DE3117795C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechseleinrichtung für Meßein­ satzträger bei Tastköpfen, vorzugsweise für automatisch arbeitende Meßmaschinen, wobei in dem Meßeinsatzträger ein oder mehrere Meßeinsätze eingesetzt sind, mit welchen das Meßobjekt angetastet wird.

Es ist von Werkzeugmaschinen her allgemein bekannt, Werkzeuge mit einem kegligen Schaft zu versehen und die­ sen in eine mit einem entsprechenden Innenkegel versehene Aufnahme einzuführen und evtl. durch Schrauben oder andere Mittel zu arretieren.

Bei Meßmaschinen, z. B. Koordinatenmeßmaschinen, ist es bekannt, Meßeinsätze in an Meßpinolen angeordneten Meßeinsatzträgern einzuschrauben oder anderweitig einzusetzen (DD-PS 92 567). In solchen Meßeinsatzträgern befinden sich bis zu fünf, z. T. unterschiedlich ent­ sprechend dem Meßobjekt gestaltete Meßeinsätze oder Tast­ stifte.

Aus der Firmendruckschrift Nr. 60-801-d "Universalmeß­ maschine UMM 500" der Fa. Carl Zeiss, Oberkochen, und aus dem DE-GM 72 31 877 ist ein 3-D-Tastkopf mit einem Meßeinsatzträger mit Aufnahmen für fünf Meßeinsätze bekannt, wobei die Meßeinsätze in die Aufnahmen einge­ schraubt und einzeln verspannt werden. Der Klemmring ist um die Z-Achse drehbar und trägt Codezahlen, über welche die zu lösende Aufnahme vorgewählt werden kann. Beim Lösen eines bestimmten Meßeinsatzes wird die ent­ sprechende Codezahl mit Hilfe des Klemmringes in eine gekennzeichnete Stellung gebracht und der Klemmring nach oben gedrückt, verbunden mit einer entsprechenden Drehung.

Ein auf dem gleichen Prinzip beruhender Tastkopf ist in der Druckschrift 1 11 800-086 "Drei-Koordinaten-CNC- Meßmaschine 1200 × 1000 × 600 der Fa. Ernst Leitz, Wetzlager, beschrieben, bei welchem ebenfalls die Meßeinsätze einzeln manuell in Meßeinsatzaufnahmen des Tastkopfes einsetzbar sind.

Bei umfangreichen Meßaufgaben können jedoch zusätzlich mehrere Meßeinsatzwechsel zur vollständigen meßtechnischen Erfassung des Meßobjektes notwendig werden. Bei vollauto­ matisch arbeitenden Meßmaschinen würde ein manueller Meß­ einsatzwechsel, wie er bei den bekannten Meßmaschinen erfolgt, eine unerwünschte Unterbrechung des automatischen Meßablaufes bedeuten. Ferner besteht immer die Gefahr der Beschädigung des hochempfindlichen Führungssystems des Tastkopfes durch von außen eingeleitete Kräfte zum Klemmen und Lösen der Meßeinsätze.

Es ist der Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und den Meßeinsatzwechsel einer Automatisierung zugänglich zu machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wechsel­ einrichtung für Meßeinsätze zu schaffen, die eine exakte Justierung des Meßeinsatzträgers mit den Meßeinsätzen am Tastkopf ermöglicht und mit welcher das Einwirken äußerer Kräfte beim Wechseln der Meßeinsätze auf die Führungssysteme des Tastkopfes verhindert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Wechselein­ richtung für Meßeinsatzträger, umfassend ein Gehäuse mit einem Innenkegel, dadurch gelöst, daß im Gehäuse ein in axialer Richtung mittels eines Antriebes und eines Zwischengetriebes entgegen der Wirkung von Federn ver­ schiebbarer Zuganker vorgesehen ist, an welchem mit Innenkegelflächen versehene, federnde Greiferarme ange­ ordnet sind, und daß an dem Morsekegel des Meßeinsatz­ trägers ein seitlich teilweise abgefrästes Kegelstück angeordnet ist, welches formschlüssig und lösbar mit den Innenkegelflächen der Greiferarme in Wirkverbindung steht.

Als Zwischengetriebe ist ein Kniehebelgetriebe vorge­ sehen, welches über einen Gewindetrieb mit dem Antrieb verbunden ist, derart, daß bei eingespanntem Morsekegel des Meßeinsatzträgers das Kniehebelgetriebe in entspannter Stellung ist.

Vorteilhaft für die Funktion der Wechseleinrichtung ist, daß die Greiferarme eine geringe Federsteife in der senkrechten Ebene zur Längsachse der Wechseleinrichtung haben.

Die Kegelflächen des seitlich teilweise abgefrästen Kegelstückes sind dem Morsekegel zugewandt.

Bei Anwendung der Erfindung wird der Meßeinsatzwechsel am Tastkopf vereinfacht, weil die Meßeinsätze vorher eingestellt werden können. Auch ist insbesondere bei der Messung komplizierter Meßobjekte die Möglichkeit gegeben, einen Meßeinsatzträgerwechsel zu automatisieren.

Des weiteren wird im Gegensatz zum manuellen Wechsel einzelner Meßeinsätze die Gefahr einer Beschädigung des empfindlichen Führungssystem des Tastkopfes durch von außen eingeleitete Kräfte wirksam beseitigt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Wechselvorrichtung mit gelöstem Meßeinsatz­ träger und

Fig. 2 die Wechseleinrichtung nach Fig. 1 in gespanntem Zustand.

Die Wechseleinrichtung gemäß den Fig. 1 und 2, welche am auslenkbaren Teil (nicht dargestellt) eines Tast­ kopfes angeordnet ist, umfaßt ein Gehäuse 1, dessen unterer Teil mit einem Innenkegel 2 versehen ist.

In diesem Innenkegel 2 ist ein mit einem dazu passenden Morsekegel 3 ausgestatteter Meßeinsatzträger 4 einge­ fügt, welcher in einer oder mehreren Aufnahmen 5 gleiche oder verschieden geformte Meßeinsätze 6 trägt. Im Gehäuse 1 ist ein in axialer Richtung verschiebbarer Zuganker 7 angeordnet, der unter der Wirkung von Federn 8 steht, die im Gehäuse 1 auf einem Wider­ lager 9 abgestützt sind. Konzentrisch zum Zuganker 7 sind an diesem Greiferarme 10 befestigt, welche Innen­ kegelflächen 11 an ihrem unteren Ende aufweisen.

Diese Greiferarme 10 sind Federelemente, die in der senkrechten Ebene zur Längsachse der Wechseleinrichtung eine geringe Federsteife haben.

Im Gehäuse 1 ist ein Zwischengetriebe 12 angeordnet, welches als Kniehebelgetriebe mit den Elementen 13, 14 und 15 und dem Kniehebelgelenk 16 ausgebildet ist und welches über einen Gewindetrieb, bestehend aus Ge­ windespindel 17 und Mutter 18, mit einem Antrieb 19, z. B. einem Motor, verbunden ist. Das Element 13 ist im Gehäuse 1 drehbar gelagert. Das Kniehebelgelenk 16 ist mit der Mutter 18 verbunden und durch den Antrieb 19 über die Gewindespindel 18 hin- und herbewegbar. Der Antrieb 19 ist vorteilhaft am Gehäuse 1 angeordnet.

Am Zuganker 7 ist ein Amboß 20 vorgesehen, der in­ folge der Wirkung der Federn 8 kraftschlüssig am Element 15 des Zwischengetriebes 12 anliegt.

Am oberen Teil des Morsekegels 3 des Meßeinsatzträgers 4 befindet sich ein seitlich teilweise abgefrästes Ke­ gelstück 21, dessen Kegelflächen 22 dem Morsekegel 3 zugewandt sind. Dieses Kegelstück 21 steht form­ schlüssig und im gespannten Zustand (Fig. 2) mit den Innenkegelflächen 11 der Greiferarme 10 des Zugankers 7 in Wirkverbindung.

Im folgenden soll die Funktion der Wechseleinrichtung beschrieben werden:

Zum Bestücken der Wechseleinrichtung mit dem Meßeinsatz­ träger 4 nimmt das Zwischengetriebe 12 die in Fig. 1 dargestellte Lage ein, d. h. der Zuganker 7 mit den Greiferarmen 10 ist entgegen der Wirkung der Federn 8 nach unten verschoben. Bei dieser Stellung des Zugankers 7 wird der Meßeinsatzträger 4 mit dem beidseitig abgefrästen Kegelstück 21 und dem Morsekegel 3 in den Innenkegel 2 und die Greiferarme 10 bis zum Anliegen des Kegelstückes 21 am Amboß 20 des Zugankers 7 eingeführt. Durch Drehung des Meßeinsatzträgers 4 um 90° um die Längsachse der Wechseleinrichtung wird ein Herausrutschen des Meßeinsatzträgers 4 aus dem Innen­ kegel 2 verhindert, weil die Kegelfläche 22 an der Innenkegelfläche 11 der Greiferarme 10 anliegt.

Eine weitere Aufweitung der Greiferarme 10 in radialer Richtung wird durch einen Ring 23, welcher im Gehäuse 1 gelagert ist, ausgeschlossen.

Durch den Antrieb 19 wird das Zwischengetriebe 12 über die Gewindespindel 17 und die Mutter 18 in die Lage nach Fig. 2 gebracht, d. h. Zuganker 7 mit dem Amboß 20 und Greiferarmen 10 bewegen sich unter der Wirkung der Federn 8 nach oben. Über die Greiferarme 10 und das Kegelstück 21 wird der Meßeinsatzträger 4 mit dem Morsekegel 3 in den Innenkegel 2 des Gehäuses 1 gezogen und fixiert.

Infolge der Selbsthemmung ist bei einem Meßeinsatzwechsel ein Herausdrücken des Morsekegels 3 aus dem Innenkegel 2 notwendig. Dazu wird das Zwischengetriebe 12 in die Lage nach Fig. 1 gebracht. Die Greiferarme 8 lösen sich vom Kegelstück 21.

Der Amboß 20 drückt den Meßeinsatzträger 4 aus dem Innenkegel 2, wobei die Greiferarme 10 ein Heraus­ fallen des Meßeinsatzträgers 4 verhindern.

Nachdem der Meßeinsatzträger 4 um 90° zurückgedreht ist, kann er aus der Wechseleinrichtung genommen werden. Als zusätzliche Sicherung und Hilfe beim Einsetzen und Entfernen des Meßeinsatzträgers 4 ist daran ein Stift 24 angeordnet, der in einer abgewinkelten Aus­ nehmung 25 des Gehäuses 1 am unteren Ende des Innenkegels 2 ruht.

Claims (4)

1. Wechseleinrichtung für Meßeinsatzträger, welche am auslenkbaren Teil von Tastköpfen angeordnet sind, umfassend ein Gehäuse mit einem Innenkegel, in welchem ein mit einem Mörsekegel versehener, Meßeinsätze tragender Meßeinsatzträger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse ein in axialer Richtung mittels eines Antriebes und eines Zwischenge­ triebes entgegen der Wirkung von Federn verschiebbarer Zuganker vorgesehen ist, an welchem mit Innenkegel­ flächen versehene, federnde Greiferarme angeordnet sind, und daß an dem Morsekegel des Meßeinsatzträgers ein seitlich teilweise abgefrästes Kegelstück angeordnet ist, welches formschlüssig und lösbar mit den Innen­ kegelflächen der Greiferarme in Wirkverbindung steht.

2. Wechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Zwischengetriebe ein vorzugsweise Kniehebelgetriebe vorgesehen ist, welches über einen Gewindetrieb mit dem Antrieb verbunden ist, derart, daß bei eingespanntem Morsekegel des Meßeinsatzträgers das Kniehebelgetriebe in entspannter Stellung ist.

3. Wechseleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferarme eine geringe Federsteife in der senkrechten Ebene zur Längsachse der Wechseleinrichtung haben.

4. Wechseleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelflächen des seitlich teil­ weise abgefrästen Kegelstückes dem Morsekegel zugewandt sind.