77

Grundfläche bzw. Gehäuseboden

78

Oberfläche

79

Breite

80

Temperatursensor

81

Tasterwippe

82

Schutzrohr

83

Tasterhalterung

90

Antriebsband

91

Antrieb

92

Verbindungsstück

93

Drehkörper

94

Axialrichtung

95

Drehkörper

96

Aktuator

97

Messeinrichtung

98

Regelkreis

99

Scharnier bzw.

101

Länge

102

Breite

103

Höhe

103

Begrenzungskörper

127

Messsystem

132

Verbindung/Spindel

174

Hebellager

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 4437033 A [0003]
• DE 10334219 A [0004]
• DE 102005035786 A [0005]
• DE 10230009 A [0006]
• DE 20120127 U1 [0007]

Claims (77)

1. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster (36) mit einem Tasthebel (23), der eine Tastnadel (28, 29, 34) mit einer Tastspitze (45) zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von, insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden, Werkstücken (50), insbesondere unter Produktionsbedingungen, aufweist, mit einer, vorzugsweise als Vorschubeinrichtung (21) gestalteten, Antriebsvorrichtung (21), mittels derer die Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes (50) bewegbar ist bzw. bewegt wird und mit einer eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildenden Bezugsebene (22), entlang der der Messtaster (36) bzw. ein diesen tragender Schlitten (35) bei einer Bewegung der Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil des Werkstückes (50) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsebene (22) mit einer Oberfläche (78) einer verschleißfesten bzw. abriebsfesten und/oder reibungsarmen Schicht bzw. Beschichtung (62) gebildet ist, die, vorzugsweise unmittelbar, auf einer Oberfläche (63), insbesondere eines stabilen und steifen Trägers (64), aus Metall, insbesondere Hartmetall, Glas, Karbid- oder Keramikwerkstoff oder Silizium, aufgetragen bzw. befestigt ist und/oder dass wenigstens eine die Bezugsebene (22) berührende Gleitkufe (65) des Messtasters (36) bzw. des diesen tragenden Schlittens (35) mit einer verschleißfesten bzw. abriebsfesten und/oder reibungsarmen Schicht bzw. Beschichtung (66) gebildet ist, die, vorzugsweise unmittelbar, auf einer Oberfläche (67), insbesondere eines stabilen und steifen Trägers (68), aus Metall, insbesondere Hartmetall, Glas, Karbid- oder Keramikwerkstoff oder Silizium, aufgetragen bzw. befestigt ist und/oder dass wenigstens eine die Bezugsebene (22) berührende Gleitkufe (65) des Messtasters (36) bzw. des diesen tragenden Schlittens (35), vorzugsweise im Wesentlichen oder ganz, mit bzw. aus einem verschleißfesten bzw. abriebsfesten und/oder reibungsarmen Material gebildet ist.
2. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht bzw. Beschichtung (62, 66) oder die Schichten bzw. Beschichtungen (62, 66) aus einer Hart- und/oder Gleitstoffschicht bzw. -beschichtung gebildet ist bzw. sind.
3. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hart- und/oder Gleitstoffschicht bzw. -beschichtung Titannitrit und/oder Titanaluminiumnitrit und/oder Titankarbonnitrit und/oder Chromnitrit und/oder Kohlenstoff, vorzugsweise Diamant oder diamantähnliche Kohlenstoffverbindungen, aufweist oder diamantähnlich aus Kohlenstoff bzw. auf Kohlenstoffbasis gebildet ist.
4. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Beschichtung eine im PVD- oder CVD-Verfahren aufgebrachte Beschichtung ist.
5. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Bezugsebene (22) ausbildende Schicht bzw. Beschichtung (62) und die Schicht bzw. Beschichtung (66) der wenigstens einen Gleitkufe (65) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
6. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verschleißfeste bzw. abriebsfeste und/oder reibungsarme Material mit oder aus dem die wenigstens eine Gleitkufe (65) gebildet ist, aus Diamant, insbesondere Volldiamant, oder aus einer diamantähnlichen Kohlenstoffverbindung bzw. aus einem diamantähnlichen Werkstoff aus Kohlenstoff oder aus einem Hartmetall oder aus einer Titannickel- oder Chromnickelverbindung, gebildet ist oder Anteile davon aufweist.
7. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Bezugsebene (22) ausbildende Schicht bzw. Beschichtung (62) und die wenigstens eine Gleitkufe (65) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
8. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (21) ein Antriebsseil oder ein Antriebsband (90) umfasst, an dem der Messtaster (36) bzw. der den Messtaster (36) tragende Schlitten (35) befestigt ist.
9. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsseil oder das Antriebsband (90) mit Hilfe eines Antriebes (91), vorzugsweise mit Hilfe eines Drehantriebes (91), in seiner Axialrichtung (94) bewegbar ist bzw. bewegt wird, um eine Bewegung des Messtasters (36) bzw. dessen Tastnadel (28, 29, 34) längs des zu erfassenden bzw. zu messenden Oberflächenprofils des Werkstückes (50) zu bewirken.
10. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsseil oder das Antriebsband (90) zum Zwecke seiner bzw. bei Bewegung in Axialrichtung (94) wenigstens teilweise um einen Drehkörper (93, 94) geschlungen ist bzw. wird.
11. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Antriebsseil bzw. dem Antriebsband (90) um ein umlaufendes Seil bzw. Band (90) handelt, das wenigstens teilweise um wenigstens zwei, vorzugsweise als Umlenkrollen (93, 94) gestaltete, Drehkörper (93, 94) geschlungen ist.
12. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) – einen, vorzugsweise softwaregesteuerten, Aktuator (24) zum Abheben der Tastspitzen (45) bzw. der Tastnadel (28, 29, 34), gegebenenfalls auch des gesamten Messtasters (36), von der Werkstückoberfläche (69) und/oder – einen, vorzugsweise softwaregesteuerten, Aktuator zur Absenkung der Tastnadel mit definierter Kraft und/oder Beschleunigung oder Geschwindigkeit und/oder – ein Messsystem (27) zur Erfassung der Auslenkung (70) der Tastnadel (28, 29, 34) und/oder der Tastspitze (45) und/oder – eine Tasterelektronik (60) zur Steuerung bzw. Regelung der Antriebsvorrichtung (21) und/oder des Aktuators (24) und/oder – eine Kalibriervorrichtung (25) zur Überprüfung eines Kalibrierzustandes des Messtasters (36) und/oder – eine Tastnadelprüfvorrichtung (26) zur Prüfung der Tastnadel (28, 29, 34) bzw. der Tastspitze (45) auf etwaige Beschädigungen aufweist.
13. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster (36) mit einem Tasthebel (23), der eine Tastnadel (28, 29, 34) mit einer Tastspitze (45) zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von, insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden, Werkstücken (50), insbesondere unter Produktionsbedingungen, aufweist, mit einer, vorzugsweise als Vorschubeinrichtung (21) gestalteten, Antriebsvorrichtung (21), mittels derer die Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes (50) bewegbar ist bzw. bewegt wird und mit einer eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildenden Bezugsebene (22), entlang der der Messtaster (36) bzw. ein diesen tragender Schlitten (35) bei einer Bewegung der Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil des Werkstückes (50) bewegt wird, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) ein gegebenenfalls weiteres bzw. zweites Messsystem (127) zur Erfassung bzw. Messung von Relativbewegungen bzw. des zeitlichen Verlaufes eines Abstandes zwischen dem Werkstück (50) und einem bzw. dem zumindest den Messtaster (36) wenigstens teilweise enthaltenden Gehäuse (41) oder einem damit ortsfest bzw. starr verbundenen Bauteil, beispielsweise einem bzw. dem Träger (64), während der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes (50) mittels der Tastnadel aufweist.
14. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Messsystem (127) um ein taktiles oder berührungsloses, insbesondere optisches, Messsystem (127) handelt.
15. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (127) einen aus dem Gehäuse (41) herausragenden, vorzugsweise mit einer Andrückkraft beaufschlagbaren bzw. beaufschlagten, Stift umfasst, der an dem Werkstück (50) anlegbar ist bzw. anliegt.
16. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift in einem bzw. dem Abstützkörper (33) zum Abstützen der Vorrichtung (20) bzw. des Gehäuses (41) auf dem Werkstück (50) integriert, vorzugsweise gelagert, ist.
17. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem eine, vorzugsweise nahe der Tastnadel (28, 29, 34) angeordnete, bewegliche Gleitkufe umfasst.
18. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitkufe bei der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstücks (50) mittels der Tastnadel (28, 29, 34) mit der Tastnadel (28, 29, 34) mitgeführt wird.
19. Rauheits- und/oder Profilmessvauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster (36) mit einem Tasthebel (23), der eine Tastnadel (28, 29, 34) mit einer Tastspitze (45) zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von, insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden, Werkstücken (50), insbesondere unter Produktionsbedingungen, aufweist, mit einer, vorzugsweise als Vorschubeinrichtung (21) gestalteten, Antriebsvorrichtung (21), mittels derer die Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes (50) bewegbar ist bzw. bewegt wird und mit einer eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildenden Bezugsebene (22), entlang der der Messtaster (36) bzw. ein diesen tragender Schlitten (35) bei einer Bewegung der Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil des Werkstückes (50) bewegt wird, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) ein Mittel zum temporären, wieder lösbaren Verbinden des Messtasters (36) und/oder des Gehäuses (41) mit dem Werkstück (50) aufweist.
20. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als ein Saugnapf oder als mehrere Saugnäpfe, als ein Klebekörper oder als mehrere Klebekörper oder als ein Haftmagnet oder als mehrere Haftmagnete ausgebildet ist.
21. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Klebekörper als Haft- bzw. Klebevermittler Nanoröhrchen und/oder Fasern und/oder eine Haftschicht umfasst bzw. umfassen.
22. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) und/oder ein zwischen dieser und einer Koordinatenmessmaschine vorgesehener Adapter zumindest teilweise aus Metallschaum besteht bzw. bestehen oder hergestellt ist bzw. sind.
23. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass maximal zwei Abstützkörper (33), vorzugsweise nur ein Abstützkörper (33), zum Abstützen der Vorrichtung (20) bzw. des Gehäuses (41) auf dem Werkstück (50) vorgesehen sind bzw. ist.
24. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster (36) mit einem Tasthebel (23), der eine Tastnadel (28, 29, 34) mit einer Tastspitze (45) zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von, insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden, Werkstücken (50), insbesondere unter Produktionsbedingungen, aufweist, mit einer, vorzugsweise als Vorschubeinrichtung (21) gestalteten, Antriebsvorrichtung (21), mittels derer die Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes (50) bewegbar ist bzw. bewegt wird und mit einer eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildenden Bezugsebene (22), entlang der der Messtaster (36) bzw. ein diesen tragender Schlitten (35) bei einer Bewegung der Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil des Werkstückes (50) bewegt wird, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagekraft, mit welcher die Tastnadel (28, 29, 34) bzw. deren Tastspitze (45) während der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes (50) auf die Oberfläche des Werkstücks gedrückt wird, während der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstücks (50) derart gesteuert bzw. geregelt wird, dass sie konstant ist.
25. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster (36) mit einem Tasthebel (23), der eine Tastnadel (28, 29, 34) mit einer Tastspitze (45) zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von, insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden, Werkstücken (50), insbesondere unter Produktionsbedingungen, aufweist, mit einer, vorzugsweise als Vorschubeinrichtung (21) gestalteten, Antriebsvorrichtung (21), mittels derer die Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes (50) bewegbar ist bzw. bewegt wird und mit einer eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildenden Bezugsebene (22), entlang der der Messtaster (36) bzw. ein diesen tragender Schlitten (35) bei einer Bewegung der Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil des Werkstückes (50) bewegt wird, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) einen Sensor oder eine Messeinrichtung (85) zur direkten oder indirekten Erfassung bzw. Messung der lokalen Reibkraft zwischen der Tastspitze (45) der Tastnadel (28, 29, 34) und der Oberfläche des Werkstückes (50) umfasst.
26. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor bzw. die Messeinrichtung (85) eine durch lokale Reibung zwischen der Tastspitze (45) der Tastnadel (28, 29, 34) und der Oberfläche des Werkstückes (50) verursachte Geschwindigkeitsänderung der Tastspitze (45) relativ zu dem Werkstück (50) erfasst bzw. misst.
27. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastnadel (28, 29, 34) während der Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes (50) zeitweise, insbesondere periodisch, quer, insbesondere senkrecht, zur Profilabtastrichtung, vorzugsweise mit einer erhöhten Geschwindigkeit, ausgelenkt wird und dabei die lokale Reibkraft mit einem bzw. dem Sensor oder mit einer bzw. der Messeinrichtung (85) erfasst bzw. gemessen wird.
28. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster (36) mit einem Tasthebel (23), der eine Tastnadel (28, 29, 34) mit einer Tastspitze (45) zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von, insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden, Werkstücken (50), insbesondere unter Produktionsbedingungen, aufweist, mit einer, vorzugsweise als Vorschubeinrichtung (21) gestalteten, Antriebsvorrichtung (21), mittels derer die Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes (50) bewegbar ist bzw. bewegt wird und mit einer eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildenden Bezugsebene (22), entlang der der Messtaster (36) bzw. ein diesen tragender Schlitten (35) bei einer Bewegung der Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil des Werkstückes (50) bewegt wird, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel für eine seitliche bzw. eine quer, insbesondere senkrecht, zur Profilabtastrichtung ausgeübte bzw. auszuübende Auslenkung bzw. Bewegung der Tastnadel vorgesehen sind.
29. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster (36) mit einem Tasthebel (23), der eine Tastnadel (28, 29, 34) mit einer Tastspitze (45) zur Erfassung bzw. Messung mikroskopischer Oberflächenprofile von, insbesondere auch eine unregelmäßige Form aufweisenden, Werkstücken (50), insbesondere unter Produktionsbedingungen, aufweist, mit einer, vorzugsweise als Vorschubeinrichtung (21) gestalteten, Antriebsvorrichtung (21), mittels derer die Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil eines Werkstückes (50) bewegbar ist bzw. bewegt wird und mit einer eine Geradheitsreferenz der Antriebs- bzw. Vorschubbewegung bildenden Bezugsebene (22), entlang der der Messtaster (36) bzw. ein diesen tragender Schlitten (35) bei einer Bewegung der Tastnadel (28, 29, 34) entlang dem Oberflächenprofil des Werkstückes (50) bewegt wird, insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) mit einem eine Objektivlinse bzw. ein Mikroobjektiv aufweisenden Mikroskop zur visuellen Inspektion eines mittels der Tastnadel (28, 29, 34) abgetasteten Abtastortes gekoppelt ist.
30. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektivlinse bzw. das Mikroobjektiv eine Ausnehmung, vorzugsweise eine Bohrung, aufweist, durch welche die Tastnadel (28, 29, 34) hindurchragt.
31. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Objektivlinse bzw. bei dem Mikroobjektiv um eine Glaslinse, um eine Fresnellinse oder um ein Hologramm handelt.
32. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittels der Tastnadel (28, 29, 34) abgetasteter Abtastort in einem Bereich der bzw. um die Tastnadel (28, 29, 34) mittels eines über der Tastnadel oder seitlich neben der Tastnadel (28, 29, 34) angeordneten Mikroobjektivs, insbesondere einer Mikroobjektivlinse, mit einer damit gekoppelten Kamera erfassbar bzw. beobachtbar ist oder erfasst bzw. beobachtet wird.
33. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere auswechselbare Wechselrahmen (71) an der Vorrichtung (20) anbringbar bzw. angebracht sind, welche eine verschiedenartige Anordnung von Abstützkörpern (33) zum Abstützen der Vorrichtung (20) auf dem Werkstück (50) aufweisen.
34. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tasthebel (23) wenigstens zwei Tastnadeln (28, 29, 34) zur alternativen Erfassung bzw. Messung des Oberflächenprofils des Werkstückes (50) angebracht sind.
35. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Tastnadeln (29, 34) an ein und demselben Ende (46) des Tasthebels (33) angeordnet sind.
36. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastspitzen (45) von wenigstens zwei der Tastnadeln (28, 39, 34) in eine unterschiedliche, vorzugsweise in eine entgegen gesetzte, Richtung weisen.
37. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Tastnadeln (28, 29, 34) gegenüber liegend angeordnet sind.
38. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Tastnadel (34) an einem ersten Ende (46) des Tasthebels (23) und wenigstens eine zweite Tastnadel (28) an einem zweiten Ende (47) dieses Tasthebels (23) angebracht sind.
39. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastnadeln (28, 29, 34) an, vorzugsweise auswechselbaren, Rüsseln (72) verschiedener Längen angebracht sind.
40. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tasthebel (23), vorzugsweise teleskopisch, verlängerbar bzw. ausziehbar ist.
41. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tasthebel (23) auswechselbar ist.
42. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tasthebel (28, 29, 34) an dem Schlitten (35) um eine Drehachse (74) verschwenkbar angelenkt ist.
43. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tasthebel (23) als eine, vorzugsweise gerade, Tasterwippe (73) ausgebildet ist, welche um eine Drehachse (74) verschwenkbar ist, vorzugsweise an einem Schlitten (35) angelenkt ist.
44. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen, vorzugsweise optischen und/oder akustischen, Signalgeber (57) aufweist, welcher bei einer etwaigen Fehlfunktion und/oder bei einer etwaigen Beschädigung der Tastspitze (45) und/oder der Tastnadel (28, 29, 45) ein, vorzugsweise akustisches und/oder optisches, Warnsignal ausgeben kann bzw. ausgibt.
45. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der oder im wesentlichen alle, vorzugsweise funktionsrelevanten mechanischen, Bauteile der Vorrichtung (20) aus einem Material gebildet sind, welches einen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten aufweist, der kleiner als 5,0·10^–6 1/K, vorzugsweise kleiner als 2,0·10^–6 1/K, insbesondere kleiner als 1,0·10^–6 1/K ist.
46. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tastkraft bzw. ein Auflagedruck an der Tastspitze (45), vorzugsweise softwaregesteuert, einstellbar bzw. regelbar ist oder eingestellt bzw. geregelt wird.
47. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Aktuator (24) aufweist, mittels dessen eine, vorzugsweise variable, vorherbestimmte bzw. bestimmte Tastkraft auf den Tasthebel (23) und/oder auf wenigstens eine der Tastnadeln (28, 29, 34), insbesondere softwaregesteuert, aufbringbar bzw. aufgebracht wird.
48. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung (70) der Tastspitze (45) und/oder der Tastnadeln (28, 29, 34) und/oder des Tasthebels (23) induktiv oder nicht induktiv gemessen wird.
49. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine, vorzugsweise USB-taugliche, Schnittstelle (51), insbesondere für einen Datenaustausch und/oder zur Energieversorgung der Antriebsvorrichtung (21) und/oder der Tasterelektronik (60), aufweist.
50. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Einrichtung (59) zur Energieversorgung der Antriebsvorrichtung (21) und/oder der Tasterelektronik (60), vorzugsweise eine Batterie, aufweist, welche ebenso in das Gehäuse (41) integriert ist.
51. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Einrichtung (52) zur Datenübertragung und/oder Steuerung über Funk und/oder mittels Bluetooth-Technologie und/oder mittels Infrarot-Technologie aufweist.
52. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebszyklen und/oder Informationen über die Betriebsdauer der Vorrichtung (20) in einem Datenspeicher (61) speicherbar bzw. gespeichert und auslesbar sind bzw. werden.
53. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Vibrationssensor (48) zur Erfassung bzw. Messung von äußeren und/oder inneren Schwingungen aufweist.
54. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) mit einem Sperrgas (38), insbesondere mit Sperrluft (38), vorzugsweise über einen Stutzen (31), beaufschlagbar ist bzw. beaufschlagt wird.
55. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Sensor (49) zur Lageerkennung des Werkstückes (50) und/oder zur Messung der Entfernung zu dem Werkstück (50) und/der zur Werkstückoberfläche (69) aufweist.
56. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Temperatursensor (80) zur Messung der Temperatur des Messtasters (36) und/oder des Messsystems (27) und/oder des Werkstücks (50) und/oder der Werkstückoberfläche (69) aufweist.
57. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel zur flächenhaften Abtastung der Werkstückoberfläche (69) aufweist.
58. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel zum, vorzugsweise motorischen, Bewegen der Vorrichtung (20) senkrecht zur Werkstückoberfläche (69) aufweist.
59. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Dämpfungselement (37) zur Dämpfung einer Bewegung des Tasthebels (23) aufweist.
60. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Datenspeicher (53) zur Speicherung von Informationen über eine Restwelligkeit der Bezugsebene (22) aufweist.
61. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Prozessor (54) aufweist, welcher dazu bestimmt ist, die Informationen über die Restwelligkeit aus dem Datenspeicher (53) zu verarbeiten und/oder Messergebnisse mittels einer Look-up Tabelle und/oder mittels einer Polynom- bzw. Spline-Interpolation hinsichtlich der Restwelligkeit zu korrigieren.
62. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebselement (76) vorgesehen ist, das dazu bestimmt ist, die Vorrichtung (20) oder den Messtaster (36), vorzugsweise zusammen mit der Antriebsvorrichtung (21), vorzugsweise motorisiert, um eine Drehachse (75) zu drehen.
63. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsebene (22), insbesondere entlang eines einseitig angeordneten, vorzugsweise als Blattfeder (99) ausgebildeten, Scharniers, kippbar ausgebildet ist, insbesondere wobei die Bezugsebene (22) mittels eines weiteren Aktuators (96) kippbar ist, so dass eine Referenzebenenlinearität aktiv, insbesondere mittels eines Regelkreises (98) und/oder basierend auf einer internen Messeinrichtung (97), vorzugsweise softwaregesteuert, nachregelbar bzw. nachstellbar ist oder nachgeregelt wird bzw. nachgestellt wird.
64. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine, vorzugsweise laufende, Selbstüberprüfung der ordnungsgemäßen Funktion der Vorrichtung (20) oder von Teilen davon automatisch, vorzugsweise softwaregesteuert, erfolgt.
65. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zyklische Kalibrierüberprüfung mittels Software durchgeführt bzw. gesteuert wird.
66. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um eine Abtastgeschwindigkeit der Tastnadel (28, 29, 34) bis zu einer berechneten Grenze über eine Normgeschwindigkeit hinaus zu erhöhen, so dass ein berechneter bzw. gemessener Rauhigkeitsparameter bzw. das mikroskopische Oberflächenprofil sich höchstens um einen bestimmbaren oder bestimmten bzw. einstellbaren oder eingestellten Betrag von demjenigen bei der Normgeschwindigkeit abweicht.
67. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messtaster (36) und die Antriebsvorrichtung (21), vorzugsweise auch die Bezugsebene (22), – ggf. auch ein bzw. der Aktuator (24) zum Abheben der Tastspitzen (45) bzw. der Tastnadel (28, 29, 34) von der Werkstückoberfläche (69) und/oder – ein bzw. das Messsystem (27) zur Erfassung der Auslenkung (70) der Tastnadel (28, 29, 34) bzw. der Tastspitzen (45) und/oder – ein bzw. das Messsystem (127) zur Erfassung bzw. Messung von Relativbewegungen bzw. des zeitlichen Verlaufs eines Abstandes zwischen dem Werkstück (50) und einem bzw. dem Gehäuse (41) oder einem damit ortsfest bzw. starr verbundenen Bauteil und/oder – eine bzw. die Tasterelektronik (60) zur Steuerung bzw. Regelung der Antriebsvorrichtung (21) und/oder des Aktuators (24) und/oder – eine bzw. die Kalibriervorrichtung (25) zur Überprüfung eines Kalibrierzustandes des Messtasters (36) und/oder – eine bzw. die Tastnadelprüfvorrichtung (26) zur Prüfung der Tastnadeln (28, 29, 34) und/oder der Tastspitzen (45) auf etwaige Beschädigungen und/oder – ein bzw der Signalgeber (57), welcher bei einer etwaigen Fehlfunktion und/oder bei einer etwaigen Beschädigung der Tastspitze (45) und/oder der Tastnadel (28, 29, 45) ein Warnsignal ausgeben kann bzw. ausgibt, und/oder – eine bzw. die, vorzugsweise USB-taugliche, Schnittstelle (51), insbesondere für einen Datenaustausch und/oder zur Energieversorgung der Antriebsvorrichtung (21) und/oder der Tasterelektronik (60), und/oder – eine bzw. die Einrichtung (59) zur Energieversorgung der Antriebsvorrichtung (21) und/oder der Tasterelektronik (60) und/oder – ein bzw. der Sensor (49) zur Lageerkennung des Werkstückes (50) und/oder zur Messung der Entfernung zu dem Werkstück (50) und/oder – ein bzw. der Temperatursensor (80) zur Messung der Temperatur des Messtasters (36) und/oder des Messsystems (27) und/oder des Werkstücks (50) und/oder der Werkstückoberfläche (69) und/oder – ein bzw. das Dämpfungselement (37) zur Dämpfung einer Bewegung des Tasthebels (23) und/oder – ein bzw. der Vibrationssensor (48) zur Erfassung bzw. Messung von äußeren und/oder inneren Schwingungen und/oder – ein bzw. der Datenspeicher (53) zur Speicherung von Informationen über eine Restwelligkeit der Bezugsebene (22) und/oder Mess- und/oder Betriebsdaten und/oder – einen Sensor oder eine Messvorrichtung zur Erfassung bzw. Messung der lokalen Reibkraft zwischen der Tastspitze (45) der Tastnadel (28, 29, 34) und der Oberfläche des Werkstücks (50) und/oder – eine Objektivlinse bzw. ein Mikroobjektiv eines Mikroskops und/oder – ein bzw. der Prozessor (54), welcher dazu bestimmt ist, die Informationen über die Restwelligkeit aus einem bzw. dem Datenspeicher (53) zu verarbeiten und/oder Messergebnisse mittels einer Look-up Tabelle und/oder mittels einer Polynom- bzw. Spline-Interpolation hinsichtlich der Restwelligkeit zu korrigieren und/oder – ein bzw. der Aktuator (96) zum Kippen der Bezugsebene (22) und/oder – Mittel bzw. die Mittel zur flächenhaften Abtastung der Werkstückoberfläche und/oder – Mittel bzw. die Mittel zur Bewegung der Vorrichtung (20) senkrecht zu der Werkstückoberfläche (69) und/oder – weitere Teile, Vorrichtungen oder Einrichtungen der Vorrichtung (20) allesamt in einem gemeinsamen, vorzugsweise kleinen und kompakten, Gehäuse (41) integriert sind.
68. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messtaster (36) und die Antriebsvorrichtung (21) in Reihe bzw. in Linie, vorzugsweise unmittelbar, hintereinander angeordnet sind.
69. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmaße des Messtasters (36) von einem gedachten Begrenzungskörper begrenzt sind, der eine Länge (101), eine Breite (102) und eine Höhe (103) aufweist, und welcher die Begrenzungsabmaße 30 × 15 × 15 mm (Länge x Breite x Höhe) nicht überschreitet.
70. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich dabei um eine Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung (20) in Miniaturgröße handelt, wobei deren Außenabmaße und/oder wobei die Außenabmaße des, vorzugsweise quaderförmigen, Gehäuses (41), die Maße 70 × 45 × 45 mm (Länge (55) × Breite (79) × Höhe (56)), vorzugsweise die Maße 50 × 35 × 35 mm (Länge (55) × Breite (79) × Höhe (56)), nicht überschreitet.
71. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmaße etwa 47 × 27 × 30 mm (Länge (55) × Breite (79) × Höhe (56)) betragen.
72. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) derart miniaturisiert ist, dass diese in ein Gehäuse (41) integrierbar bzw. integriert ist, welches ein Volumen (43) umschließt, das kleiner als 80 cm³, vorzugsweise kleiner als 60 cm³, insbesondere kleiner als 40 cm³, ist.
73. Rauheits- und/oder Profil-Messvorrichtung mit einem, vorzugsweise als Freitaster ausgebildeten, Messtaster, der wenigstens einen als Oberflächen-Antastelement ausgebildeten Sensor enthält, vorzugsweise in Form einer eine Tastspitze aufweisenden Tastnadel (5) und/oder in Form eines kugelförmigen Antastkörpers, zur berührenden Erfassung bzw. Messung des mikroskopischen oder makroskopischen Oberflächenprofils eines Messobjekts, insbesondere eines Werkstücks, und mit einem Meßsystem zur Erfassung bzw. Messung der Stellung des Oberflächen-Antastelements relativ zu der Oberfläche des Messobjekts, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 72, mit einer Vorschubeinrichtung, mittels derer der Sensor entlang dem Oberflächenprofil des Messobjekts bewegbar ist bzw. bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung aus wenigstens einem den Messtaster enthaltenden auswechselbaren Tastermodul (13) und aus wenigstens einem das Messsystem enthaltenden auswechselbaren Messmodul (12) und aus wenigstens einem die Vorschubeinrichtung enthaltenden auswechselbaren Vorschubmodul (11) modular aufgebaut ist.
74. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet dass diese wenigstens ein weiteres Messmodul mit wenigstens einem weiteren Sensor zur Messung bzw. Erfassung einer oder mehrerer, insbesondere lokaler, physikalischer, chemischer, biologischer und/oder geometrischer Eigenschaften der Oberfläche des Messobjekts enthält.
75. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach Anspruch 73 oder 74, dadurch gekennzeichnet dass das Tastermodul (13), das Messmodul (12) oder die Messmodule und das Vorschubmodul (11) werkzeugfrei montierbar und/oder werkzeugfrei demontierbar sind oder werkzeugfrei montiert und/oder werkzeugfrei demontiert werden.
76. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 73 bis 75, dadurch gekennzeichnet dass Mittel (17) zum gemeinsamen Anheben einer Einheit bzw. Anordnung vorgesehen sind, die das Tastermodul (13), das Messmodul (12) oder die Messmodule und das Vorschubmodul (11) umfasst.
77. Rauheits- und/oder Profilmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 73 bis 76, dadurch gekennzeichnet dass das Tastermodul ein Mittel zur Erfassung bzw. Messung der Reibung zwischen dem Sensor des Messtasters und dem Messobjekt umfasst.

Images