DE202013105220U1

DE202013105220U1 - Anordnung zum Halten eines Objektes

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Publication number: DE202013105220U1
Application number: DE201320105220
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2023-11-20

Abstract

Anordnung (3) zum Halten eines Objektes (2), insbesondere eines Werkzeughalters zum Halten eines Werkzeugs (4), insbesondere eines Messtasters oder eines Bearbeitungswerkzeugs, aufweisend – eine Trageinheit (5) und – wenigstens sechs separat voneinander mit der Trageinheit (5) verbundene und separat voneinander mit dem Objekt (2) verbindbare Zugeinrichtungen (7), – wobei die Zugeinrichtungen (7) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass über sie das Objekt (2) derart an der Trageinheit (5) aufhängbar und mit Zugkräften beaufschlagbar ist, dass die von jeder einzelnen Zugeinrichtung (7) auf das Objekt (2) ausgeübte Zugkraft der resultierenden Zugkraft der durch die übrigen Zugeinrichtungen (7) auf das Objekt (2) ausgebübten Zugkräfte im Wesentlichen entgegengerichtet ist, – wobei jede Zugeinrichtung (7) wenigstens ein Zugelement (8) aufweist, welches mit einem Ende mit dem Objekt (2) verbindbar und mit seinem anderen Ende mit einer das Zugelement (8) unter Zugspannung haltenden Zugeinheit (9) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) verbunden ist, und – wobei jede Zugeinrichtung (7) wenigstens einen Weggeber (12) aufweist, welcher derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mit ihm die jeweilige Position des Zugelementes (8) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) erfassbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Halten eines Objektes, insbesondere eines Werkzeughalters zum Halten eines Werkzeugs, insbesondere eines Messtasters oder eines Bearbeitungswerkzeugs.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System mit einer solchen Anordnung und einem von der Anordnung gehaltenen Objekt.
Weiter betrifft die Erfindung eine Messeinrichtung mit einem Messtaster, einer elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung und einer eingangs genannten Anordnung, wobei die Anordnung einen den Messtaster haltenden Werkzeughalter aufweist und kommunikationstechnisch mit der Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbunden ist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Bearbeitungseinrichtung mit einem Bearbeitungswerkzeug, einer elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung und einer eingangs genannten Anordnung, wobei die Anordnung einen das Bearbeitungswerkzeug haltenden Werkzeughalter aufweist und kommunikationstechnisch mit der Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbunden ist.
Die Offenlegungsschrift DE 31 35 495 A1 offenbart einen Messkopf für Messeinrichtungen, Mehrkoordinatenmessgeräte und Bearbeitungsmaschinen. Der Messkopf umfasst einen Messtaster, welcher über ein Gehäuse aus mehreren ineinander verschachtelten und abhängig voneinander bewegbaren Elementen gehalten wird. aufweist. Ein solcher Messkopf kann an einer Koordinatenmesseinrichtung oder einer Werkzeugmaschine angeordnet und in eine beliebige Raumrichtung solange verfahren werden, bis eine Auslenkung des Messtasters ein Berühren eines Werkstücks bzw. einer Werkstückoberfläche anzeigt.
Aus der Veröffentlichung DE 694 03 556 T2 ist ein Mikromanipulator mit Handmodulen bekannt, wobei jedes Handmodul eine Basisplatte und eine einen Finger tragende Bewegungsplatte aufweist. Die Bewegungsplatte ist über sechs Zwischenglieder relativ zu der Basisplatte bewegbar angeordnet.
Mittels eines herkömmlichen Mikromanipulators kann beispielsweise ein Werkzeug im Raum mit gewissen Grenzen frei positioniert werden. Hierzu wird das Werkzeug üblicherweise von einem Werkzeughalter gehalten, dessen Lage im Raum relativ zu einem Gehäuse über einen Tetrapoden oder einen Hexapoden ausbildende Linearstellmittel/Linearführungen verändert werden kann. Hierbei werden im Wechsel Zug- und Druckkräfte auf den Werkzeughalter und auf Gelenke solcher Tetrapoden oder Hexapoden ausgeübt, was dahingehend problematisch ist, da die Gelenke aufgrund ihrer wechselnden Beaufschlagung mit Zug- und Druckkräften spielfrei ausgelegt sein müssen. Es sind auch Mikromanipulatoren bekannt, bei denen Verlagerungen ihrer Werkzeughalters mittels unabhängig voneinander verstellbarer Linearstellmittel/Linearführungen erzielt wird. Dies bedingt jedoch einen hohen konstruktiven Aufwand und hiervon abhängig eine große aktiv zu bewegende Masse.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zum Halten eines Objektes, insbesondere eines Werkzeughalters zum Halten eines Werkzeugs, insbesondere eines Messtasters oder Bearbeitungswerkzeugs, bereitzustellen, welche eine sehr exakte Ausrichtung des Objektes im Raum unter Vermeidung der oben genannten Nachteile ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Die erfindungsgemäße Anordnung zum Halten eines Objektes, insbesondere eines Werkzeughalters zum Halten eines Werkzeugs, insbesondere eines Messtasters oder eines Bearbeitungswerkzeugs, umfasst

– eine Trageinheit und
– wenigstens sechs separat voneinander mit der Trageinheit verbundene und separat voneinander mit dem Objekt verbindbare Zugeinrichtungen,
– wobei die Zugeinrichtungen derart ausgebildet und angeordnet sind, dass über sie das Objekt derart an der Trageinheit aufhängbar und mit Zugkräften beaufschlagbar ist, dass die von jeder einzelnen Zugeinrichtung auf das Objekt ausgeübte Zugkraft im Wesentlichen der resultierenden Zugkraft der durch die übrigen Zugeinrichtungen auf das Objekt ausgeübten Zugkräfte im Wesentlichen entgegengerichtet ist,
– wobei jede Zugeinrichtung wenigstens ein Zugelement aufweist, welches mit einem Ende mit dem Objekt verbindbar und mit seinem anderen Ende mit einer das Zugelement unter Zugspannung haltenden Zugeinheit der jeweiligen Zugeinrichtung verbunden ist, und
– wobei jede Zugeinrichtung wenigstens einen Weggeber aufweist, welcher derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mit ihm die Auslenkung des Zugelementes der jeweiligen Zugeinrichtung erfassbar ist.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird das Objekt ausschließlich mit Zugkräften beaufschlagt, so dass im Betrieb der Anordnung kein Wechselspiel zwischen Druck- und Zugkräften auftritt. Da gemäß der Erfindung zum Halten des Objektes keine herkömmlichen Linearstellmittel/Linearführungen verwendet werden, ist die aktiv zu bewegende Masse relativ gering, was eine schnellere exakte Positionierung des Objektes relativ zu der Trageinheit ermöglicht.
Über die Erfassung der jeweiligen Position der Zugelemente mittels der Weggeber kann auf die jeweilige Position des Objektes relativ zu der Trageinheit bzw. im Raum geschlossen werden. Mittels der sechs oder mehr Weggeber sind sechs oder mehr Weggebersignale erzeugbar, was beispielsweise bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Ausbildung einer Messeinrichtung den Vorteil hat, dass insbesondere bei konkav oder konvex ausgebildeten Oberflächenabschnitten eines Körpers die jeweilig von einem von dem Objekt gehaltenen Messtaster angetastete Position eindeutig bestimmbar ist. Die Weggeber können generell alle bekannten Längenmessverfahren, wie beispielsweise lasertechnische Längenmessverfahren, verwenden. Auch können kapazitive Inkrementalgeber, induktive Inkrementalgeber, optische Inkrementalgeber, induktive Weggeber, wie beispielsweise Differentialtransformatoren, eingesetzt werden. Ferner können absolute optische, absolute magnetisch, absolute kapazitive oder absolute ohmsche Verfahren verwendet werden. Bei der Verwendung von Inkrementalgebern ist es besonders vorteilhaft solche zu benutzen welche mit analoger Zwischenwertauswertung nach dem Sinus/Cosinus-Verfahren arbeiten.
Die Anordnung kann zum Halten eines Werkzeughalters zum Halten eines Messtasters verwendet werden, um eine Oberfläche eines Körpers exakt vermessen zu können. Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch zur Ausbildung eines Mikromanipulators verwendet werden, indem die Anordnung zum Halten eines Werkzeughalters zum Halten eines entsprechenden Werkzeugs verwendet wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist wenigstens eine Zugeinheit zumindest ein elastisches Element auf, über das das Zugelement der jeweiligen Zugeinrichtung ununterbrochen unter Zugspannung gehalten mit der Trageinheit verbunden ist. Das elastische Element kann durch eine Zugfeder, eine Druckfeder, eine Blattfeder oder durch ein Element aus einem Elastomer gebildet sein. Die Verwendung eines elastischen Elementes zur Zugkraftbeaufschlagung stellt eine konstruktiv einfache und kostengünstige Ausgestaltung der Anordnung dar. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Zugeinheiten jeweils ein elastisches Element aufweisen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist wenigstens ein Weggeber zwei relativ zueinander bewegbare Weggeberteile auf, wobei ein Weggeberteil unbeweglich an der Trageinheit und das andere Weggeberteil unbeweglich an dem Zugelement der jeweiligen Zugeinrichtung angeordnet ist. Der Weggeber kann beispielsweise als optischer Inkrementalgeber oder als Potentiometer ausgebildet sein. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Weggeber entsprechend ausgebildet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens ein Weggeber als Dehnungsmessstreifen ausgebildet ist, wobei ein Ende des Dehnungsmessstreifens mit der Trageinheit und das andere Ende des Dehnungsmessstreifens mit dem Zugelement der jeweiligen Zugeinrichtung verbunden ist. Dies stellt eine alternative Ausgestaltung eines Weggebers zu der zuletzt genannten Ausgestaltung des Weggebers dar. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Weggeber entsprechend ausgebildet sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist wenigstens eine Zugeinheit zumindest einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator mit zumindest zwei relativ zueinander bewegbaren Aktuatorteilen auf, wobei ein Aktuatorteil unbeweglich an der Trageinheit und das andere Aktuatorteil unbeweglich an dem Zugelement der jeweiligen Zugeinrichtung angeordnet ist. Ein Aktuatorteil kann beispielsweise als elektrische Spule und das andere Aktuatorteil kann als Eisenkern oder Permanentmagnet ausgebildet sein, welcher wenigstens teilweise in einem von der elektrischen Spule erzeugten Magnetfeld angeordnet ist. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Zugeinheiten jeweils einen entsprechenden elektrisch ansteuerbaren Aktuator aufweisen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist wenigstens eine Zugeinheit zumindest einen Piezoaktuator auf, der einerseits mit der Trageinheit und andererseits mit dem Zugelement der jeweiligen Zugeinrichtung verbunden ist. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Zugeinheiten jeweils einen entsprechenden Piezoaktuator aufweisen. Alternativ kann wenigstens eine Zugeinheit einen anderweitig ausgebildeten Aktuator aufweisen, mit dem die Position des Zugelementes der jeweiligen Zugeinrichtung veränderbar ist. Beispielsweise kann ein Aktuator ein Hydraulikzylinder, ein Pneumatikzylinder, eine Membrandose, ein Bimetall-Aktuator oder dergleichen sein.
Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Zugelement über eine Umlenkrolle der jeweiligen Zugeinrichtung umgelenkt. Hierdurch lässt sich die Anordnung deutlich platzsparender ausbilden. Zudem kann hierbei vorgesehen sein, dass eine Auslenkung an den Weggebern in nur einer Dimension erfolgt. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Zugelemente über jeweils eine Umlenkrolle umgelenkt sein.
Es kann weiter vorgesehen kann, dass wenigstens ein Zugelement flexibel ausgebildet ist. Insbesondere kann das flexible Zugelement als Band, Draht, Seil, Schnur oder dergleichen ausgebildet sein. Dies macht insbesondere die vorgenannte Umlenkung eines Zugelementes über eine Umlenkrolle möglich. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Zugelemente flexibel ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens ein Zugelement starr ausgebildet, wobei ein Ende des Zugelementes gelenkig mit dem Objekt verbindbar und das andere Ende des Zugelementes gelenkig mit der Trageinheit verbunden ist. Die starre Ausbildung des Zugelementes macht dessen gelenkige Verbindung mit dem Objekt bzw. der Trageinheit erforderlich, um eine gewünschte Bewegbarkeit des Objektes relativ zur Trageinheit realisieren zu können. Das die Gelenke erfindungsgemäß ausschließlich mit Zugkräften beaufschlagt werden, können die Gelenke kostengünstiger ausgebildet werden, als es der Fall ist, wenn Gelenke, wie herkömmlich, mit einem Wechselspiel zwischen Zug- und Druckkräften beaufschlagt werden. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Zugelemente starr ausgebildet sein.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist wenigstens eine Zugeinheit einen Hebel auf, der an einem Angelpunkt gelenkig mit der Trageinheit und an einem freien, das heißt nicht angelenkten, Hebelabschnitt mit dem Zugelement der jeweiligen Zugeinrichtung verbunden ist, wobei der Hebel derart mit wenigstens einem Kraftmittel der Zugeinheit mit Kraft beaufschlagbar ist, dass das Zugelement unter Zugspannung gehalten wird, wobei das Kraftmittel einerseits an der Trageinheit und andererseits an dem Hebel angreift. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, Zugeinheiten einen entsprechenden Hebel aufweisen. Auch diese Verwendung von Hebeln ermöglicht eine kleinere Dimensionierung der Anordnung. Das Kraftmittel kann zur Beaufschlagung des Hebels mit Zug- oder mit Druckkräften ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise weist die Zugeinheit wenigstens einen Weggeber mit zwei relativ zueinander bewegbaren Weggeberteilen auf, wobei ein Weggeberteil unbeweglich an der Trageinheit und das andere Weggeberteil unbeweglich an dem Hebel angeordnet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Zugeinheit wenigstens einen als Dehnungsmessstreifen ausgebildeten Weggeber aufweist, wobei ein Ende des Dehnungsmessstreifens mit der Trageinheit und das andere Ende des Dehnungsmessstreifens mit dem Hebel verbunden ist, und wobei der Hebel über den Dehnungsmessstreifen gelenkig mit der Trageinheit verbunden ist. Hiernach übernimmt der Dehnungsmesstreifen sowohl die gelenkige Anbindung des Hebels an die Trageinheit als auch die Funktion des Weggebers selbst. Der Dehnungsmessstreifen kann zur Ausbildung einer Blattfeder eingerichtet sein.
Bevorzugt weist die Zugeinheit wenigstens einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator mit zumindest zwei relativ zueinander bewegbaren Aktuatorteilen auf, wobei ein Aktuatorteil unbeweglich an der Trageinheit und das andere Aktuatorteil unbeweglich an dem Hebel der jeweiligen Zugeinrichtung angeordnet ist.
Das Kraftmittel kann durch den Aktuator ausgebildet sein. Dies ermöglicht die Einsparung eines zusätzlichen Kraftmittels neben dem Aktuator. Alternativ kann das Kraftmittel durch eine Zugfeder oder Druckfeder ausgebildet sein. Durch die Beaufschlagung des Hebels mit einer Kraft über das Kraftmittel wird das mit dem Hebel verbundene Zugelement wie gewünscht unter Zugspannung gehalten.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Zugelement flexibel ausgebildet, wobei an dem freien Hebelabschnitt eine Umlenkrolle angeordnet ist, über die ein Endabschnitt des Zugelementes geführt ist. Die Umlenkrolle kann einen keilförmigen Einstich aufweisen, in dem ein Abschnitt des Zugelementes angeordnet ist, so dass der Berührungspunkt zwischen dem Zugelement und der Umlenkrolle weitgehend unabhängig von einer Querauslenkung an dem Zugelement ist.
Nach einer bevorzugten alternativen Ausgestaltung ist das Zugelement starr ausgebildet, wobei ein Ende des Zugelementes gelenkig mit dem Objekt verbindbar und das andere Ende des Zugelementes gelenkig mit dem freien Hebelabschnitt verbunden ist.
Bevorzugt weist die Anordnung wenigstens einen kommunikationstechnisch mit der Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbundenen Gravitationssensor auf. Hierdurch kann eine Kompensation der auf das Objekt lageabhängig einwirkenden Gravitationskräfte erfolgen.
Das erfindungsgemäße System weist eine Anordnung nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben und ein von der Anordnung gehaltenes Objekt auf. Mit diesem System sind die oben mit Bezug auf die Anordnung genannten Vorteile entsprechend verbunden.
Das Objekt kann auch durch einen Spiegel, eine Leiterplatte oder dergleichen gebildet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Objekt als Werkzeughalter zum Halten eines Werkzeugs, insbesondere eines Messtasters oder eines Bearbeitungswerkzeugs, ausgebildet.
Das Bearbeitungswerkzeug kann z.B. eine kleine Elektrode sein, welche in einer Funkenerosionsmaschine verwendet wird. Dazu kann die bei einer Senkerodiermaschine normalerweise verwendete große Elektrode durch die beschriebene Anordnung als Mikromanipulator eingesetzt und im Werkzeughalter der Anordnung eine kleine Elektrode eingespannt werden, beispielsweise in Form eines Drahtes. Durch Verfahren des Mikromanipulators und/oder des Werkstücks relativ zueinander einerseits und entsprechenden schnellen Bewegungen der mit dem Objekt verbundenen kleinen Elektrode andererseits kann die normalerweise verwendete große Elektrode simuliert werden.
Die erfindungsgemäße Messeinrichtung umfasst einen Messtaster, einen den Messtaster haltenden Werkzeughalter, eine elektronische Auswertungs- und Steuerungseinrichtung und eine Anordnung gemäß einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben, wobei die Anordnung den Werkzeughalter hält und kommunikationstechnisch mit der elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbunden ist. Mit dieser Messeinrichtung sind die oben mit Bezug auf die Anordnung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Der jeweiligen Position des Werkzeughalters bzw. des Messtasters relativ zu der Trageinheit bzw. im Raum entsprechende Weggebersignale werden von den Weggebern erzeugt und kommunikationstechnisch an die elektronische Auswertungs- und Steuerungseinrichtung übertragen, welche anhand eines mathematischen Modells, welches den Zusammenhang zwischen den Weggebersignalen und der zugehörigen räumlichen Anordnung des Werkzeughalters bzw. des Messtasters definiert, die tatsächliche Lage des Messtasters im Raum ermittelt. Anhand der ermittelten räumlichen Lage des Messtasters kann die elektronische Auswertungs- und Steuerungseinrichtung unter Verwendung eines mathematischen Modells die notwendigen Stellgrößen auf die Aktuatoren errechnen, damit eine Auslenkung des Messtasters nur in einer gewünschten Richtung und Dimension erfolgt. Weiterhin können die Stellgrößen so berechnet werden, dass eine Kompensation der lageabhängigen Gravitationskräfte erfolgt. Hierzu kann die Anordnung wenigstens einen Gravitationssensor aufweisen, der kommunikationstechnisch mit der Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbunden ist. Somit ist mit dem Messtaster bzw. der Messeinrichtung eine Oberfläche eines Körpers sehr exakt und zügig vermessbar.
Die erfindungsgemäße Bearbeitungseinrichtung umfasst ein Bearbeitungswerkzeug, einen das Bearbeitungswerkzeug haltenden Werkzeughalter, eine elektronische Auswertungs- und Steuerungseinrichtung und eine Anordnung nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben, wobei die Anordnung den Werkzeughalter hält und kommunikationstechnisch mit der elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbunden ist. Mit dieser Bearbeitungseinrichtung sind die oben mit Bezug auf die Anordnung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Mittels der Weggeber der Anordnung werden der jeweiligen Position des Werkzeughalters bzw. des Bearbeitungswerkzeugs im Raum entsprechende Messsignale generiert und an die elektronische Auswertungs- und Steuerungseinrichtung übermittelt, welche dann die Aktuatoren so ansteuert, dass eine gewünschte Position des Bearbeitungswerkzeugs abgefahren werden kann, so dass mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinrichtung eine sehr exakte und zügige Bearbeitung eines Werkstücks erfolgen kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Figuren, wobei die nachfolgend genannten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in unterschiedlicher Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System,
2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System,
3 eine schematische, perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System,
4 eine weitere schematische, perspektivische Darstellung des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System,
5 eine schematische Darstellung eines Details des in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System,
6 eine schematische Darstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System,
7 eine schematische Darstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System,
8 eine schematische Darstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System,
9 eine schematische Darstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System,
10 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System und
11 eine schematische Draufsicht des in 10 gezeigten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1. Das System 1 umfasst ein zylinderförmig ausgebildetes Objekt 2 und eine Anordnung 3 zum Halten des Objektes 2, wobei das Objekt 2 als Werkzeughalter zum Halten eines Werkzeugs 4 in Form eines Messtasters oder eines Bearbeitungswerkzeugs ausgebildet ist.
Die Anordnung 3 umfasst eine Trageinheit 5, von der lediglich sechs ortsfest angeordnete Abschnitte 6 dargestellt sind. Die Anordnung 3 umfasst des Weiteren sechs separat voneinander mit der Trageinheit 5 verbundene und separat voneinander mit dem Objekt 2 verbundene Zugeinrichtungen 7, welche derart ausgebildet und angeordnet sind, dass über sie das Objekt 2 derart an der Trageinheit 5 aufgehängt und mit Zugkräften beaufschlagbar ist, dass die von jeder einzelnen Zugeinrichtung 7 auf das Objekt 2 ausgeübte Zugkraft der resultierenden Zugkraft der durch die übrigen Zugeinrichtungen 7 auf das Objekt 2 ausgebübten Zugkräfte im Wesentlichen entgegengerichtet ist.
Jede Zugeinrichtung 7 weist ein Zugelement 8 auf, welches mit einem Ende mit dem Objekt 2 und mit seinem anderen Ende mit einer das Zugelement 8 unter Zugspannung haltenden Zugeinheit 9 der jeweiligen Zugeinrichtung 7 verbunden ist. Hierzu weist jede Zugeinheit 9 ein elastisches Element 10 auf, über das das Zugelement 8 der jeweiligen Zugeinrichtung 7 ununterbrochen unter Zugspannung gehalten mit der Trageinheit 5 verbunden ist. Die Zugelemente 8 sind flexibel als Band, Draht, Seil, Schnur oder dergleichen ausgebildet. Die elastischen Elemente 10 sind als Zugfedern ausgebildet. Die Befestigungspunkte 11, an denen die Zugelemente 8 mit dem Objekt 2 verbunden sind, sind in einem möglichst großen räumlichen Abstand zueinander angeordnet.
Jede Zugeinrichtung 7 weist des Weiteren einen Weggeber 12 auf, welcher derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mit ihm die jeweilige Position des Zugelementes 8 der jeweiligen Zugeinrichtung 7 erfassbar ist. Jeder Weggeber 12 umfasst zwei relativ zueinander bewegbare Weggeberteile 13 und 14, wobei ein Weggeberteil 13 über einen starren Halter 22 unbeweglich an der Trageinheit 5 und das andere Weggeberteil 14 unbeweglich an dem Zugelement 8 der jeweiligen Zugeinrichtung 7 angeordnet ist. Alternativ könnte der Weggeber 12 als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein, wobei ein Ende des Dehnungsmessstreifens mit der Trageinheit 5 und das andere Ende des Dehnungsmessstreifens mit dem Zugelement 8 der jeweiligen Zugeinrichtung 7 zu verbinden ist. Die Weggeber 12 sind kommunikationstechnisch mit einer aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigten Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbindbar.
Des Weiteren weist jede Zugeinheit 9 einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator 15 mit zwei relativ zueinander bewegbaren Aktuatorteilen 16 und 17 auf, wobei ein Aktuatorteil 16 über den Halter 22 unbeweglich an der Trageinheit 5 und das andere Aktuatorteil 17 unbeweglich an dem Zugelement 8 der jeweiligen Zugeinrichtung 7 angeordnet ist. Die Weggeberteile 14 sind fest mit den Aktuatorteilen 17 verbunden. Die Aktuatoren 15 sind kommunikationstechnisch mit einer aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigten Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbindbar.
Alternativ zu der in 1 gezeigten Ausgestaltung könnten die Zugelemente 8 starr ausgebildet sein, wobei dann ein Ende jedes Zugelementes 8 gelenkig mit dem Objekt 2 und das andere Ende des Zugelementes 8 gelenkig mit der Trageinheit 5 zu verbinden ist.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1. Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten System 1 ist das Objekt 2 scheibenförmig ausgebildet.
3 zeigt eine schematische, perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1. Im Unterschied zu den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Anordnung 3 zwölf Zugeinrichtungen 7 auf, über die das zylinderförmig ausgebildete Objekt 2 mit der Trageinheit 5 verbunden ist. Die Aktuatorteile 17 sind als Eisenkerne ausgeführt, wohingegen die Aktuatorteile 16 als elektrische Spulen ausgebildet sind, wobei die Eisenkerne in den von den elektrischen Spulen erzeugbaren Magnetfeldern angeordnet sind. Über eine elektrische Ansteuerung der elektrischen Spulen können eine Verlagerung von Eisenkernen und hierdurch eine Verlagerung des Objektes 2 mitsamt dem Werkzeug 4 erfolgen. Die als Zugfedern ausgebildeten elastischen Elemente 10 sind jeweils über ein elektrisches Isolierelement 18 mit der Trageinheit 5 verbunden. Der Aufbau der Weggeber 12 ergibt sich deutlicher aus 5.
4 zeigt eine weitere schematische, perspektivische Darstellung des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Details des in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1, nämlich eine Zugeinrichtung 7 der Anordnung 3. Der Weggeber 12 ist als Potentiometer ausgebildet.
Das Weggeberteil 14 umfasst ein an dem Zugelement 8 befestigtes elektrisches Isolierstück 19, welches das Zugelement 8 elektrisch von einem Verbindungselement 20 isoliert, an dessen freien Ende wiederum ein Schleifer 21 des Potentiometers angeordnet ist. Das über den Halter 22 an der Trageinheit 5 angeordnete Weggeberteil 13 bildet eine Widerstandsbahn des Potentiometers aus und umfasst zwei elektrische Kontakte 23 und 24 zum Anlegen eines elektrischen Potentials. Das als elektrisch leitende Zugfeder ausgebildete elastische Element 10 ist elektrisch leitend mit dem Schleifer 21 verbunden. An dem elektrischen Isolierelement 18 ist ein elektrischer Kontakt 25 angeordnet, über den das elastische Element 10 elektrisch leitend mit einer aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigten elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbunden werden kann. Der unbewegliche Weggeberteil 13 kann über eine nicht dargestellte, in dem Halter 22 verlaufende elektrische Verbindung elektrisch leitend mit der elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbunden werden.
An dem Halter 22 sind zwei elektrische Kontakte 26 und 27 angeordnet, über die das als elektrische Spule ausgebildete, unbeweglich an dem Halter 22 und an der Trageinheit 5 angeordnete Aktuatorteil 16 mittels der elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung elektrisch angesteuert werden kann.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1, nämlich eine Zugeinrichtung 7 der Anordnung 3. Im Unterschied zu den in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen ist das flexible Zugelement 8 über eine Umlenkrolle 52 der Zugeinrichtung 7 umgelenkt. Hierbei erfolgt eine Wegauslenkung an dem Weggeber 12 in nur einer Dimension. Dies geschieht durch die Umlenkrolle 52, welche ebenfalls auf nicht näher dargestellte Art und Weise unbeweglich an der Trageinheit 5 fixiert ist. Die Umlenkrolle 52 hat einen keilförmigen Einstich, so dass der Berührungspunkt zwischen Zugelement 8 und Umlenkrolle 52 weitgehend unabhängig von einer Querauslenkung an dem Zugelement 8 ist.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1, nämlich eine Zugeinrichtung 7 der Anordnung 3. Die Zugeinheit 9 weist einen Hebel 28 auf, der an einem Angelpunkt 29 gelenkig mit der Trageinheit 5 und an einem freien Hebelabschnitt mit dem Zugelement 8 der Zugeinrichtung 7 verbunden ist. Der Hebel 28 ist derart mit wenigstens einem Kraftmittel 53 der Zugeinheit 9 mit Kraft beaufschlagt, dass das Zugelement 8 unter Zugspannung gehalten wird, wobei das Kraftmittel 53 einerseits an der Trageinheit 5 und andererseits an dem Hebel 28 angreift. Das Kraftmittel 53 ist durch eine Zugfeder 30 ausgebildet. Das Zugelement 8 ist flexibel ausgebildet, wobei an dem freien Hebelabschnitt eine starre Umlenkrolle 49 angeordnet ist, über die ein Endabschnitt des Zugelementes 8 geführt ist. Die Umlenkrolle 49 ist fest mit dem Hebel 28 verbunden und hat die Aufgabe, die bei der Bewegung des Objektes 2 stattfindenden räumlichen Bewegungen des Zugelementes 8 definiert auf die Bewegung des Hebels 28 umzulenken, ohne dabei unerlaubte und schädigende Biegeradien am flexiblen Zugelement 8 entstehen zu lassen. Alternativ könnte das Zugelement 8 starr ausgebildet sein, wobei ein Ende des Zugelementes 8 gelenkig mit dem Objekt 2 und das andere Ende des Zugelementes 8 gelenkig mit dem freien Hebelabschnitt zu verbinden ist.
Die Zugeinrichtung 7 weist einen Weggeber 12 mit zwei relativ zueinander bewegbaren Weggeberteilen 13 und 14 auf, wobei ein Weggeberteil 13 unbeweglich an der Trageinheit 5 und das andere Weggeberteil 14 unbeweglich an dem Hebel 28 angeordnet ist. Je länger der Hebel 28 ausgeführt wird, desto eher kann eine am Weggeber 12 bei Auslenkung des Hebels 28 auftretende Kreisbewegung durch eine Linearbewegung angenähert werden. Gegebenenfalls ist eine Korrekturrechnung notwendig.
Die Zugeinrichtung 7 weist des Weiteren einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator 15 mit zwei relativ zueinander bewegbaren Aktuatorteilen 16 und 17 auf, wobei ein Aktuatorteil 16 unbeweglich an der Trageinheit 5 und das andere Aktuatorteil 17 unbeweglich an dem Hebel 28 der Zugeinrichtung 7 angeordnet ist. Das bewegliche Aktuatorteil 17 ist als elektrische Spule ausgebildet, wohingegen das ortsfeste Aktuatorteil 16 als Dauermagnet ausgebildet ist, in dessen Magnetfeld die elektrische Spule angeordnet ist.
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1, nämlich eine Zugeinrichtung 7 der Anordnung 3. Die Zugeinheit 9 weist einen als Dehnungsmessstreifen 31 ausgebildeten Weggeber 12 auf, wobei ein Ende des Dehnungsmessstreifens 31 mit der Trageinheit 5 und das andere Ende des Dehnungsmessstreifens 31 mit dem Hebel 28 verbunden ist, und wobei der Hebel 28 über den Dehnungsmessstreifen 31 gelenkig mit der Trageinheit 5 verbunden ist. Das Kraftmittel 53 ist in dieser Ausführungsform durch den Aktuator 15 ausgebildet. Der Dehnungsmessstreifen 31 bildet eine Blattfeder aus, welche ebenfalls als Kraftmittel 53 dienen kann. Die Signale des Dehnungsmessstreifens 31 können direkt in ein Weggebersignal umgewandelt werden.
9 zeigt eine schematische Darstellung eines Details eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1, nämlich eine Zugeinrichtung 7 einer Anordnung 3. In dieser Ausführungsform weist die Zugeinheit 9 einen als Piezoelement oder als Piezostapel ausgebildeten Piezoaktuator 32 auf, der einerseits mit der Trageinheit 5 und andererseits mit dem Zugelement 8 der Zugeinrichtung 7 verbunden ist.
An der Trageinheit 5 sind zwei Halterungen 33 und 34 angeordnet, welche ein teilweise geschlitztes Rohr 35 halten. In diesem geschlitzten Rohr 35 befindet sich der als Piezoelement oder der Piezostapel ausgebildete Piezoaktuator 32. Eine Druckfeder 36 drückt einen Bügel 37 gegen den Piezoaktuator 32. Der Piezoaktuator 32 stützt sich auf einer Spindel 38 ab, welche im geschlitzten Rohr 35 über Nasen 39 unverdrehbar gelagert ist. Die Spindel 38 ist in einer Mutter 40 gelagert, welche wiederum an der Halterung 33 so befestigt ist, dass sie zwar gedreht, aber keine Axialbewegung entlang der Spindel 38 ausführen kann. Die Mutter 40 kann entweder manuell oder durch einen nicht gezeigten motorischen Antrieb, beispielsweise einen Schrittmotor, angetrieben werden. Die Positionserfassung der gesamten Wegänderung, hervorgerufen durch den Spindelantrieb und den Piezoaktuator 32 geschieht über einen Weggeber 12, welcher als optischer Inkrementalgeber mit analoger Zwischenwertauswertung (Sinus / Cosinus Verfahren) ausgebildet ist. Dabei ist das Weggeberteil 14 des Weggebers 12 als Glasmaßstab ausgebildet, welcher über Schrauben 41 mit dem Bügel 37 fest verbunden ist. Das Weggeberteil 13 des Weggebers 12 weist eine nicht gezeigte Lichtquelle und zwei nicht gezeigte Fotosensoren auf, welche ihre phasenversetzten Signale an eine elektronische Auswertungs- und Steuerungseinrichtung weitergeben können. Am Bügel 37 ist ein Ende des Zugelementes 8 befestigt, wobei das Zugelement 8 über eine Umlenkrolle 52 umgelenkt wird. Die Umlenkrolle 52 ist beispielsweise mittels eines Instrumentenkugellagers unter geringem Kraftaufwand drehbar gelagert. Ein unbeweglicher Teil eines solchen Lagers ist mit dem teilweise verdeckt gezeichneten Halteelement 42 verbunden, welches wiederum fest mit der Trageinheit 5 verbunden ist. Bei Verwendung eines entsprechend ausgestalteten Systems 1 als Bearbeitungseinrichtung bzw. Mikromanipulator würde man versuchen, das Objekt 2, welches an dem Zugelement 8 hängt, möglichst steif aufzuhängen. Bei einer Verwendung eines entsprechend ausgestatteten Systems 1 als 3D-Messeinrichtung wäre dies jedoch nicht von Vorteil. Deshalb empfiehlt es sich, bei einer 3D-Messeinrichtung zwischen dem Bügel 37 und dem Piezoaktuator 32 oder aber zwischen dem Piezoaktuator 32 und der Spindel 38 eine weitere Druckfeder einzufügen. Dadurch wird gewährleistet, dass das Zugelement 8 auch dann noch unter Spannung bleibt, wenn eine Auslenkung des Messtasters in Richtung der Umlenkrolle 52 erfolgt. Mit Piezoelementen bzw. Piezostapel können im Allgemeinen nur geringe Wegänderungen hervorgerufen werden, z.B. maximal 1% der Länge eines Piezoelements. Deshalb kann eine grobe Positionierung durch die Spindel 38, welche über die Mutter 40 verstellt werden kann, vorgenommen werden.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Längsschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1. Das Objekt 2 ist über acht Zugeinrichtungen 7 mit der Trageinheit 5 verbunden. In diesem Falle ist das System 1 überbestimmt, was jedoch aufgrund der federnden Aufhängung und einem entsprechend angepassten mathematischen Model nicht zu Problemen bei der Auswertung von Weggebersignalen führt. Vielmehr wird dadurch die Konstruktion wesentlich vereinfacht da beispielsweise rechteckige und parallele Körper zur Konstruktion des Systems 1 verwendet werden können. Außerdem wird durch ein derart überbestimmtes System 1 bei gleichzeitiger Verwendung weiterer Weggeber 12 die Genauigkeit erhöht, da aufgrund der Mehrfachbestimmung der Anteile in verschiedenen Dimensionen gewichtete Mittelwerte gebildet werden können.
In 10 weist die Trageinheit 5 einen quaderförmigen Grundkörper 43 auf, welcher ähnlich einem Vierkantrohr innen hohl ist. Der Grundkörper 43 ist mit einer Deckplatte 44 verbunden, welche ihrerseits mit einem zylinderförmigen Einspannschaft 45 verbunden ist. An dem Grundkörper 43 sind Abstandhalter 46 angeordnet, an welchen jeweils über eine Blattfeder 47 ein Hebel 28 angebracht ist. Auf jeder Blattfeder 47 ist ein Dehnungsmessstreifen 48 angebracht, mit denen die Biegung der Blattfedern 47 und damit die Auslenkung der Hebel 28 gemessen werden kann. Vorzugsweise wird jeweils eine Baugruppe aus einem Hebel 28, einer Blattfeder 47 und einem Dehnungsmessstreifen 48 durch eine Leiterplatte ausgebildet. Die Abstandhalter 46 und die Hebel 28 sind so auf einer Fläche befestigt, dass sich die Hebel 28 untereinander in ihrer Auslenkung nicht gegenseitig behindern. So sind beispielsweise die Abstandhalter 46 und die Hebel 28 auf einer Seite innen montiert und auf der anderen Seite außen montiert. Generell ist natürlich auch eine beliebige Mischung der Montageverhältnisse möglich oder auch eine Montage aller Abstandhalter 46 und Hebel 28 auf der Außen- oder Innenseite, wenn die Hebel 28 so konstruiert sind, dass diese sich bei Auslenkung nicht gegenseitig berühren. An den Befestigungen gegenüberliegenden Endbereichen der Hebel 28 ist an jedem Hebel 28 ein als Tauchspule ausgeführtes Aktuatorteil 17 angebracht. An dem Grundkörper 43 sind mit den Aktuatorteilen 17 zusammenwirkende, als Dauermagneten ausgebildete Aktuatorteile 16 unbeweglich angeordnet. Neben jedem Aktuatorteil 17 ist an einem Hebel 28 eine ganze oder ein Bruchteil einer Rolle 49 angeordnet, an der das Zugelement 8 befestigt ist. Das andere Ende des Zugelementes 8 ist an dem Objekt 2 befestigt. Damit die Bedingungen für die inneren Hebel 28 gleich denen der äußeren Hebel 28 sind, ist bei den äußeren Hebeln 28 ein Ausgleichsstück 50 eingefügt. An den Enden des Objektes 2 ist das Werkzeug 4 mit Hilfe von Klemmplatten 51 befestigt.
11 zeigt eine schematische Draufsicht des in 10 gezeigten Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1 gemäß dem in 10 gezeigten Pfeil P.
Bezugszeichenliste

1: System
2: Objekt
3: Anordnung
4: Werkzeug
5: Trageinheit
6: Abschnitt
7: Zugeinrichtung
8: Zugelement
9: Zugeinheit
10: elastisches Element
11: Befestigungspunkt
12: Weggeber
13: Weggeberteil
14: Weggeberteil
15: Aktuator
16: Aktuatorteil
17: Aktuatorteil
18: Isolierelement
19: Isolierstück
20: Verbindungselement
21: Schleifer
22: Halter
23: Kontakt
24: Kontakt
25: Kontakt
26: Kontakt
27: Kontakt
28: Hebel
29: Angelpunkt
30: Zugfeder
31: Dehnungsmessstreifen
32: Piezoaktuator
33: Halterung
34: Halterung
35: Rohr
36: Druckfeder
37: Bügel
38: Spindel
39: Nase
40: Mutter
41: Schraube
42: Halteelement
43: Grundkörper
44: Deckplatte
45: Einspannschaft
46: Abstandhalter
47: Blattfeder
48: Dehnungsmessstreifen
49: Umlenkrolle (starr)
50: Ausgleichsstück
51: Klemmplatte
52: Umlenkrolle (lose)
53: Kraftmittel

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 3135495 A1 [0005]
DE 69403556 T2 [0006]

Claims

Anordnung (3) zum Halten eines Objektes (2), insbesondere eines Werkzeughalters zum Halten eines Werkzeugs (4), insbesondere eines Messtasters oder eines Bearbeitungswerkzeugs, aufweisend – eine Trageinheit (5) und – wenigstens sechs separat voneinander mit der Trageinheit (5) verbundene und separat voneinander mit dem Objekt (2) verbindbare Zugeinrichtungen (7), – wobei die Zugeinrichtungen (7) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass über sie das Objekt (2) derart an der Trageinheit (5) aufhängbar und mit Zugkräften beaufschlagbar ist, dass die von jeder einzelnen Zugeinrichtung (7) auf das Objekt (2) ausgeübte Zugkraft der resultierenden Zugkraft der durch die übrigen Zugeinrichtungen (7) auf das Objekt (2) ausgebübten Zugkräfte im Wesentlichen entgegengerichtet ist, – wobei jede Zugeinrichtung (7) wenigstens ein Zugelement (8) aufweist, welches mit einem Ende mit dem Objekt (2) verbindbar und mit seinem anderen Ende mit einer das Zugelement (8) unter Zugspannung haltenden Zugeinheit (9) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) verbunden ist, und – wobei jede Zugeinrichtung (7) wenigstens einen Weggeber (12) aufweist, welcher derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mit ihm die jeweilige Position des Zugelementes (8) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) erfassbar ist.
Anordnung (3) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zugeinheit (9) zumindest ein elastisches Element (10) aufweist, über das das Zugelement (8) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) ununterbrochen unter Zugspannung gehalten mit der Trageinheit (5) verbunden ist.
Anordnung (3) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Weggeber (12) zwei relativ zueinander bewegbare Weggeberteile (13, 14) aufweist, wobei ein Weggeberteil (13) unbeweglich an der Trageinheit (5) und das andere Weggeberteil (14) unbeweglich an dem Zugelement (8) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) angeordnet ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Weggeber (12) als Dehnungsmessstreifen ausgebildet ist, wobei ein Ende des Dehnungsmessstreifens mit der Trageinheit (5) und das andere Ende des Dehnungsmessstreifens mit dem Zugelement (8) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) verbunden ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zugeinheit (9) zumindest einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator (15) mit zumindest zwei relativ zueinander bewegbaren Aktuatorteilen (16, 17) aufweist, wobei ein Aktuatorteil (16) unbeweglich an der Trageinheit (5) und das andere Aktuatorteil (17) unbeweglich an dem Zugelement (8) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) angeordnet ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zugeinheit (9) zumindest einen Piezoaktuator (32) aufweist, der einerseits mit der Trageinheit (5) und andererseits mit dem Zugelement (8) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) verbunden ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zugelement (8) über eine Umlenkrolle (52) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) umgelenkt ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zugelement (8) flexibel ausgebildet ist.
Anordnung (3) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Zugelement (8) als Band, Draht, Seil, Schnur oder dergleichen ausgebildet ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zugelement (8) starr ausgebildet ist, wobei ein Ende des Zugelementes (8) gelenkig mit dem Objekt (2) verbindbar und das andere Ende des Zugelementes (8) gelenkig mit der Trageinheit (5) verbunden ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zugeinheit (9) einen Hebel (28) aufweist, der an einem Angelpunkt (29) gelenkig mit der Trageinheit (5) und an einem freien Hebelabschnitt mit dem Zugelement (8) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) verbunden ist, wobei der Hebel (28) derart mit wenigstens einem Kraftmittel (53) der Zugeinheit (9) mit Kraft beaufschlagt ist, dass das Zugelement (8) unter Zugspannung gehalten wird, wobei das Kraftmittel (53) einerseits an der Trageinheit (5) und andererseits an dem Hebel (28) angreift.
Anordnung (3) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugeinheit (9) wenigstens einen Weggeber (12) mit zwei relativ zueinander bewegbaren Weggeberteilen (13, 14) aufweist, wobei ein Weggeberteil (13) unbeweglich an der Trageinheit (5) und das andere Weggeberteil (14) unbeweglich an dem Hebel (28) angeordnet ist.
Anordnung (3) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugeinheit (9) wenigstens einen als Dehnungsmessstreifen (31) ausgebildeten Weggeber (12) aufweist, wobei ein Ende des Dehnungsmessstreifens (31) mit der Trageinheit (5) und das andere Ende des Dehnungsmessstreifens (31) mit dem Hebel (28) verbunden ist, und wobei der Hebel (28) über den Dehnungsmessstreifen (31) gelenkig mit der Trageinheit (5) verbunden ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugeinheit (9) wenigstens einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator (15) mit zumindest zwei relativ zueinander bewegbaren Aktuatorteilen (16, 17) aufweist, wobei ein Aktuatorteil (16) unbeweglich an der Trageinheit (5) und das andere Aktuatorteil (17) unbeweglich an dem Hebel (28) der jeweiligen Zugeinrichtung (7) angeordnet ist.
Anordnung (3) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftmittel (53) durch den Aktuator (15) ausgebildet ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftmittel (53) durch eine Zugfeder (30) oder Druckfeder ausgebildet ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (8) flexibel ausgebildet ist, wobei an dem freien Hebelabschnitt eine Umlenkrolle (52) angeordnet ist, über die ein Endabschnitt des Zugelementes (8) geführt ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (8) starr ausgebildet ist, wobei ein Ende des Zugelementes (8) gelenkig mit dem Objekt (2) verbindbar und das andere Ende des Zugelementes (8) gelenkig mit dem freien Hebelabschnitt verbunden ist.
Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch wenigstens einen kommunikationstechnisch mit der Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbundenen Gravitationssensor.
System (1) mit einer Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 und einem von der Anordnung (3) gehaltenen Objekt (2).
System (1) gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (2) als Werkzeughalters zum Halten eines Werkzeugs (4), insbesondere eines Messtasters oder eines Bearbeitungswerkzeugs, ausgebildet ist.
Messeinrichtung mit einem Messtaster (4), einem den Messtaster (4) haltenden Werkzeughalter (2) und einer elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Anordnung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Anordnung den Werkzeughalter (2) hält und kommunikationstechnisch mit der elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbunden ist.
Bearbeitungseinrichtung mit einem Bearbeitungswerkzeug (4), einem das Bearbeitungswerkzeug (4) haltenden Werkzeughalter (2) und einer elektronischen Auswertungs- und Steuerungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Anordnung (3) den Werkzeughalter (2) hält und kommunikationstechnisch mit der Auswertungs- und Steuerungseinrichtung verbunden ist.