DE2932888A1

DE2932888A1 - Damping arrangement esp. for co-ordinate measuring assembly - has vertical axis sensor with adjustments in three co-ordinate directions and side damping pads with elastic spring and hydraulic components

Info

Publication number: DE2932888A1
Application number: DE19792932888
Authority: DE
Inventors: Franz Soeldner
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1979-08-14
Filing date: 1979-08-14
Publication date: 1981-02-26

Abstract

The co-ordinate measuring arrangement comprises a base unit (1), adjustable supports n2) which may be moved in the "y" direction, a cross-beam feeler support (3), which may be moved in the "x" direction and a rectangular cross-section feeler (4) which may be moved in the "z" direction. Damping unit(5, 6) are fitted to the adjustable supports, and typically consists of a central rectangular block with four springs optrogonally arranged around the edge, the space in which the springs are contained being filled with a damping liquid. In one embodiment, pole-pieces of an electromagnet unit may be included in the damping liq. and are responsive to an electromagnetic field created around in order to vary the parameters of the damping components.

Description

ritel: Dämpfungsvorrichtung, insbesondere für Koordi-ritel: Damping device, especially for coordinate

natenmeßeinrichtungen Anwendunxsgebiet der Erfindung: Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung, insbesondere für Koordinatenmeßeinrichtungen, zur Dämpfung und Beseitigung von durch bewegte Teile angeregte nigenschwingungen, insbesondere Drehschwingungen. Data measuring devices Field of application of the invention: The invention relates to a damping device, in particular for coordinate measuring devices, for damping and eliminating vibrations caused by moving parts, especially torsional vibrations.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Bei Meßgeräten und Maschinen treten bei bewegten Bauteilen ochwingungen auf, die sich auf die Genauigkeit von Meß- und Bearbeitungsvorgängen ungünstig auswirken.Characteristic of the known technical solutions: For measuring devices and machines occur in moving components, which affect the accuracy of measuring and machining processes have an unfavorable effect.

Insbesondere bei genauen Koordinatenmeßeinrichtungen und anderen Meßgeräten der Feinmeßtechnik sind im allgemeinen aus Funktions- und Konstruktionsgründen die Angriffspunkte von Antrieben, von Schlitten oder Meßköpfen nicht im Massenschwerpunkt der Meßeinrichtung angeordnet.Especially with precise coordinate measuring systems and other measuring devices the precision measurement technology are in general for functional and construction reasons Points of application of drives, slides or measuring heads not in the center of mass the measuring device arranged.

Die durch die Bewegung der Antriebsteile angeregten Eigenschwingungen der Lagerungssysteme der Schlitten und der die Meßköpfe tragenden Teile stören u.a. die Präzision der Positionierungen und beeinträchtigen die Genauigkeit der Meßeinrichtungen.The natural vibrations excited by the movement of the drive parts the bearing systems of the slides and the parts carrying the measuring heads interfere, among other things. the precision of the positioning and affect the accuracy of the measuring devices.

Es ist aus der Zeitschrift "Revue Technique Philips" (1947), Tome 9, Nr. 3, eiten 35 - 91, ein Tisch bekannt, welcher gefedert angeordnet ist. Zur Dämpfung von Schwingungen dieses Tisches ist am Tisch eine Zusatzmasse federnd und gedämpft angeordnet. Diese Art der Dämpfung gestattet, lediglich Schwingungen entlang einer Koordinate zu tnterdrücken. Bei Koordinatenmeßeinrichtunge ist es notwendig, in drei Koordinaten unerwünschte zchwingungen zu dämpfen. Dämpfungsvorrichtungen der zum Stand der Technik gehörenden Art sind bisher bei Koordinatenmeßeinrichtungen nicht bekannt geworden.It's from the magazine "Revue Technique Philips" (1947), Tome 9, no. 3, pages 35 - 91, a table is known which is arranged with springs. To the Damping of vibrations of this table is an additional mass on the table springy and arranged in a subdued manner. This type of damping only allows vibrations to suppress along a coordinate. In the case of coordinate measuring systems, it is necessary to dampen unwanted vibrations in three coordinates. Damping devices of the prior art type have so far been used in coordinate measuring devices not known.

Ziel der Erfindung: Es ist Zweck der Erfindung, bei Koordinatenmeßeinrichtungen die Meßgenauigkeit und Zuverlässigkeit zu erhöhen.Object of the invention: It is the purpose of the invention in coordinate measuring devices to increase the measurement accuracy and reliability.

Darlegung des Wesens der Erfindung: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an Koordinatenmeßeinrichtungen und deren Bauteile störende Schwingungen zu dämpfen.Statement of the essence of the invention: The invention is the task on coordinate measuring devices and their components, disturbing vibrations to dampen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei Koordinatenmeßeinrichtungen dadurch gelöst, daß an Meßsysteme und/oder Abtastvorrichtungen tragenden Bauteilen der Koordinatenmeßeinrichtung eine oder mehrere Dämpfungsvorrichtungen angeordnet sind, die einen allseitig federnd gelagerten und mit einem Dämpfungssystem versehenen Körper umfassen, und daß diese Dämpfungsvorrichtungen an den Stellen der KoordinatenmeBeinrichtung oder deren Bauteile angeordnet sind, an denen eine Dämpfung der Eigenschwingungen der Koordinatenmeßeinrichtung oder des betreffenden Bauteils am wirksamsten ist.According to the invention, this object is achieved in the case of coordinate measuring devices solved in that on measuring systems and / or scanning devices supporting components the coordinate measuring device arranged one or more damping devices are, which are spring-mounted on all sides and provided with a damping system Body include, and that these damping devices at the points of the coordinate measuring device or their components are arranged on which a damping of the natural vibrations the coordinate measuring device or the component concerned is most effective.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die Dämpfungsvorrichtung ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Behältnis umfaßt, in welchem ein allseitig mittels Federn gelagerter Körper angeordnet ist. Die zur Dämpfung des federnd gelagerten Körpers benutzte Flüssigkeit ist eine in ihren Dämpfungsparametern steuerbare ferromagnetische Suspension.It is advantageous that the damping device with a Comprises liquid-filled container, in which a spring on all sides mounted body is arranged. The damping of the spring-mounted Body The liquid used is a ferromagnetic fluid that can be controlled in terms of its damping parameters Suspension.

Dabei ist es ferner vorteilhaft, daß magnetische oder elektromagnetische Mittel zur Einstellung und Veränderung der Dämpfungsparameter der ferromagnetischen Suspension vorgesehen sind.It is also advantageous that magnetic or electromagnetic Means for setting and changing the damping parameters of the ferromagnetic Suspension are provided.

Vorteilhaft für eine wirksame Schwingungsbekämpfung ist, daß die Eigenfrequenz der Dämpfungseinrichtung den in der Koordinatenmeßeinrichtung oder in dem betreffenden Bauteil auftretenden Eigenachwingungen angepaßt ist.It is advantageous for effective vibration control that the natural frequency the damping device in the coordinate measuring device or in the relevant Component self-oscillations occurring is adapted.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß bei ihrer Anwendung an Koordinatenmeßeinrichtungen und deren Bauteile auftretende, unerwünschte Schwingungen, die zur Herabsetzung der Meßgenauigkeit führen, optimal gedämpft werden können.The invention has the advantage that when used on coordinate measuring devices and their components occurring, unwanted vibrations that reduce the measurement accuracy, can be optimally damped.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Koordinatenmeßeinrichtung mit Dämpfungsvorrichtungen Fig. 2 den Aufbau einer Dämpfungsvorrichtung und Fig. 3 den Aufbau einer weiteren Dämpfungsvorrichtung mit elektromagnetisch veränderbaren Dämpfungsparametern.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments will. The accompanying drawings show: FIG. 1 a coordinate measuring device with damping devices, FIG. 2 shows the structure of a damping device and FIG. 3 the structure of a further damping device with electromagnetically changeable Damping parameters.

Die Koordinatenmeßeinricbtung nach Fig. 1 umfaßt einen auf einem Grundbett 1 in der y-goordinate verschiebbaren Ständer 2, der einen in der x-Koordinate verschiebbaren Pinölenträger 3 mit einer in der z-Koordinate verschiebbaren Pinole 4 trägt. Mit Dx, Dy und Dz sind die Richtungen möglicher angeregter Drehschwingungen um die Koordinaten X, Y und Z gekennzeichnet, die u.a. durch die am Ständer 2 angeordnete Dämpfungsvorrichtung 5 gedämpft werden sollen. Es ist ferner eine elektromagnetisch in ihren Dämpfungsparametern einstellbare Dämpfungsvorrichtung 6 vorgesehen, welche z. B. zur Dämpfung von in der y-Koordinate vorhandenen Schwingungen dient. Ebenso können auch Dämpfungsvorrichtungen angeordnet merden, die zur Dämpfung von Schwingungen in den anderen Koordinaten dienen.The coordinate measuring device according to Fig. 1 comprises one on a base bed 1 in the y-coordinate displaceable upright 2, the one displaceable in the x-coordinate Pin oil carrier 3 carries with a quill 4 displaceable in the z-coordinate. With Dx, Dy and Dz are the directions of possible excited torsional vibrations around the coordinates X, Y and Z marked, among other things by the damping device arranged on the stand 2 5 steamed should be. It is also an electromagnetically in their damping parameters adjustable damping device 6 provided which z. B. is used to dampen vibrations present in the y-coordinate. as well Damping devices can also be arranged to dampen vibrations serve in the other coordinates.

Fig. 2 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung 5 nach Art eines Tilgerpendels, welche aus einem behältnis 7 und einem darin in Federn 8 gelagerten Körper 9 zusammengesetzt ist. Durch die Federn 8 ist gewährleistet, daß der Körper 9 in allen Koordinaten X, Y, Z verschiebbar und um diese um geringe Winkelbeträge drehbar ist. Dabei sind die Federn 8 so bemessen, daß auch in I-Richtung eine Bewegung ermöglicht wird, Zur Dämpfung des federnd gelagerten Körpers 9 ist eine Flüssigkeit 10 im Behaltcis 7 vorhanden, die vorzugsweise in uhren Dämpfungsparametern steuerbar ist. Diese Flüssigkeit kann eine ferromagnetische Suspension sein. Die Dimensionierung der Federn 8 und des Körpers 9 sowie der Dämpfungsparameter der Flüssigkeit 10 erfolgt in Abhängigkeit der zu dämpfenden Eigenschwingungen der Koordinatenmeßeinrichtung oder deren 3auteile. ts ist wichtig, um eine wirksame Dämpfung dieser Schwingungen zu erzielen, die Da fungsvorrichtung an den Stellen der Bauteile, z. .Fig. 2 shows a damping device 5 in the manner of a damper pendulum, which is composed of a container 7 and a body 9 mounted therein in springs 8 is. The springs 8 ensure that the body 9 in all coordinates X, Y, Z is displaceable and rotatable about this by small angular amounts. Are there the springs 8 are dimensioned in such a way that movement is also possible in the I direction, To dampen the resiliently mounted body 9, a liquid 10 is in the container 7 available, which is preferably controllable in clock damping parameters. These Liquid can be a ferromagnetic suspension. The dimensioning of the Springs 8 and the body 9 and the damping parameters of the liquid 10 takes place depending on the natural vibrations of the coordinate measuring device to be damped or their 3 components. ts is important to effectively dampen these vibrations to achieve the Da fungs device at the points of the components, such. .

des Ständers oder der Koordinatenmeßeinrichtung anzuordnet, an denen die Zigenschv:ingungen m wirksamsten gedämpft werden können.of the stand or the coordinate measuring device to which the characters can be dampened as effectively as possible.

Die Dämpfungsvorrichtunges (Fig.3) umfaßt einen Elektromagneten 11 mit Joch und Spule sowie ein mit der ferromagnetischen Suspension 12 gefülltes Gefäß 13, welches sich beispielsweise in dieser Figur in Richtung er y-Koordinate erstreckt. Der Elektromagnet 11 ist an dem verschiebbaren Ständer 2 angeordnet und ist mit diesem relativ zum Gefäß 13 und der darin befindlichen suspensie verschiebbar. In die Suspension, die sich zwischen den Polflächen des Elektromagneten 11 befindet, ragt ein am Elektromagneten 11 befestigter Körper 14. Bei dieser Dämpfungsvorrichtung 6 sind durch Veränderung des Magnetflusses zwischen. den Pol flächen die Viskosität der ferromagnetischen Suspension 12 und damit ihre Dämpfungsparameter, den jeweils herrschenden Eigenschwingungen entsprecherd, einstellbar. Zur Dämpfung von Schwingungen in en anderen Koordinaten können analoge Dämpfungseinrichtungen 6 vorgesehen sein.The damping device (FIG. 3) comprises an electromagnet 11 with yoke and coil and a vessel filled with the ferromagnetic suspension 12 13, which extends, for example, in this figure in the direction of the y-coordinate. The electromagnet 11 is arranged on the displaceable stand 2 and is with this relative to the vessel 13 and the suspension contained therein movable. In the suspension, which is located between the pole faces of the electromagnet 11, protrudes a body 14 attached to the electromagnet 11. In this damping device 6 are by changing the magnetic flux between. the pole faces the viscosity the ferromagnetic suspension 12 and thus its damping parameters, the respective corresponding to the prevailing natural vibrations, adjustable. For damping vibrations Analog damping devices 6 can be provided in other coordinates.

Claims

Invention claim: t; Damping device, especially for F; coordinate measuring devices, for damping single oscillations, characterized in that measuring systems and / or Iisst) -tastvorrichtungen supporting components of the coordinate measuring devices a or several damping devices (5; 6) are arranged, one on all sides comprise resiliently mounted bodies (9) provided with a damping system, and that these damping devices at the points of the coordinate measuring device or their components are arranged on which a damping of the vibrations of the component in question or the coordinate measuring device is most effective.

2. Damping device according to item 1, characterized in that it comprises a container (7) filled with a liquid (10) in which a is arranged on all sides by means of springs (8) mounted body (9).

3. Damping device according to item 1 and 2, characterized by it, that the liquid (10) used to dampen the resiliently mounted body (9) is a ferromagnetic suspension with controllable damping parameters.

4. Damping device according to item 1 to 3, characterized in that that magnetic or electromagnetic means (11) for setting and changing the damping parameters of the ferromagnetic suspension (12) are provided.

5. Damping device according to item 1 to 4, characterized in that that the natural frequency of the Dämpfungsvor direction in the relevant component or natural vibrations occurring in the coordinate measuring device are adapted.