DE3243088A1

DE3243088A1 - Koordinatenmessgeraet

Info

Publication number: DE3243088A1
Application number: DE19823243088
Authority: DE
Inventors: Masami Kawasaki Kanagawa Saito; Hideo Sakata
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1983-06-01
Also published as: DE3243088C2

Description

Kooz-dinatenmeßgerät
Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein Koordinatenmeßgerät, mit dem die -Gestalt, der Umriß od. dgl. eines zu vermessenden Werkstücks aus Verschiebungen eines Meßfühlers, der mit Bezug zum auf einer Grundplatte ruhenden Werkstück in Richtungen von rechtwinklig sich schneidenden X-, Y-und Z-Achsen verschiebbar ist, ausgemessen wird.
Es sind Koordinatenmeßgeräte bekannt, wobei ein Meßfühler mit der Oberfläche eines Werkstücks in anstoßende Berührung gebracht und die Gestalt, der Umriß od. dgl. des Werkstücks über Verschiebungen des Meßfühlers vermessen wird. Ein derartiges Meßgerät ist in der Lage, ein Werkstück mit hoher Genauigkeit zu vermessen, weshalb es in sehr vielen industriellen Gebieten zur Anwendung kommt.
Fig. 1 und 2 zeigen Ausführungsformen von zwei unterschiedlich ausgebildeten Koordinatenmeßgeräten, wie sie allgemein verwendet werden.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Meßgerät umfaßt eine Tragkonstruktion 1 einen Sockel 2 und eine am Sockel 2 angeordnete Richtplatte 3 sowie ein von dieser über Lager 5, 6 abgestütztes torartiges Meßfühler-Traggestell 4, das in der Längsrichtung (Y-Achse) bewegbar ist. Zwischen der Richtplatte 3 und dem Traggestell 4 befindet sich ein Y-Achsenverschiebungsfühler 7, der z.B. als optischer Verschiebungsfühler ausgebildet ist und selbsttätig eine Verschiebung des Traggestells 4 in der Y-Richtung erfassen kann.
Das Meßfühler-Traggestell 4 weist einen Querbalken 8 auf, an dem ein Support 9 gelagert ist, der in der Querrichtung (X-Achse) bewegbar ist. Zwischen dem Support 9 und dem Querbalken 8 ist ein X-Achsenverschiebungsfühler 10, der beispielsweise ein optischer Verschiebungsfühler sein kann und selbsttätig eine Verschiebung des Supports 9 in der X-Richtung feststellt, vorgesehen. Der Support 9 ist mit einer in der vertikalen Richtung (Z-Achse) bewegbaren prismatischen Spindel 11 ausgestattet, an deren unterem Ende ein Meßfühler 12 angebracht ist. Ferner ist zwischen der Spindel 11 und dem Support 9 ein Z-Achsenverschiebungsfühler 13 angeordnet, der als optischer Verschiebungsfühler ausgebildet sein kann und selbsttätig eine Verschiebung der Spindel 11 in der Z-Richtung erfaßt.
Bei dem Koordinatenmeßgerät von Fig. 2 umfaßt eine Tragkonstruktion 1 einen Sockel 2, eine an diesem angebrachte Richtplatte 3 sowie an gegenüberliegenden Seiten auf der Oberfläche dieser Platte aufgetellte Ständer 14, 15. Ein Meßfühler-Traggestell 4 besteht aus einem an den Ständern 14, 15 angeordneten Querbalken 8, der durch Luftlager 5,6 in Richtung der Y-Achse bewegbar ist. Bezüglich weiterer Gesichtspunkte ist diese Konstruktion zu derjenigen des Meßgeräts von Fig. 1 identisch.
In dem Gedanken, daß eine robuste, stabile Konstruktion ohne zu justierende Bauteile hohe Genauigkeiten gewährleisten kann, wird bei dem herkömmlichen Koordinatenmeßgerät der beschriebenen Art der Bezugspunkt für die Konstruktion des Geräts an der Oberfläche der Richtplatte 3 gesucht bzw. auf diese gelegt, die tragenden Teile des Traggestells 4 bzw. die Ständer 14, 15 werden genau lotrecht auf der Richtplatte 3 aufgerichtet, der Querbalken 8 wird genau waagerecht über diese tragenden Teile bzw. Ständer gelegt, und ein bewegbarer Support 9 wird ferner am Querbalken 8 derart angebracht, daß eine vom Support getragene Spindel 11 Srl 17recht ist. Das herkömmliche Koordinatenmeßgerät ist somit derart konstruiert worden, daß die verschiedenen Teile aufeinanderfolgend zusamwengebaut werden, wobei sie auf der Basis der Richtplatte 3 justiert werden. Nun müssen jedoch die tragenden Teile oder die Ständer 14, 15 des Traggestells 4 das Gewicht des Querbalkens 8, des Supports 9 usw. tragen, weshalb die Gestalt der Schenkelteile notwendigerweise groß bemessen werden muß.
Insofern wird der von den Schenkelteilen bei der herkömmlichen KontLruktion eingenommene Anteil an Fläche groß, wodurch die für das Ausmessen zur Verfügung stehende Fläche vermindert wird, durch die Höhe der tragenden Teile wird die wirksame Höhe beschränkt, bei der Konstruktion nach Fig. 2 ergeben sich wegen des Vorhandenseins der festen Ständer 14, 15 für eine lineare Bewegung des auszumessenden Werkstücks auf die und von der Oberfläche der Richtplatte 3 Schwierigkeiten in beträchtlichem Ausmaß, und ein die Spannweite zwischen den tragenden Teilen oder Ständern überschreitendes Werkstück kann auf der Richtplatte 3 nicht abgelegt werden. Damit zeigt sich der Nachteil, daß der Bereich der Meßfäh'gkeit oder -möglichkeit für die große Abmessung des Meßgeräts sehr klein ist. Bei der Arbeitsweise mit aufeinanderfolgendem Aufbau der verschiedenen Teile nach ihrem Justieren erlangt man ferner, wenn sich nach Abschluß des Zusammenbaus herausstellt, daß die Genauigkeit mäßig ist, keine Kenntnis darüber, welches Teil nachzurichten ist. Das bringt den Nachteil mit sich, daß alle Einstellungen und Montagen von Anfang an wiederholt werden müssen. Demzufolge beeinflußt bei der herkömmlichen Konstruktion die Genauigkeit in der Fertigstellung eines einzelnen Bauteils die Gesamtgenauigkeit in großem Ausmaß, und irgendeine Abweichung in der Justierung od.dgl. im Anfangsstadium kann nicht verbessert oder korrigiert werden, was zum Ergebnis hat, daß von Anfang an alle Einregelungen und Montagen einander überdecken müssen. Da die Gesamtgenauigkeit in beträchtlichem Maß von der Fertigkeit der den Zusammenbau vornehmenden Monteure abhängt, wird ein hoher Grad an Fachkenntnis von diesen verlangt, und da ferner mit hoher Präzision bearbeitete Bauteile verwendet werden müssen, werden die Fertigungskosten in beträchtlichem Umfang erhöht. Weil darüber hinaus eine solche Arbeitsweise angewendet wird, wonach die einzelnen Teile aufeinanderfolgend zusammengebaut werden, wird es schwierig, die Erzeugnisse am Aufstellungsort zusammenzumontieren, was zu einem unbequemen, lästigen Transport der Teile führt, woraus eine schwerfällige Handhabung und Bedienung des herkömmlichen Koordinatenmeßgeräts resultiert.
Da bei dem üblichen Koordinatenmeßgerät die Anordnung so getroffen ist, daß Verschiebungen des Meßfühlers mit Bezug zur Oberfläche der Grundplatte zu messen sind, ist es notwendig, das den Meßfühler tragende Gestell parallel zur Oberfläche der Grundplatte zu bewegen.
Im Hinblick hierauf wurden bisher mit hoher Präzision fertigbearbeitete Führungsschienen parallel zueinander mit Hilfe von Formstücken für eine exklusive Verwendung und Schrauben an der Grundplattenoberfläche befestigt.
Hieraus folgend haben sich solche Nachteile herausgestellt, daß für die Anbringung der Führungsschienen außerhalb des Bereichs der Oberfläche der Grundplatte ein großer Arbeitsaufwand erforderlich ist, daß ein wirksamer, für das Auflagern eines auszumessenden Werkstücks zur Verfügung stehender Teil gering ist und daß ein Werkstück von großem Gewicht nicht von einer Seite der Richtplatte, um auf dieser gelagert zu werden,parallel bewegt werden kann.
Andererseits gibt es Fälle, in denen beispielsweise die Führung-scnienen an der Decke eines Gebäudes aufgehängt oder in denen diese Schienen über ein Bett am Boden ohne Verbindung mit der Grundplatte angeordnet werden. In diesem Fall ist ein großer Arbeitsaufwand notwendig, um eine Parallelität zwischen der Grundplattenoberfläche und diesen Führungsschicne., ; erhalten, und darüber hinaus müssen Maßnahmen gegen Erschüttrungen oder Schwingungen der Führungsschienen ergritfen werden, was erhöhte Kosten und eine verminderte Genauigkeit zur Folge hat.
Ferner ist bei dem herkömmlichen Koordinatenmeßgerät zwischen den Führungsschienen und dem Meßfühler-Traggestell ein Anschlag vorhanden, der ein Herunterfallen dieses Traggestells von den Führungsschienen verhindern soll.
Da der Anschlag jedoch an den Führungsschienen od. dgl. befestigt ist, wird das Meßfühler-Traggestell, wenn es gegen den Anschlag stößt und an diesem zum Halten gebracht wird, gebogen oder verformt, wodurch die Meßgenauigkeit herabgesetzt wird.
Bei einem Meßgerät der angegebenen Art, bei dem eine Genauigkeit in der Größenordnung von um verlangt wird, ist es ein unentbehrliches Erfordernis, eine Verformung od.dgl.
der Konstruktion des Meßfühler-Traggestells und anderer Teile zu verhindern. Bisher war man der Meinung, daß kaum die Möglichkeit oder Wahrschcinlichkeit für ein Anstoßen des Meßfühler-Traggestells gegen den Anschlag der an der für den Meßbereich als äußerste Grenze in Betracht gezoge- nen Stelle angeordnet ist, besteht,insofern hat man die obige Ausbildung akzeptiert.
Praktische Arbeiten jedoch beruhen in konzentrierter Weise auf den Lagebeziehungen zwischen dem zu vermessenden Werkstück und dem Meßfühler, und insofern erreicht das Traggestell für diesen häufig denGrenzbereich seines Bewegungsraumes. Darüber hinaus sind die Teile des Traggestells sehr ruhig und nahezu reibungslos bewegbar, weshalb dieses oft gegen den Anschlag stößt. Die Folge davon ist, daß sich der Nachteil einer fortschreitenden Verformung des Meßfühler-Traggestells bemerkbar macht, was zu einer verminderten Meßgenauigkeit führt.
Bei üblichen Koordinatenmeßgeräten kommen ferner Meßfühler mit entsprechend dem Verwendungszweck unterschiedlich ausgebildeten Taststücken oder -flächen an ihren Enden zum Einsatz. Bei den Befestigungskonstruktionen, mit denen jeweils einer dieser Meßfühler über ein Halteteil an der Spindel befestigt wird, werden die Schaftteile der Meßfühler in ihrer Gestalt für jeweils eine vorbestimmte Art von Meßgeräten identisch ausgebildet, und der Gestalt der Schaftteile angepaßte Bohrungen werden durch die Halteteile der Spindeln für die Meßfühler geführt, wobei zwischen diesen eine feste Anlage bzw. fester Eingriff bewirkt wird.
Insofern ist es bisher notwendig gewesen, verschiedene Meßfühler mit zueinander unterschiedlichen freien Enden für verschiedenartige Meßgeräte vorzusehen, was für den Gebrauch eine außerordentliche Erschwernis zum Ergebnis hat.
Wie erwähnt wurde, werden normalerweise die Schaftteile der Meßfühler von Meßgeräten der gleichen Art zueinander identisch ausgestaltet, es gibt jedoch Fälle, in denen in Abhängigkeit vom Verwendungszweck identische Ausgestaltungen nicht angewendet werden können. Ganz besonders wirkt bei Durchführung von Anreißarbeiten mit dem Meßfühler im Gegensatz zu einer normalen Berührung eine erhebliche Belastung auf den Meßfühler, weshalb bevorzugt wird,dessen Schaft im Durchmesser im Vergleich zu einem gewöhnlichen Meßfühler größer auszuführen. Das gilt auch dann, wenn ein Meßfühler mit einem sehr viel längeren Schaft als ein üblicher Fühler zum Einsatz kommt.
Um den Schaft stärker als einen üblichen auszubilden, war es bisher notwendig, die Gestalt der Spindel zu verändern.
Tatsache ist somit, daß die herkömmliche. Meßfühler, so wie sie sind, verwendenden Bedienungspersonen Unannehmlichkeiten ertragen mußten.
Bei herkömmlichen Meßgeräten der beschriebenen Art wurde ferner eine sog. Unversalsonde (Meßfühler) angewendet, bei der der vordere Endabschnitt mit Bezug zu ihrem Hauptteil verschwenkbar gemacht wurde. Dieser Meßfühler wurde mit Hilfe seines am Hauptteil einstückig ausgebildeten Schafts an einer Z-Achsenspindel befestigt, wobei der vordere Endabschnitt mit Bezug zur Axial-richtung der Spindel geneigt werden konnte.
Der herkömmliche Meßfühler kann mit der Innenwand einer in einer geneigten Fläche ausgebildeten Bohrung zur Anlage gebracht werden, wobei jedoch die Spindel selbst nicht gekippt, sondern lediglich in der Z-Achsenrichtung, d h. der vertikalen Richtung bewegt wird, woraus folgt, daß, weil die Verarbeitung des gemessenen Werts entsprechend der Berührung des Meßfühlers strikt dreidimensional auszuführen ist, Berechnungen erforderlich werden.
Hieraus folgt die Notwendigkeit für ein Koordinatenmeßgerät, mit dem die Tiefe einer in einer geneigten Fläche od.dgl.
ausgebildeten Bohrung ohne das Erfordernis von Berechnungen eindimensional verarbeitet oder ermittelt werden kann.
Aus der bei einem üblichen Meßgerät der erläuterten Bauart bestehenden Notwendigkeit heraus, die Messung in einem Zustand, in dem das zu vermessende WErkstück und der Meßfühler relativ zueinander bewegt werden, auszuführen, sind verschiedene Führungsschienen und ein längs dieser bewegbarer Block, der festgelegt werden kann, vorgesehen. Insofern wurde bei dem Meßgerät für die Ausführung von Präzisionsmessungen und für Messungen mit hoher Geschwindigkeit, was für ein Koordinatenmeßgerät gilt, eine Vorrichtung entwickelt, wobei die Führungsschienen und der festlegbare Block während einer Präzisionsmessung feinstufig verschoben werden, während sie unter Freigabe des Feinvorschubs bei einer Bewegung mit hoher Geschwindigkeit frei und von Hand geführt werden.
Die Feinvorschubeinrichtung der angegebenen Art, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 10 759/74 offenbart ist, umfaßt eine Schraubspindel, eine zu öffnende, mit dieser Spindel in Gewindeeingriff befindliche Schloßmutter sowie einen Arm, der die Schloßmutter hält und öffnet oder schließt; ein freier Vorschub und ein Feinvorschub können in Übereinstimmung mit dem öffnungs- oder Schließvorgang dieses Armes ausgeführt werden.
Diese herkömmliche Vorrichtung weist jedoch Nachteile auf insofern, als die Konstruktion kompliziert sowie teuer ist, und insofern, als bei einem versehentlichen Schließen der Schloßmutter während des freien Vorschubs die Hauptteile, z.B. die Schraubspindel u. dgl., beschädigt werden.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Koordinatenmeßgerät zu schaffen, bei dem der nutzbare Bereich einer Grundplatte, die eine Richtplatte od. dgl. sein kann, sehr viel größer als bei einem herkömmlichen Meßgerät ist.
Ausgehend von der Verwendung der Seitenflächen der Grundplatte, die bisher wegen einer möglicherweise geringeren Präzision, z.B. Ebenheit, als die Oberfläche der Grundplatte nicht beachtet wurden, wurde der Erfindungsgegenstand konzipiert. Um das oben genannte Ziel zu erreichen, wird erfindungsgemäß an der einen Seite der Grundplatte parallel zu deren Oberfläche eine Führungsschiene angebracht, die von der Grundplatte vorragt, es wird ein Meßfühler-Traggestell mit Bewegbarkeit längs der Führungsschiene vorgesehen, und es wird ein Lage- oder Stellungsbezug an dieser Führungsschiene festgelegt, wobei jegliches Hindernis an der Grundplatte, und zwar wenigstens an derjenigen Seite, an der die Führungsschiene sich befindet, beseitigt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, ein Koordinatenmeßgerät zu schaffen, das eine Führungsschiene aufweist, für die leicht eine Parallelität zwischen der Oberfläche einer Grundplatte und der Führungsschiene bei geringem Arbeitsaufwand erhalten werden kann.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist vorgesehen, diese Führungsschiene an einer Seitenfläche einer Grundplatte mit Hilfe eines Klebemittels direkt oder durch ein Zwischenglied zu befestigen, und in diesem Fall wird die Befestigung mittels einer Spannvorrichtung derart herbeigeführt, daß die Achse der Führungsschiene parallel zur Oberfläche der Grundplatte verläuft.
Noch ein Ziel der Erfindung ist darin zu sehen, ein Koordinatenmeßgerät zu schaffen, bei dem, selbst wenn das Meßfühler-Traggestell das Ende seinesBewegungsbereichs erreicht, keine schädliche Been:t=l ussung dieses Traggestells erfolgt.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird nrfindungsgemäß vorgesehen, daß eine Führungsschiene, die an einer Seitenfläche einer das zu vermessende Werkstück tragenden Grundplatte angeordnet ist,an ihren beiden Enden mit Stoßdämpfern ausgestattet ist, von denen jeder ein längs der Führungsschiene bewegbares Glied und ein stoßdämpfendes Element, das als Feder od. dgl. ausgebildet und zwischen die Führungsschiene sowie das bewegbare Glied geschaltet ist, aufweist. Damit kann, auch wenn das längs der Führungsschiene bewegbare Traggestell gegen einen Stoßdämpfer .anschlägt, der daraus resultierende Stoß absorbiert werden, was einen schädlichen Einfluß auf das Meßfühler-Traggestell vermeiden läßt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung wird darin gesehen, ein Koordinatenmeßgerät derart auszubilden, daß auch bei Änderung der Gestalt der Meßfühler, einschließlich einer Durchmesservergrößerung, einer Längenänderung od. dgl., der Meßfühler an seiner Spindel ohne das Erfordernis einer Veränderung in deren Gestalt befestigt werden kann.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine bewegliche Spindel mit einem Meßfühler -Befestigungsteil geschaffen wird, welches ein hohlzylindrisches Teil aufweist, wobei der Meßfühler in dem Befestigungsteil nicht direkt, sondern über einen entfernbaren Adapter, d.h. eine Meßfühler -Befestigungshülse, gehalten wird.
Diese Befestigungshülse wird, wie es erforderlich ist, ausgetauscht, so daß Meßfühler mit unterschiedlichen Durchmessern u. dgl. befestigt werden können.
Ferner liegt ein Ziel der Erfindung darin, ein in einfacher Weise zusammenzubauendes, justierbares und darüber hinaus sehr kostengünstiges Koordinatenmeßgerät zu schaffen.
Zur Erreichung dieses Ziels geht die Erfindung davon aus, daß es - frei vom herkömmlichen Denken - bei diesen Meßgeräten letztendlich genügt, daß der Meßfühler akkurate Bewegungen in Richtung der X-, Y- und Z-Ache ausführt.
Das bedeutet im Gegensatz zur herkömmlichen Praxis, daß nach der Montage des Geräts eine Präzisionsmessung unter unmittelbarer Verwendung des Meßfühlers ausgeführt wird, worauf auf der Grundlage des so erhaltenen Ergebnisses, falls irgendein Fehler in der Genauigkeit gefunden wird, Einregeluigen in Richtung der X-, Y- und Z-Achse nur an einem Teil ausgeführt werden, ohne die Konstruktion als Ganzes zu erfassen. Es wird also eine Justiereinrichtung vorgesehen, mit der man in der Lage ist, den Meßfühler auf der X-, Y- und Z-Achse zu verschieben, und eine Justiereinrichtung wird an die Stelle der Verbindung einer Schlitten-Führungsschiene, die zwischen zwei auf einer Grundplatte errichteten Ständern sich erstreckt, mit wenigstens einem der Ständer gelegt, so daß eine NacEtellung für die Genauigkeit mit diese 'ustiereinrichtung herbeigeführt und damit das oben herausgestellte Ziel erreicht wird.
Jedoch kann das angegebene Ziel noch besser erreicht werden, indem erfindungsgemäß ein den Abstand zwischen einem Ständerpaar festlegender Querbalken von vorbestimmter Länge an einer oberhalb der oberen Endlage in der Bewegung des unteren Endes des Meßfühlers gelegenen Stelle fixiert wird, wobei die Funktion des Festlegens des Abstandes zwischen den beiden Ständern und die Funktion eines Schlittens getrennt werden im Gegensatz zum Stand der Technik, wobei eine unitäre Einheit gebildet wurde, d.h., es kommen hier ein Querbalken und eine Schlittenführung zur Anwendung, so daß eine Justierung der Schlitten-Führungsschiene ermöglicht wird. Darüber hinaus gilt als Bezugspunkt für die Ständer nur eine der an gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte in Y-Richtung angeordneten Führungsschienen, so daß die Verbindung des Ständers mit der anderen der Führungsschienen frei ist, was die Montage erleichtert. Eine durch die erwähnte freie Verbindung zu befürchtende Lösung von der Führungsschiene wird durch den den Ständerabstand bestimmendefl Querbalken verhindert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Koordinatenmeßgeräts, mit dem es möglich ist, eine Tiefe, einen Durchmesser od. dgl. einer in einer geneigten Fläche befindlichen Bohrung bei einer eindimensio.ialen Bewegung, d.h. einer Bewegung lediglich der den Meßfühler haltenden Spindel, zu vermessen.
Zur Erreichung dieses Ziels wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Schlitten verschiebbar an einer zwischen Ständern eines Meßfühler-Traggestells und oberhalb einer Grundplatte verlaufenden Führungsschiene gelagert und an diesem Schlitten ein Spindelsupport drehbar angebracht wird, der eine einen Meßfühler aufnehmende Spindel längs ihrer Achse bewegbar trägt, wobei die Drehachse des Supports rechtwinklig sowohl zur Bewegungsrichtung des Schlittens wie zur Bewegungsrichtung der Spindel, d.h. in einer Richtung senkrecht zu der die Bewegungsrichtungen von Schlitten und Spindel enthaltenden Ebene, verläuft und wobei die Bewegungsrichtung der Spindel geneigt sein kann, so daß diese Neigung parallel, rechtwinklig oder anders zu einer zu vermessenden Fläche eingestellt werden kann.
Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, ein Koordinatenmeßgerät zu schaffen, bei dem der in Neigungslage zu bringende Spindelsupport mit einer vereinfachten Konstruktion genau positioniert werden kann und bei dem die Pdsitioniereinrichtung außerhalb der Bewegungsbahn des Spindelsupports liegt, wenn die Positionierung aufgehoben wird.
Zum Erreichen dieses Ziels sieht die Erfindung vor, daß ein erstes sowie zweites Teil, die jeweils einen Gewindesowie einen Kegelabschnitt haben, welche miteinander zum Eingriff zu bringen sind, jeweils entweder am Schlitten oder am Spindelsupport, die relativ zueinander bewegbar sind, befestigt werden, so daß durch das Gewinde eine Fixierwirkung,durch die Kegelform eine Führungswirkung erzeugt werden, die zusammen zu einem Positionieren mit hoher Präzision ohne die Notwendigkeit eines hohen Kraftaufwands beitragen. Die Anordnung eines Löse- oder Freigabeglieds, das das erste sowie zweite Teil in getrennter Lage hält, verhindert, daß beide Teile während der Drehung des Schlittens gegeneinanderstoßen.
Weiterhin ist es ein Ziel der Erfindung, ein Koordinatenmeßgerät mit einer Feinvorschubeinrichtung von vereinfachter Konstruktion, niedrigen Herstellungskosten und leichter Handhabung zu schaffen.
Die Erfindung geht hierbei frei von dem herkömmlichen Gedanken aus, daß ein Feinvorschub durch ein schraubbar mit einer Schraubspindel verbundenes Mutterteil gelöst wird. Um das gesteckte Ziel zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß an @inem festlegbaren Block, der durch ein Feinvorschubelement relativ zu einer Führungsschiene bewegbar ist, ein Bügel befestigt wird derart, daß er drehbar und mit Bezug zur Führungsschiene in deren Längsrichtung bewequbar ist. Dieser Bügel ist mit zwei eindnder der art gegenüb@stehenden Querstücken versehen, daß sie die Führungsschiene in radialen Richtungen dieser festklemmen.
Weiter ist ein Schwenkkloben an einem der belden Querstücke in einer Gegenüberlage zur Führungsschiene befestigt, ein ais Schraube od. dgl. ausgebildetes Klemmelement ist in dem Schwenkkloben linear beweglich angeordnet und klemmt im Zusammenwirken mi L dem anderen Querstück gegen die Führungsschiene, war, ein( Laqefixi erung bewirkt, wobei iii diesem fixierten Zustand die [setätigung des Feinvorsch@belements eine Feinverstellung ermöglicht. Des weiteren wird eine als Blattfeder od. dgl. ausgebildete Kraltquelle von gesehen. um das @ndere der Querstücke von der @@hrungs schien@ zu trennen, wenn das Klemmelement zurückge@ogen wird, s@ daß damil eine freie Bewegung zwischen der Füh rungsschiene und dem @esllegbaren @auteil geslchert Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Ausführungsform eines Koordinatenmeßgeräts; Fig. 4 eine Draufsicht auf das Meßgerät; Fig. 5 eine vergrößerte, teilweise abgebrochene Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Hauptteile; Fig. 6 eine Frontansicht zu Fig. 5; Fig. 7 eine geschnittene Darstellung der Anordnung in einem festlegbaren Führungs- bzw. Klemmblock; Fig. 8 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Feinvorschubeinrichtung; Fig. 9 eine Schnittdarstellung der Feinvorschubeinrichtung von Fig. 8; Fig.10 eine vergrößerte Schnittansicht eines bei dem Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommenden Stoßdämpfers; Fig.11 eine vergrößerte, teilweise abgeschnittene Perspektivansicht des Meßfühler-Schlittens; Fig.12 die Frontansicht zu Fig. 11; Fig.13 einen Schnitt durch Meßfühler-Schlitten und -Support; Fig.14 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils der inneren Anordnung des Schlittens; Fig.15 den Schnitt nach der Linie XV - XV in der Fig. 13; Fig.16 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des unteren, teilweise geschnittenen Teils der Meßfühler-Spindel; Fig.17 den Schnitt nach der Linie XVII - XVII in der Fig.13; Fig.18 eine teilweise geschnittene, abgebrochene Frontansicht einer Positionierspannvorrichtung; Fig.19 bis 24 perspektivische Ansichten von zueinander verschiedenartigen Anwendungsfällen für den Erfindungsgegenstand; Fig.25 einen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform für eine Führungsschiene; Fig.26 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform für eine Führungsschiene; Fig.27 eine noch weitere Führungsschienenausbildung; Fig.28 eine weitere abgewandelte Ausführungsform für eine Führungsschiene; Fig.29 und 30 vergrößerte Schnittdarstellungen für unterschiedliche weitere Ausbildungen einer Positioniereinrichtung; Fig.31 eine Schnittdarstellung der wesentlichen Teile zur Befestigung der Schlitten-Führungsschiene gemäß einer abgewandelten Ausführungsform.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 17 wird eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf ein Koordinatenmeßgerät beSchrieen.
Gemäß der in Fig. 3 gezeigten Gesamtansicht weist eine als abgezogene Richtplatte von im wesentlichen parallelepipedischer Gestalt ausgebildete Grundplatte 21 an ihrer oben liegenden Fläche eine Vielzahl von Gewindebohrungen 22 für die Befestigung eines zu vermessenden Werkstücks und ferner an ihrer front- sowie rückseitigen Stirnfläche, die rechtwinklig zur Längserstreckung der Platte liegen, im Querschnitt L-förmige Griffstücke 23 auf. An den gegenüberliegenden Seitenflächen der Grundplatte 21 sind lösbar Führungsschienen 31 bzw. 32 angebracht, die führende Teile in Richtung der Y-Achse bilden. Diese Führungsschienen 31, 32 haben in der Längs- oder Y-Achsenrichtung der Grundplatte 21 eine größere Länge als diese (s. Fig. 4) und sind unterhalb der Oberfläche der Grundplatte sowie zu jener parallel angeordnet, wobei sie von den Seitenflächen der Platte 21 vorstehen. Die Anordnung der Führungsschienen 31,32 unterhalb der Oberfläche der Platte 21 heißt in diesem Fall, daß die oben liegenden Flächen der Führungsschienen 31, 32 bündig mit der oder tieter als die Plattenoberfläche angeordnet sind. Ferner sind beide führt ngsschienen 31, 32 so gestaltet, daß gegenüberliegende Seiten eines Rund stabes parallel zueinander abgeschliffen sind, wobei die Querschnittsform des Stabes oder der Säule rechtwinklig zu dessen bzw. deren Längserstreckung im wesentlichen ein Oval ist, das aus Kreisbogenabschnitten und geradlinigen Abschnitten (s. Fig. 6) besteht. Weiterhin ist an einer der Führungsschienen - hier ist es die in Fig. 3 vorne liegende Führungsschiene 31 - eine außenliegende lange Skala 33, auf die noch eingegangen werden wird, haftend befestigt.
Von den Führungsschienen 31, 32 werden einander gegenüberliegende prismatische Ständer 41, 42 getragen, die längs dieser Schienen 31, 32 - also in der Y-Richtung -bewegbar sind. Zwischen den mittigen Bereichen der Ständer 41, 42 erstreckt sich ein Querbalken 43 in Rundstabform, der einen vorbestimmten Abstand zwischen den beiden Ständern 41, 42 in Richtung der X-Achse festlegt. Ferner erstrecken sich zwischen den oberen Endbereichen der Ständer 41, 42 durch Verbindungsstücke 44 bzw. 45 Schlittenführungsschienen 46, 47 aus Rundstäben und eine Schlitten-Feinvorschubschiene 48 aus einem Rundstab in der Weise, daß sie rechtwinklig zu den Führungsschienen 31, 32 und in einer zur Oberfläche der Grundplatte 21 parallelen Richtung - also in der X-Achsenrichtung - verlaufen. An den Schlittenführungsschienen 46, 47 ist ein kastenförmiger Schlitten 49 so gelagert, daß er längs dieser Schienen in der X-Richtung bewegbar ist. Am Schlitten 49 ist ein kastenförmiger Spindelsupport 51 über eine Winkelmeßeinrichtung 50 derart gelagert, daß er um die Y-Achse schwenkbar ist. Der Support 51 trägt eine in Richtung seiner Mittelachse verschiebbare Spindel 52, die so geführt ist, daß sie in Richtung der Z-Achse - also in vertikaler Richtung - bewegbar ist, wenn die Neigung oder Schwenkung des Supports 51 gleich Null ist. Damit ist der Meßfühler 53 nach Wunsch relativ zur Grundplatte 21 und einem zu vermessenden, auf der Platte 21 befestigten Werkstück 54 in den Richtungen der sich rechtwinklig schneidenden X-, Y- und Z-Achsen in übereinstimmung mit einer Bewegung des Schlittens 49 in der X-Richtung, mit der Bewegung der Ständer 41, 42 in der Y-Richtung und mit der Bewegung der Spindel 52 in der Z-Richtung bewegbar. Die Ständer 41 und 42, der Querbalken 43, die Verbindungsstücke 44 und 45, die Schlittenführungsschienen 46 und 47, der Schlitten 49, die Winkelmeßeinrichtung 50, der Spindelsupport 51 sowie die Spindel 52 bilden zusammen ein Meßfühler-Traggestell 40.
Wie die Fig. 4 und-- 6 erkennen lassen, sind an den gegenüberliegenden Seitenflächen der Grundplatte in Richtung der Y-Achse mehrere Sacklöcher 24 in Aufeinanderfolge ausgebildet, in die an den Endabschnitten von Tragzapfen 25, die Ful;rl,,gstlienenträger bilden, ausgestaltete, im Durchmesser reduzierte Teile 25A mit Hilfe eines Klebemittels 26 eingeklebt sind, so daß sie eindeutig festgehalten sind (s. Fig. 6). Hierzu werden durch kreuzweises Riffeln Unregelmäßigkeiten an den Außenflächen der reduzierten Teile 25A erzeugt, so daß die Haftfestigkeit verbessert werden kann. Ferner ist jeder der Tragzapfen 25 an seinem äußeren Ende mit einem mit ihm einstückigen, über eine Abstufung 25B im Durchmesser verminderten Vorsprung 25C versehen. Eine V-förmige Nut 25D ist im mittleren Teil des Vorsprungs 25C rund um seinen gesamten Umfang ausgebildet.
An den inneren Seitenflächen der beiden Führungsschienen 31, 32 sind an den von den gegenüberliegenden Seitenwänden der Grundpaltte 21 vorragenden Tragzapfen 25 jeweils entsprechenden Stellen Sacklöcher 31A, 32A ausgebildet, in die die Vorsprünge 25C der Tragzapfen 25 eingreifen können. Von den Kreisbogenflächen der im Querschnitt ovalen Führungsschienen 31, 32 her sind an jeweils den'Sacklöchern 31A, 32A zugekehrten Stellen je zwei Gewindebohrungen 31B, 32B zu den Sa-klöchern geführt, und in diese Gewindebohrungen 31B, 32B sind Klemmschrauben 34 mit kegel- förmigen Spitzen eingedreht. Die Mittellinie der V-Nut 25D und die Mittelachse der Klemmschraube 34 sind in ihrer Lage voneinander verschoben, wobei die Richtung der Verschiebung so ist, daß die Mittelachse der Klemms-hraube 34 zur vorderen Endseite des Vorsprungs 25C von der Mittellinie der V-Nut 25D aus verlagert ist. Dadurch ist es möglich, wenn die kegelförmigen Spitzen der Klemmschrauben 36 gegen die Wandflächen der V-Nuten 25D stoßen', die Stirn-flächen der Abstufungen 25B der Tragzapfen 25 gegen geradlinige Teile am Querschnitt der jeweiligen Führungsschienen 31,32 zu pressen, so daß an den Befestigungsstellen zwischen den Führungsschienen und ihren Tragzapfen 25 Einstellungen vorgenommen werden können. Zusätzlich wird, wenn beide Führungsschienen 31, 32 mit der Grundplatte 21 durch die Tragzapfen 25 verklebt und fest verbunden sind, die Haftung mittels einer Positionierspannvorrichtung 400 (s. Fig. 18), auf die noch eingegangen werden wird, bewirkt, wobei die jeweiligen Führungsschienen 31, 32 an der Oberfläche der Grundplatte 21 parallel zu dieser mit hoher Genauigkeit befestigt werden und insbesondere die Führungsschiene 31 eine Genauigkeit annehmen kann, die dazu ausreichend ist, als Lagebezug für das Meßgerät zu dienen.
An der außenliegenden Seitenfläche einer der beiden Führungsschienen 31, 32 - hier ist es die Schiene 31 - ist über deren gesamte Länge eine Kehle 31C parallel zur Mittelachse der Schiene 31 ausgebildet und mit hoher Genau4g,keit unter gleichzeitigem Polieren oberflächenbearbeitet, so daß sie parallel zur außenliegenden Seitenfläche der Schiene 31 ist. Die bereits erwähnte Skala 33 wird durch Kleben in dieser Kehle 31C befestigt; die Skala 33 kann beispielsweise von reflektierender Art sein, wobei eine längslaufende Skaleneinteilung von pm-Größenordnung an der Oberfläche eines Blechstreifens aus rostfreiem Stahl aufgetragen ist.
Ein ein festlegbares Bauteil darstellender Verriegelungs-oder Klemmblock 61 ist am unteren Endteil des einen Ständers 41 befestigt. Rollensätze, die jeweils aus drei Rollen 62, 63, 64 bestehen, sind an je einer der einander in Längs- oder Y-Richtung gegenüberliegenden Enden des Klemmblocks 61 vorgesehen. Die Richtungen der zu den Umfangsflächen dieser Rollen 62, 63, 64 senkrechten Linien sind zueinander um 1200 versetzt, und die auf den Drehzapfen 69A der Rolle 62 aufgesetzte Buchse wie auch die auf die Drehzapfen 63A, 64A der Rollen 63, 64 aufgesetzten Buchsen sind um vorgegebene Werte jeweils zu den Achsen der'Drehzapfen verschoben, so daß die Richtungen der zu den Umfangsflächen der Rollen 62, 63, 64 senkrechten Linien einregelbar sind und diese Rollen zuverlässig mit der Schiene 31 zur Anlage gebracht werden können Ferner ist die Rolle 62 aus dem Rollensatz so ausgestaltew, daß sie eine vergleichsweise große Breite hat, da diese Rolle mit je geradlinigen Teil des Querschnitts der Führungsschiene 31 zur Anlage kommt, während die anderen Rollen 63, 64 mit geringerer Breite ausgestaltet sind, weil diese an den kreisbogenförmigen Teilen der Führungsschiene 31 anliegen.
Des weiteren ist diese Schiene 31 an drei, jeweils um 120" versetzten Stellen mit den drei Rollen 62, 63, 64 in Berührung, so daß der Klemmblock 61, d.h. der Ständer 41, keine Bewegung in Richtung der X- und Z-Achse ausffihren kann.
Der Klemmblock 61 ist mit einem Meßgerät 70 versehen, das einen Verschiebungsfühler für die Y-Achse darstellt und dazu dient, eine Bewegungsgröße des Meßelement-Traggestells 40 in Richtung der Y-Achse im Zusammenwirken mit der erwähnten Skala 33 (s. Fig. 5 und 7) zu messen Das Meßgerät 70 umfaßt die folgenden Tei-le: eine Teilstrichskala 71 mit einer zu derjenigen der Skala 33 gleichartigen, auf ei ner lichtdurchlässigen Platte aus Glas od.dgl. ausgebildeten Einteilung; ein Licht abgebendes Element 72, das als Lichtquelle Licht auf die Oberfläche der Skala 33 durch die Teilstrichskala -71 aussendet; ein Licht empfangendes Element 73, das das vom Element 72 ausgesandte und von der Skala 33 reflektierte Licht empfängt. Das Meßgerät 70 kann eine Bewegungsgröße des Traggestells 40 in ,Richtung der Y-Achse durch einen im Lichtempfangselement 73 über eine Änderung im Wert des bei Helligkeit oder Dunkelheit beider Skalen 33 und 71 aufgrund deren Relativbewegung zueinander empfangenen Lichts erzeugten sinuswellenartigen Strom ,messen. Die optischen Achsen des Licht abgebenden Elements 72 und des Licht empfangenden Elements 73 sind hierbei in V-Form angeordnet, so daß das vom Element 72 ausgesandte Licht an der Skala 33 reflektiert wird und zuverlässig das Lichtempfangselement 73 erreicht.
Ein Klemmblock 65 ist am unteren Teil des anderen Ständers 42 befestigt (s. Fig. 6), und an den in Längs- bzw.
Y-Richtung einander gegenüberliegenden Enden dieses Blocks 65 sind jeweils aus zwei- Rollen 66, 67 bestehende Rollensätze vorgesehen. Diese Rollen 66, 67 sind mit 180° Abstand zueinander an der Umfangsfläche der Schiene 32 angeordnet, wobei die auf die Drehzapfen 66A, 67A der Rollen 66, 67 aufgesetzten Buchsen um vorbestimmte Werte von der jeweiligen Drehzapfenachse versetzt sind, so daß die Richtungen der zu den Umfangsflächen der Rollen 66, 67 senkrechten Linien in ihrer Lage einregelbar sind und diese Rollen mit der Führungsschiene 32 betriebszuverlässig zur Anlage kommen. Die Führungsschiene 32 ist hierbei mit den beiden Rollen 66, 67 an zwei um jeweils 1800 versetzten Stellen in Berührung, so daß die beiden Rollen 66 und 67, d.h. der Ständer 42, in Achsrichtung des Tragzapfens 25 - also in X-Richtung - bewegbar sind.
Ferner ist der Klemmblock 61 mit einer Feinvorschubeinrichtung 80 für das Meßelement-Traggestell 40 versehen. Wie die Fig. 8 und 9 zeigen, umfaßt diese Feinvor$hubeinrichtung 80 die folgenden Teile: einen - bei Betrachtung von der Seite - kopfstehenden, C-förmigen Bügel 81, der an seinem Ober- und Unterteil mit je einem Querstück 81A, 81B ausgestattet ist, deren vordere Endabschnitte jeweils dem oberen und unteren Kreisbogenabschnitt der Führungsschiene 31 zugewandt sind; eine Regulierwelle 82 für den Feinvorschjb, die an ihrem einen Ende mit einem Feingewindeteil 82A versehen ist, das in einen Ansatz am C-förmigen Bügel 81 eingeschraubt ist, und die über eine Büchse 83 im Klemmblock 61 drehbar gelagert ist, wobei ihr anderes Ende aus dem Klemmblock 61 herausragt und fest mit einem Griff 84 versehen ist; einen Schwenkkloben 85, der in einer Ausnehmung 81C im vorderen Ende des oberen Querstücks 81A des Bügels 81 an einem Stift 85A schwenkbar ist; eine Klemmschraube 87, die den Schwenkkloben 85 durchsetzt und in dieser - linear bewegbar - eingeschraubt ist sowie an ihrem unteren Ende mit der oben liegenden Fläche der Führungsschiene 31 zur Anlage kommen kann, während ihr oberes Ende aus einem im Klemmblock 61 ausgebildeten Schlitz olA herausragt und mib einer staubdichten, den Schlitz 61A blockierenden Abdeckung 86 gesichert ist; eine ein elastisches Glied darstellende Feder 88 in U-Form, deren eines Ende an der unteren Fläche des Ansatzes am C -förmigen Bügel 81 befestigt und deren anderes Ende nach einwärts zurückgebogen ist; einen Drehbolzen 89 zum Zurückstellen des Bügels, der in der Lage ist, an seiner Umfangsfläche mit dem zurückgebogenen inneren Ende der Feder 88 sowie mit der Innenfläche des oberen Querstücks 81A des Bügels 81 in Berührung zu kommen und vom Klemmblock 61 getragen wird.
Die Feinvorschubeinrichtung 80 wird so betätigt, daß die Klemmschraube 87 einwärts gedreht wird, um die Führungsschiene 31 zwischen sich und dem unteren Querstück 81B des Bügels 81 festzuklemmen, so daß der Klemmblock 61 des Traggestells 40 über den Bügel 81 und die Klemmschraube 87 im wesentlichen an der Führungsschiene 31 befestigt ist. In diesem Zustand führt eine Drehung der Regulierwelle 82 zu einer feinen Relativbewegung von Bügel 84 und Regulierwelle zueinander, so daß das Meßfühler-Traggestell 40 fein an der Führungsschiene 31 bewegt werden kann. Wenn andererseits die Klemmschraube 87 gelöst wird, um die Anlage an der Führungsschiene 31 aufzuheben, so wird der Klemmblock relativ zur Schiene 31 frei beweglich, wodurch auch das Traggestell 40 in gleicher Weise bewegbar wird. In diesem Call wird durch die Kraft der U-Feder 88, deren eines Ende am Drehbolzen 89 anliegt, der Bügel 81 zuverlässig von der Umfangsfläche der Schiene 31 gelöst.
Von den beiden Führungsschienen 31, 32 ist die eine -die Schiene 31 - an ihren beiden Enden jeweils mit Stoßdämpfern 90 versehen, während an den Enden der anderen Führungsschiene 32 jeweils Anschläge 95 angebracht sind (s. Fig. 4 und 5). Wie die Fig. 10 in größerem Maßstab zeigt, umfaßt jeder Stoßdämpfer 90 die folgenden Teile: ein Zylinderglied 91 als bewegbares Teil, das auf ein im Durchmesser vermindertes Teil 31D am Ende der Führungsschiene 31 aufgesetzt ist und eine innere umlaufende Rippe 91A hat, die gegen eine abgestufte, zwischen dem Teil mit vollem und dem Teil 31D mit vermindertem Durchmesser der Schiene 31 ausgebildete Stirnfläche 31E stoßen kann; einen Federteller 92, der in den Endabschnitt der Schiene 31 eingeschraubt ist und einen gegenüber dem Durchmesser des reduzierten Teils 31D größeren, gegenüber dem Innendurchmesser des Zylinderglieds 91 kleineren Durchmesser hat; eine zwischen den Federteller 92 und die innere Rippe 91A des Zylinderglieds 91 eingesetzte Druckfeder 93, die ein Druck-oder Stoßdämpfermittel bildet, um das Zylinderglied 91 konstant gegen die abgestufte Stirnfläche 31E zu drücken.
Jeder der Stoßdämpfer 90 arbeitet so, daß, wenn der Klemmblock 61 (um genau zu sein: eine auf dem Block 61 angebrachte Abdeckung) gegen das Ende des Zylinderglieds 91, das sich über den Teil mit vollem Durchmesser der Führungsschiene 31 erstreckt, stößt, die Druckfeder 93 verformt wird, so daß ein Schlag auf den Klemmblock 61 oder das Meßfühler-Traggestell 40 abgemindert werden kann.
Wie erwähnt wurde, werden die im Durchmesser gegenüber dem der Führungsschiene 32 größeren Anschläge 95 an den einander gegenüberliegenden Enden dieser Schiene 32 befestigt.
Wie Fig. 6 zeigt, sind der Ständer 41 und der Querbalken 43 miteinander so verbunden, daß die Stirnfläche des Querbalkens gegen die innen liegende Wand des Ständers stößt. Eine mit einem Bund am Ständer 41 festgelegte Büchse 101 ist in eine am Endteil des Querbalkens 43 ausgebildete Vertiefung 43A eingesetzt, wobei ein die Büchse 101 durchsetzender Schraubenbolzen 102 in den Querbalken 43 eingeschraubt ist, so daß der Ständer 41 am Querbalken 43 durch die Zugkraft des Kopfschraubenbolzens 102 befestigt ist. Der Ständer A, und der Querbalken 43 sind in gleichartiger Weise miteinander verbunden. Der querbalken 43 wird in seiner Länge von Endfläche zu EndflGche genau einem vorbestimmten Wert entsprechend ausgebildet, wobei die End- oder Stirnflächen senkrecht zur Querbalkenachse gefertigt werden, so daß der Abstand zwischen den beiden Ständern 41, 42 genau mit der Länge des Querbalkens übereinstimmt, wenn die Schraubenbolzen 102 angezogen sind.
Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, umfaßt das Verbindungsstück 44 die folgenden Teile: einen Verbindungskloben 111, dessen Breite geringer ist als der Abstand zwischen der Front- und Rückwand des Ständers und der zwischen die beiden Seitenwände eingesetzt sowie mit etwas Spielraum za schen diesen gehalten ist; am Kloben 111 derart befestigte Buchsen 113 und 114, daß sie diesen in der X-Richtung durchsetzen, wobei die Buchsen in sich an den Endabschnitten der Schlitten-Führungschienen 46, 47 mit geringem Durchmesser ausgebildete Teile aufnehmen; mit Bunden versehene Schalen 115 und 116, die teilweise in die Buchsen 113, 114 eingesetzt sind, wobei ihre Bunde jeweils mit Stirnflächen der Buchsen 113, 114 in Anlage sind; die Schalen 115, 116 durchsetzende Schrauben 117, 118, die in die Endabschnitte der Schlitten-Führungsschienen 46, 47 einge- schraubt sind, um somit diese beiden Schienen 46, 47 mit de Verbindungskloben 111 zu verbinden; als Schraubteile ausgebildete Positionierstutzen 122, 123 und 124, die mit ihren einen Endflächen gegen einen oberen sowie unteren Teil an der rechten Seite bzw. gegen einen mittigen Teil an der linken Seite des Verbindungsklobens 111 stoßen, wie Fig. 5 zeigt, und die an ihren anderen Endflächen mit linearer Beweglichkeit einstellbar in Verstärkungsgewinderinge 119, 120, 121 eingeschraubt sind, welche ihrerseits jeweils an den Seitenwänden des Ständers 41 befestigt sind; durch die Positionierstutzen 122, 123, 124 geführte Schüben 125, 126 und 127, die in den Verbindungskloben 111 eingeschraubt sind, um somit die Positionierstutzen festzulegen; einen als Schraubteil ausgebildeten Positionierstutzen 129, dessen eines Ende gegen die untere Fläche des Verbindungsk-lobens 111 stößt und dessen anderes Ende mit linearer Beweglichkeit einstellbar in eine Verstärkungsplatte 128 des Ständers 41 eingeschraubt ist; eine Schraube 130, die den Positionierstutzen 129 durchsetzt und in den Verbindungskloben 111 eingeschraubt ist, um somit den Stutzen 129 festzulegen.
Die Posiionierstutzen 122, 123, 124 und 129 werden in ihren Lagen eingestellt, so daß die Schlitten-Führungsschienen 46, 47 und damit wiederum der Meßfühler 53 in ihren Lagen in Richtung der X-, Y- und Z-Achse justiert werden können.
Die Justiereinrichtung wird also von den Positionierstutzen 122, 123, 124, 129 sowie den Schrauben 125, 126, 127, 130 gebildet.
Soweit das andere Verbindungsstück 45 betroffen ist, ist in Fig. 3 nur der Verbindungskloben 112 gezeigt. Die Konstruktionsgesichtspunkte sind im übrigen zu denen des Verbindungsstücks 44 gleichartig, und die Lagejustierung in Richtung der X-, Y- und Z-Achse kann in der gleichen Weise wie bei dem Verbindungsstück 44 bewirkt werden.
In Fig. 11 ist die zwischen den oberen Enden der Verbindungskloben 111, 112 der beiden Verbindungsstücke 44, 45 sich erstreckende Schlitten-Feinvorschubschiene 48 zu sehen, die in ihrer Axialrichtung bewegbar ist. Der in den Verbindungskloben 111 eingesetzte Teil der Feinvorschubschiene 48 ist mit einem (nicht gezeigten) Feingewinde versehen, auf das eine Justiermutter 141 geschraubt ist. Diese Mutter 141 wird vom Verbindungskloben 111 so gehalten, daß sie in ihrer Achsrichtung unbeweglich ist, während bei Drehung der Justiermutter die Feinvorschubschiene 48 sich um einen sehr kleinen Wert in der Achsrichtung bewegen kann. Der mittlere Teil der Feinvorschubschiene ist verschiebbar durch zwei Konsolen 142, 143 geführt, welche auf der oberen Fläche des Schlittens 49 stehend angebracht sind. Wenn die Feinvorschubschiene 48 durch eine i1i die Konsole 142 eingedrehte Klemmschraube 144 festgeklemmt wird, so werden die Schiene 48 und der Schlitten 49 zu einem einheitlichen Ganzen zusammengefaßt. 1. diesem Zustand bewirkt eine Drehung der Justiermutter 141 eine feine Verschiebung des Schlittens 49 in der X-Richtung. An der oberen Schlitten-Führungsschiene 46 ist eine Skala 145 fest angebracht, und eine Bewegungsgröße des Schlittens 49 und damit des Meßfühlers 53 in Richtung der X-Achse kann durch Vennittiung der Skala 145 sowie eines Fühlers 181 (Verschiebungsfühler in Richtung der X-Achse), der im Schlitten 49 vorgesehen ist (s. Fig. 13)erfaßt werden.
Eine Supportwinkel-Feineinstellschraube 151 ist zwischen den beiden Konsolen 142, 143 des Schlittens 49 drehbar, aber axial unbewegbar gehalten, ein Gewindeglied 152 ist auf diese Feineinstellschraube 151 geschraubt, eine Feststellschraube 153 ist in eine im unteren Teil des Gewindeglieds 152 ausgebildete U-Kehle 152A (s. Fig. 13) eingesetzt und in das vordere Ende eines an einem drehbaren Arm 154 angebrachten Querriegels 154t eingedreht. Somit ist, wenn die Feststellschraube 153 gelockert wird, das Gewindeglied 152 in Übereinstimmung mit der Drehung der Feineinstellschraube 151 bewegbar, während bei festgezogener Feststellschraube 153 die Feineinstellschraube 151 nicht drehbar ist. Das untere Ende des drehbaren Arms 154 ist über einen Führungsstein 183 mit einer drehbaren Zentralwelle 182 des Spindelsupports 51 fest verbunden. Eine in den drehbaren Arm 154 eingesetzte Klemmschraube 155 bringt bei ihrem Eindrehen den Führungsstein 183 in Druckanlage mit der Zentralwelle 182, so daß der drehbare Arm 154 wie ein Stück mit der drehbaren Zentralwelle 182 verbunden ist.
Aus diesem Grund ist im gelösten Zustand der Klemmschraube 155 der Spindelsupport 51 relativ zum Schlitten 49 verschwenkbar. Andererseits kann bei angezogener Klemmschraube 155 der Spindelsupport 51 in einem gewünschten Winkel festgelegt werden. Ferner kann bei angezogener Klemmschraube 155, bei gelöster Feststellschraube 153 und bei Drehung der Feineinstellschraube 151 die Neigung des Spindelsup-ports 51 fein eingestellt werden. Darüber hinaus kann die Neigung des Supports 51 zu diesem Zeitpunkt durch eine Hauptskala 156 sowie eine Hilfsskala 157 der winkelmeßeinrichtung 50 genau abgelesen werden. Hier ist die Hauptskala 156 am Schlitten, die Hilfsskala 157 dagegen am Spindelsupport 51 vorgesehen, jedoch kann diese Anordnung auch umgekehrt werden. Zwischen den Führungssstein 183 und eine Vertiefung im drehbaren Arm 154 ist des weiteren eine Druckfeder 184 eingefügt, durch deren Kraft eine Reibungskraft von vorgegebenem Wert zwischen dem Führungsstein 183 sowie der Zentralwelle 182 hervorgerufen wird, weshalb selbst bei gelöster Klemmschraube 155 wegen dieserReibungskraft der Spindelsupport 51 nicht sofort gedreht wird.
Im Schlitten 49 sind, wie Fig. 14 zeigt, Rollenträger 185, 186 gehalten. Am Rollenträger 185 sind vier Rollen 187, 188, 189 und 190, am Rollenträger 186 sind dagegen nur zwei Rollen 191, 192 drehbar gelagert. Von diesen Rollen werden die drei oberen Rollen 187, 188, 189 mit der Umfangsfläche der Schlitten-Führungsschiene 46 an drei, je- weils um 1200 zueinander versetzten Stellen zur Anlage gebracht, während die drei unteren Rollen 190, 191, 192 mit der Umfangsfläche der unteren Schlitten-Führungsschiene 47 an drei um 120" zueinander versetzten Stellen zur Anlage kommen, so 'aß die Bewegung des Schlittens 49 glatt und ruhig verläuft In diesem Fall wird die Rolle 187 mit dem geradlinigen Teil der oberen Führungsschiene 46, d.h. mit der Fläche, an der die Skala 145 vorgesehen ist, zur Anlage gebracht, so daß die Skala 145 und eine -(nicht gezeigte) Teilstrichskala, an der der Fühler 181 angeordnet ist, sich parallel zueinander bewegen können. Zusätzlich sind die Rollen 187 - 192 auf Exzenterwellen oder -buchsen gesetzt, die Berührungen dieser Rollen mit de-n Schienen 46, 47 sind einstP11bar, die Skala 145 wird hauptsächlich von den drei oberen Rillen 187 - 189 in Lage gRa lten und das Gewicht des Schlittens 49 wird hauptsäctlich von den drei unteren Rollen 190 - 192 getragen.
Die Spindel 52 ist in ihrer Axialerstreckung mit einer Skala 161 versehen und wird von je drei oberen sowie unteren, in axialer Richtung des Spindelsupports 51 angeordneten Rollen verschiebbar geführt. Von diesen Rollen sind die drei oberen Rollen 201, 202, 203 mit ihren zu ihrer Lauffläche Mittelsenkrechten jeweils um 120° einander versetzt, wie Fig. 15 zeigt. Die drei unteren Rollen, von denen nur die Rolle 204 in Fig. 13 gezeigt ist, sind ebenfalls wie die oberen Rollen 201 - 203 regelmäßig um 1200 zueinander versetzt. Ferner sind diese Rollen alle auf Exzenterzapfen oder -buchsen aufgezogen, so daß ihre Anlage gegen die Spindel 52 einstellbar ist.
Vermittels der Skala 161 und eines im Spindelsupport 51 untergebrachten Fühlers 205 (Verschiebungsfühler in Richtung der Z-Achse) kann eine Bewegungsgröße der Spindel 52 und damit des Meßfühlers 53 in Axialrschtung der Spindel gemessen werden, d.h., bei einer Neigung des Supports 51 gleich Null kann eine Bewegungsgröße längs der Z-Achse gemessen werden. Eine aus einem dünnwandigen Federmaterial größerer Breite gefertigte Dauerbelastungsfeder 162, deren eines Ende spiralförmig gewickelt ist, ist zwischen das untere Ende der Spindel 52 und den Support 51 gespannt; diese Feder 162 beaufschlagt die Spindel 52 zu einer Aufwärtsbewegung mit geringer Geschwindigkeit im Gleichgewicht mit ihrer Schwerkraft, und wenn die Spindel 52 abgesenkt wird, so kann durch die Feder 162 die Skala 16i geschützt werden Am unteren Ende der Spindel 52 ist ein Meßfühler-Befestigungsteil 52A ausgebildet, in das ein zylindrischer Teil 171A eines Adapters, d.h. eine Meßfühler-Befestigungshülse 171, lösbar einzusetzen ist, die an der Spindel 52 mittels einer Befestigungsschraube 172 gehalten wird. Die Befestigungsschraube 172 stellt ein erstes Befestigungsglied dar und durchsetzt das Befestigungsteil 52A, in das sie eingeschraubt ist.
Der Kern der Meßfühler-Befestigungshülse 171 wird von einer ersten, im Querschnitt kreisförmigen Durchgangsbohrung 171B, die koaxial zum Hohlzylinderteil des Befestigungsteils 52A der Spindel 52 liegt, durchdrungen. Auf der dem zylindrischen Teil 171A der Hülse 171 abgewandten Seite befindet sich ein Flanschteil 171C, das von einer zweiten Durchgangsbohrung 171D mit kreisförmigem Querschnitt durchzogen wird, und diese Bohrung 171D kreuzt die erste Durchgangsbohrung 171B rechtwinklig, wobei die Bohrungsdurchmesser gleich sind.
Ein Meßfühler 53 mit zum Innendurchmesser der ersten Durchgangsbohrung 171B gleichem Außendurchmesser ist in diese Bohrung 171B der Befestigungshülse 171 eingesetzt und in dieser mittels einer Feststellschraube 173 festgehalten.
Diese Schraube 173 stellt ein zweites Befestigungsglied dar, durchsetzt das Flanschteil 171C der Hülse 171 und ist in die erste Durchgangsbohrung 171B eingedreht. An den gegenüberliegenden Enden des Meßfühlers 53 sind Taststücke 53A, 53B mit unterschiedlicher Gestalt - das Taststück 53A ist scharf zugespitzt, das Taststück 53B ist kugelförmig -ausgebildet.
Wie die Fig. 13 und 17 zeigen, ist an der Unterseite des Schlittens 49 eine Positioniereinrichtung 210, um den Spindelsupport 51 in eine vorbestimmte Winkellage zum Schlitten 49 zu bringen, so daß beispielsweise die Achse der Spindel 52 mit der Vertikalen (Z-Achsenrichtung) fluchtet, angeordet.
Die Positioniereinrichtung 210 umfaßt die folgenden Teile: einen durch einen Schraubenbolzen 211 am Schlitten 49 befestigten Lagerblock 212; eine einrückbare Welle 213, die ein erstes, vom Lagerblock 212 derart getragenes Teil, daß es in der horizontalen Richtung verschiebbar ist, darstellt, wobei an diesem Teil (Welle 213) am einen Ende mit diesem einstückig 2i7 Außengewrde 213A als Schraubteil und ein Kegelstück 213B als Verjüngung, die beide zueinander koaxial sind, ausgebildet sind; eine Einrückmuffe 214 als zweites Teil, die ein mit ihr einstückig ausgebildetes Innengewinde 214A als Schraubteil sowie eine Kegelbohrung 214B als Verjüngung aufweist, die koaxial zueinander sind und mit dem Außengewinde 213A bzw. dem Kegel stück 213B der Welle 213 verschraubt bzw. zur Anlage gebracht werden können, und die am Spindelsupport 51 in Lage sowie durch ein Klebemittel 215 festgelegt worden ist; ein am anderen Ende der einrückbaren Welle 213 angebrachtes Griffstück 216; eine als Freigabeglied dienende Schraubendruckfeder 217, die zwischen das Griffstück 216 sowie den Lagerblock 212 eingesetzt ist und auf die Welle 213 einen von der Einrückmuffe 214 weg gerichteten Druck ausübt, wobei diese Welle Z13 während einer Drehung des Spindelsupports 51 aus dessen Bewegungsbahn gehalten wird; einen an der einrückbaren Welle 213 nahe dem Kegelstück 213B befestigten Anschlag218, der ein auf der Druckkraft der Feder 217 beruhendes Austreten der Welle 213 aus dem Lagerblock 212 nach rechts verhindert; eine Lageeinsteileinrihtung 220, die im Lagerblock 212 angeordnet sowie mit dem mittleren Teil der Welle 213 in Anlage ist, um ein Rütteln oder Rucken dieser Welle im Lagerblock 212 zu verhindern, so daß die einrückbare Welle 213 für ein allzeitiges Gleiten auf einer vorbestimmten Bahn eingeregelt werden kann.
Die Lageeinstelleinrichtung 220 umfaßt, wie Fig. 17 zeigt, die folgenden Teile: eine Andruckglied-Aufnahmebohrung 212B, die teilweise die Wellenbohrung 212A, durch die die einrückbare Welle 213 geführt ist, schneidet und im Lagerblock 212 ausgebildet ist; ein Paar von Andruckgliedern 221 und 222, die in der Aufnahmebohrung 212B verschiebbar aufgenommen und mit Schrägflächen 221A, 221B ausgestaltet sind, welche mit der zur Aufnahmebohrung 212B teilweise freiliegenden Außenumfangsfläche der einrückbaren Welle 213 zur Anlage zu bringen sind; eine das eine Andruckglied 221 gleitend durchsetzende, mit ihrem vorderen Ende in das andere Andruckglied 222 eingeschraubte Verbindungsschraube 223; eine als Druckglied dienende Druckfeder 224, die zwischen den Kopf 223A der Schraube 223 und das eine Andruckglied 221 eingesetzt ist und beide Andruckglieder zu gegenseitiger Annäherung zueinander beaufschlagt, um die Schrägflächen 221A, 222A beider Andruckglieder gegen eine Seite der Außen-umfangsfläche der Welle 213 zu drücken, wobei die andere Seite dieser Außenumfangsfläche konstant gegen eine Seite der Wandfläche der Wellenbohrung 212A gepreßt wird, so daß ein Spiel zwischen der einrückbaren Welle 213 und ihrer Wellenbohrung 212A eliminiert werden kann.
Unter Bezugnahme auf Fig. 18 wird nun der Vorgang für den Zusammenbau der Führungsschienen und Rollen erläutert.
Die die Lagerungen für die Schienen bildenden Vorsprünge 25C der Tragzapfen 25 werden in die in Mehrzahl vorhandenen Sacklöcher 31A, 32A in den Führungsschienen 31, 32 eingesetzt. Klemmschrauben 34 werden in die Gewindebohrungen 31B, 32B der Schienen 31, 32 eingeschraubt, wobei die vorderen Enden der Schrauben 34 in den V-Nuten 25D der Tragzapfen 25 zur Anlage kommen, so daß die Stirnflächen der Abstufungen 25B der Tragzapfen 25 aufgrund der Verschie bung zwischen den Mitten der Achsen der Klemmschrauben 34 und den Mitten der V-Nuten 25D zur Anlage an den im Querschnitt geraden Teilen der Führungsschienen 31, 32 kommen, wodurch eine Positionierung zwischen den Führungsschienen 31, 32 sowie den Tragzapfen 25 bewirkt wird. Die Skala 33 ist vorher in genaue Lage gebracht und in der Kehle 31C der einen Führuhgsschiene 31 haftend befestigt worden.
Hieruf werden die vorne liegenden Teile 25A mit reduziertem Durchmesser der Tragzpafen 25 in die Sack löcher 24 der Grundplatte 21 unter Zwischenfügung von Klebemittel 26 eingeführt, wobei tine Lageeinstellung rnit,Hilfe der in Fig. 18 gezeigten Spannvorrichtung 40u derart vorgenommen wird, daß die Achsen der Führungsschienen 31, 32 in paralleie Lage zur Oberfläche der Grundplatte 21 kommen, worauf dem Klebemittel 26 die Möglichkeit zur Aushärtung gegeben wird. Die Spannvorrichtung 400 umfaßt im einzelnen die folgenden Teile: eine mit einer ersten und zweiten Fläche 401A bzw. 401B, die zueinander genau parallel bearbeitet sind und eine Abstufung von vorbestimmtem Maß aufweisen, versehene Basis 401; ein durch eine Schraube 402 an der Abstufung der Basis 401 befestigtes Abstandsstück 403, das kammartig ausgebildet ist, so daß für die Tragzapfen 25 Freiräume bleiben, und das den Abstand zwischen der Seitenfläche der Grundplatte 21 sowie der inneren geraden Fläche der Führungsschiene 31 bestimmt; eine L-förmige Klammer 405, die an der zweiten Fläche 401B der Basis 401 über einen Schraubenbolzen 404 so befestigt ist, daß sie in der Querrichtung einstellbar ist, und die gegen die äußere gerade Fläche der Führungsschiene 31 anliegt, um diese Schiene gegen das Abstandsstück 403 zu pressen; eine Mehrzahl von Druckschrauben 406, die linear beweglich in die L-förmige Klammer 405 eingedreht sind und mit ihren eigenen inneren Enden die Führing sschiene 31 gegen die zweite Fläche 401B drücken, um das Maß zu bestimmen. Die Spannvor- richtung 400 wird an der Grundplatte 21 durch eine Halteklammer 411 mit Schraube 412 befestigt, und die oben liegende Fläche der Führungsschiene 31, d.h. die Achse der Schiene, wird mit Hilfe der ersten sowie zweiten Fläche 401A bzw. 401B der Basis 401 zur Parallelität mit der oberen Fläche der Grundplatte 21 gebracht. Die andere Führungsschiene 32 wird mittels einer gleichartigen Spannvorrichtung befestigt, jedoch zählt in diesem Fall die Parallelität zwischen Führungsschiene 31 und Führungsschiene 32 nicht.
Nach Verfestigen des Klebemittels 26 wird das Meßfühler-Traggestell 40 an den beiden Führungsschienen 31, 32 angebaut. Da für diesen Anbau die Führungsschiene 31 den Bezugspunkt darstellt, werden zuerst unter Verwendung der exzentrischen Buchsen 62B und der exzentrischen Drehzapfen 63A, 64A der Rollen 62, 63, 64 auf der Seite des Ständers 41 Einstellungen vorgenommen, so daß eine exakte Anlage an der Führungsschiene 31 erreicht wird. Damit ist das Meßfühler-Traggestell 40 im Hinblick auf den von der Schiene 31 gebildeten Bezugspunkt montiert. Hierauf werden in ähnlicher Weise Einstellungen derart vorgenommen, daß die Rollen 66, 67 des Ständers 42 richtig an der Führungsschiene 32 anliegen, um die Montage als Ganzes beenden zu können.
In diesem Fall werden die Rollen 66, 67 von oben und unten an der Führungsschiene 32 zur Anlage gebracht, die somit in Achsrichtung der Schienentragzapfen 25 bewegbar sind.
Demzufolge werden beide Ständer 41 und 42, deren Abstand durch den Querbalken 43 bestimmt ist, von den beiden Führungsschienen 31, 32 in einer den so bestimmten Abstand einhaltenden Weise getragen.
Anschließend wird eine Einstellung derart vorgenommen, daß das einen Verschiebungsfühler darstellende Meßgerät 70, das am Klemmblock 61 gehalten ist, in Parallelität zur Skala 33 gebracht wird, wobei ein Spielraum von vorbestimmtem Wert zwischen beiden Teilen vorhanden sein soll. Diese Einstellung wird in der Weise ausgeführt, daß das Meßgerät 70 als Ganzes mit Hilfe einer üblichen (nicht gezeigten) Justiereinrichtung, beispielsweise mit einer Exzenterwelle oder mehreren solchen oder mit Stellschrauben od dgl., justiert wird. Die Einstellung des Meßgeräts 70 kann mit Bezug auf den geradlinigen Teil des Querschnitts (planer Teil) der Führungsschiene 31 bewirkt werden. In diesem Fall kann u.a. das Justieren durch Einsetzen einer Lehre vorgegebener Größe zwischen den planen Teil der Schiene 31 und die Teilstrichskala 71 des Meßgeräts 70 erleichtert werden.
Im folgenden wird der Vorgang zur Ausbildung der Positioniereinrichtung 210 erläutert.
Die einrückbare Welle, 213 wird mit dem daran befestigten Anschlag 218 an der diesem zugewandten Seift des Lagerblocks 212 in diesen eingesetzt und durch diesen geführt Anschließend werden die Andruckglieder 221, 222 in die Aufnahmebohrung 212B des Lagerblocks 212 von gegenüberliegenden Seiten her eingesetzt, wobei die Schrägflächen 221A, 222A der Andruckglieder an der Welle 213 zur Anlage gebracht werden.
Nun wird die Verbindungssschraube 223 mit von ihr aufgenommener Druckfeder 224 in die Andruckglieder eingeführt bzw.
eingeschraubt, so daß die Andruckglieder 221, 222 die einrückbare Welle 213 gegen die eine Seitenwand der Wellenbohrung 212A unter Teilmontage der Teile des Lagerblocks 212 pressen, und dieser teiImontierte Gegenstand wird dann an der Unterseite des Schlittens 49 mittels des Schraubenbolzens 211 befestigt.
Andererseits wird der Spindelsupport 51 in genaue Lage gebracht und am Schlitten 49 mit Hilfe der Winkelmeßeinrichtung 50, der Winkelfeineinstellschraube 151 u. dgl. befestigt, und es wird die Einrückmuffe 214 in einer Übermaß aufweisenden Bohrung, diR im Spindelsupport 51 ausgebildet ist, durch das Klebemittel 15 festgelegt. Bis zum Verfestigen des Klebemittels 215 wird die einrückbare Welle 213 mit der Einrückmuffe 214 verbunden, was durch Eingriff des Außen- und Innengewindes 213A bzw. 214A sowie des Kegelstücks 213[ mit der Kegelbohrung 214ß geschieht, so daß beide Teile ganz genau ausgerichtet sind. t'er Vorgang des Einsetzens der Einrückmuffe 214 in die Übermaßbohrung und der Verbindung mit der einrückbaren Welle 213 kann ohne Rücksicht darauf, was zuerst ausgeführt wird, umgekehrt werden.
In dem Zustand, da die ein erstes Teil darstellende Welle 213 und die ein zweites darstellende Einrückmuffe 214 auf diese Weise miteinander verbunden sind, läßt man das Klebemittel 215 aushärten. Nach dem Aushärten werden die Welle 213 und Einrückmuffe 214 voneinander gelöst, worauf das Griffstück 216 am rechten Ende der Welle 213 unter Zwischenfüyen der Schraubendruckfeder 217 angebracht wird, womit die Fertigung und Montage der Positioniereinrichtung 210 beendet ist. Wenn der Schlitten 49 und der Spindelsupport 51 voneinander frei sind und eine Verbindung der einrückbaren Welle 213 mit der Einrückmuffe 214 mit Hilfe der Gewinde 213A, 214A und des Kegel stücks 213B sowie der Kegelbohrung 214B bewirkt wird, so können dann der Schlitten 49 und der Spindelsupport 51 allzeit in vorbestimmten Lagen genau positioniert werden.
Es wird nun auf die Art der Montage und Justierung des Erfindungsgegenstandes eingegangen.
Zur Montage werden die verschiedenen Teile zur Ausbildung von teilmontierten Gegenständen zusammengebaut, nämlich zu einer die Grundplatte 21 sowie die Führungsschienen 31, 32 umiassenden Einheit, zu einer die Ständer 41, 42 umfassenden Einheit, zu einer den Schlitten 49 umfassenden Einheit und zu einer den Spindelsupport 51 sowie die Spindel 52 umfasenden Einheit. Mit Ausnahme der vorausgegangenen Erläuterung genügt es bei dem Zusammenbau der Teile, diese eines nach dem anderen wie bei einer herkömmlichen Montage zusammenzubauen.
Die auf diese Weise zusammengebauten Einheiten werden dann weiter miteinander montiert. Bevor das Meßfühler-Traggestell 40 an der Grundplatteneinheit angebracht wird, wird dieses Traggestell zusammengebaut. Im einzelnen wird die Spindelsuppnrteinheit an der Schlitteneinheit angebracht, und diese werden provisorisch an den Verbindungskloben 111, 112 der beiden Verbindungsstücke 44, 45 durch die beiden Schlitten-Führungsschienen 46, 47 sowie die Feinvorschubschiene 48 befestigt. Andererseits werden die einander gegenüberstehenden Ständer 41, 42 unter Heranziehung des Querbalkens 43 und eines anderen Querglieds zur Bestimmung der notwendigen Abmessung zusammengebaut, wobei der Abstand zwischen den Ständern 41,42 genau auf die Abmessung des Querbalkens 43 eingestellt und festgehalten wird. Die mit dem Schlitten 4n versehenen Verbindungsstücke 44, 45 werden provisorisch zwischen den Ständern 41, 42 befestigt, deren Abstand zueinander durch Verwendung der Positiovierstutzen 125, 126, 127, 130 bestimmt worden ist.
Anschließend wird das provisorisch gehaltene Meßfühler-Traggestell 40 an den beiden an der Grundplatte 21 befestigten Führungsschienen 31, 32 montiert. Da für diese Montage die Führungsschiene 31 der Bezugspunkt ist, werden mit Hilfe der Exzenterbuchsen 62B und der Exzenterzapfen 63A, 64A der Rollen 62, 63, 64 Justlerungen vorgenommen, so daß die Rollen 62, 63, 64 auf der Seite des Ständers 41 in korrekter Weise gegen die Schiene 31 anliegen, wie oben beschrieben wurde, wodurch die Fertigstellung der provisorischen Montage als Ganzes ermöglicht wird.
Hierbei liegen die Rollen 66, 67 des Ständers 42 von oben und unten gegen die Führungsschiene 32 an, d.h., sie sind in Axialrichtung der Schienentragzpafen 25 bewegbar, so daß die beiden Ständer 41 und 42, deren Abstand zueinander durch den Querbalken 43 bestimmt worden ist, von den beiden Führungsschienen 31, 32 in einem Zustand getragen werden können, in dem die beiden Ständer den so bestimmten Abstand einhalten.
Nach Beendigung des oben beschriebenen provisorischen Zusammenbaus wird das zwischen die beiden Ständer 41, 42 eingefügte Querglied notwendigerweise entfernt, worauf die Justierungen beginnen.
Hierzu werden mit Ausnahme der eine Neigung des Spindelsupports 51 ermöglichenden Klemmschraube 155 die anderen Klemmschrauben 87, 144, 165 gelockert, der Ständer 41, der Schlitten 49 und die Spindel 52 werden voneinander bewegungsunabhängig gemacht, und dem Meßfühler 53 wird die Möglichkeit für eine Bewegung in gewünschte Stellungen in der X-, Y- und Z-Achsenrichtung gegeben. In diesem Zustand werden, um die Bewegung des Schlittens 49 längs seiner beiden Führungsschienen 46, 47 ruhig und glatt verlaufen zu lassen, die Lagen der Schlitten-Führungsschienen 46,47 mit Bezug zu den beiden Verbindungskloben 111, 112 justiert, und nach Beendigung der Justierung werden die Schlitten-Führungsschienen 46, 47 mit Hilfe der Schrauben 117, 118 festgelegt.
Hierauf erfolgt die genaue Justierung für das Meßgerät selbst. An diesem Zeitpunkt wird mit Hilfe der Winkelmeßeinrichtung 50 eine Einstellung derart vorgenommen, daß der Spindelsupport 51 auf einen bestimmten Winkel mit Bezug zum Schlitten 49 fixiert ist, d.h., daß die Spindel 52 rechtwinklig die Schlittenführungsschienen 46, 47 kreuzt.
In diesem Zustand wird ein Werkstück mit Standardabmessungen auf der Grundplatte 21 befestigt, und es werden Einstellungen ausgeführt, so daß der Meßfühler 53 sich genau in den jeweiligen Richtungen der X-, Y- und Z-Achse in Anlage an dem die Standardabmessungen besitzenden Werkstück bewegen kann. Diese Einstellungen werden an den beiden Verbindungsstücken 44, 45 vorgenommen, während die Schrauben 125, 126, 127, 130 in ausreichendem Maß gelockert und die Positionierstutzen 122, 123, 124, 129 linear bewegt werden.
Zusätzlich wird bei Vornahme der Einstellungen eine Anzeigeeinrichtung, z.B. ein Meßzeigergerät, an der Spindel 52 befestigt, und wenn eine Fixierung erfolgt, so daß der Zeiger des Meßzeigergeräts eine Abweichung vermeiden kann, dann können die Einstellungen erleichtert werden. Ferner kann die Genauigkeit des Meßgeräts allein durch die mechanische Konstruktion eingestellt werden, ohne zu irgendeinem elektrischen System im Meßgerät Zuflucht zu nehmen.
Es wird nun die Art der Verwendung des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Fig. 19 und 20 erläutert.
Bei Beginn der Anwendung werden mit Ausnahme der eine Neigung des Spinelbu?ports 51 zulassenden Klemmschraube 155 die anderen l(lemmschrauben 87, 144, 165 ne!öst, der Ständer 41, der Schlitten 49 und die Spindel 52 werden voneinander bewegungsunabhängig gemacht, und der Meßfühler 53 erhält die Möglichkeit für eine Bewegung zu gewünschten Stellungen in Richtung der X-, Y- und Z-Achse. In diesem Zustand wird das Meßfühler-Traggestell 40 zum einen Ende der Grundplatte 21 hin gebracht, wie Fig. 3 zeigt Anschließend wird das Werkstück 54 auf die Grundplatte 21 verbracht. Da an den gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte 21 keinerlei Hindernis vorhanden ist, kann das Werkstück 54 von einer Seite her auf die Platte bewegt werden, wie in Fig. 19 durch einen Pfeil angedeutet ist, oder es kann auf der Grundplatte 21 mit diese überragender Breite, wie Fig. 20 zeigt, abgelegt werden. Dann wird das Werkstück auf der Grundplatte 21 mit Hilfe der Gewindebohrungen 22 und (nicht gezeigter) Spannvorrichtungen befestigt.
Die Abmaße, Gestalt usw. der einzelnen Teile des auf der Grundplatte 21 gehaltenen Werkstücks 54 werden in der gleichen Weise wie bei bei herkömmlichen Koordinatenmeßgeräten ausgemessen. Im einzelnen wird der untere Teil- der Spindel 52 vom Bedienenden erfaßt, das vordere Ende des Meßfühlers wird an vorgegebenen Punkten des Werkstücks nacheinander zur Anlage gebracht, Verschiebungswerte des Meßfühlers 53 in Richtung der X-, Y- und Z-Achse werden mit Hilfe des am Klemmblock 61 des Ständers 41 angebrachten Meßgeräts 70 (Y-Achsenfühler), des am Schlitten 49 angebrachten X-Achsenverschiebungsfühlers 181 und des am Spindelsupport 51 angebrachten Z-Achs'enverschiebungsfühlers 205 und mit Hilfe der Skalen 33, 145, 161 abgelesen, an einem Anzeigegerät od.dgl., das nicht gezeigt ist, sichtbar gemacht und dann in einem gewöhnlich vorhandenen Datenverarbeitungsgerät verarbeitet sowie ausgedruckt.
Die Klemmschrauben 87, 144 und 165 werden notwendigerweise angezogen und dann können Feinverstellungen der Ständer 41, 42 in der Y-Richtung, des Schlittens 49 in der X-Richtung und/oder der Spindel 52 in der Z-Richtung vorgenommen werden. Ferner kann, wie Fig. 16 zeigt, zum Vermessen einer lotrechten Fläche od.dgl. der Meßfühler 53 in einer horizontalen Durchgangsbohrung 171D der Befestigungshülse 171 festgehalten werden, um den Meßvorgang auszuführen.
Der Feinvorschub der Ständer 41, 42 in Richtung der Y-Achse wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 er läutert.
In dem Zustand, da das vordere Ende der Klemmschraube 87 und das untere Querstück 81B des Bügels 81 von der Führungsschiene 31 getrennt sind (s. Fig. 9) und die Schiene 31 sowie der Klemmblock 61 voneinander frei sind, wird, wenn die Klemmschraube 87 eingedreht wird, deren vorderes Ende dann gegen die Mitte des Kreisbogenabschnitts der Führungsschiene 31 stoßen. Wenn die Schraube 87 weiter eingedreht wird, dann wird der Bügel 81 um die Regulierwelle 82 gegen die U-Feder 88 im Uhrzeigersinn (Fig. 9) verschwenkt, wobei das vordere Ende des unteren Querstücks 81B gegen die Mitte des unteren Kreisbogenabschnitts der Führungsschiene 31 zur Anlage kommt, so daß diese Schiene 31 zwischen der Klemmschraube 87 und dem Querstück 81B eingeklemmt und daran festgelegt wird.
Wenn anschließend die Regulierwelle 82 gedreht wird, dann werden diese und der mit ihr durch die Büchse 83 verbundene Klemmblock 61 fein in der Längsrichtung der Führungsschiene 31 verschoben, d.h., es wird ein sòg. Feinvorschub ausgeführt, weil die Regulierwelle 82 an der Büchse 83 drehbar und axial unbeweglich zwischen dem Endabschnitt des Feingewindeteils 82A von großem Durchmesser und dem Endabschnitt des Griffs 84 (s. Fig. 5) ist und weil der mit dem Feingewindeteil 82A der Regulierwelle verschraubte Bügel 81 an der Fiihrungsschienc 31 festgelegt ist.
Nach Durchführung des oben beschriebenen Feinvorschub wird, wenn die K1emmschraube 87 gelöst wird, der Bügel 81 dann unter der Wirkung der U-Feder 88 (in Fig 9) im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, und das Querstück 81B wird von der Unterseite der Führungsschiene 31 gelöst. Wenn die Schraube 87 weiter herausgedreht wird, dann kehrt die U-Feder 88 zu einer freien Form unter Aufhebung ihrer Federkraft zurück und die Klemmschraube 87 wird von der Oberfläche der Schiene 31 getrennt, so daß die Klemmung der Schiene 31 durch die Feinvorschubeinrichtuns gänzlich aufgehoben ist. Damit ist der Klemmblock 61 relativ zur Führungsschine 31 frei bewegbar.
Wenn das Meßfühler-Traggestell 40 in der Längsrichtung in ganz beträchtlichem Ausmaß verfahren wird und mit einem Stoßdämpfer 90 zum Anschlag kommt, so wird die in diesem enthaltene Druckfeder 93 verformt, so daß ein dem Traggestell 40 vermittelter Stoß gemildert und das Auftreten einer Verformung im Meß,uhler-Traggestell 40 wirksam verhindert wird.
Das Vermessen eines eine Neigung mit vorbestimmtem Winkel in der Z-Richtung aufweisenden Teils geschieht derart, daß der Spindelsupport 51 geneigt wird, um diesem Winkel zu entsprechen. Eine Neigung des Spindelsupports 51 wird dadurch ermöglicht, daß der Eingriff zwischen der einrückbaren Welle 213 der Positioniereinrichtung 210 und der Einrückmuffe 214 aufgehoben wird, wodurch der Support 51 durch Lösen der Klemmschraube 155 nach Wunsch geneigt werden kann. Während die Winkelmeßeinrichtung 50 beobachtet wird, so daß ein gewünschter Winkel erhalten wird, wird der Support 51 mit Neigung eingestellt und durch Anziehen der Klemmschraube 155 festgelegt. Anschließend wird im gelockerten Zustand der Feststellschraube 153 die Supportwinkel-Feineinstellschraube 151 betätigt, um die Feineinstellung im Winkel vorzunehmen.
Die Fig. 21 - 24 zeigen Beispiele für das Ve-rmessen von Teilen, die einen vorbestimmten Winkel haben.
Die Fig. 21 zeigt ein Beispiel, wobei ein zu ve1ressendes Werkstück 454 eine unter einem Winkel O zur horizontalen Ebene geneigte Fläche 454A hat, in der eine abgestufte Bohrung 454B in zur Fläche 454A rechtwinkliger Richtung ausgebildet ist. Um die Tiefen der Abstufungen dieser Bohrung 454B auszumessen, wird der Spindelsupport 51 geneigt und so festgelegt, daß die Achse der Spindel 52 die geneigte Fläche 454A rechtwinklig schneidet. In diesem Zustand wird der Support 51 gegen eine Bewegung in der X-Achse festgelegt, während er in Richtung der Y- und Z-Achse bewegt wird, um den Meßfühler 53 zum Anstoßen gegen die Abstufungen in der Bohrung 454B zu bringen, so daß die Tiefen der Abstufungen als eine Bewegungsgröße in axialer Richtung der Spindel 52, d.h. in einem eindimensionalen Wert, abgelesen werden können.
Wie Fig. 22 zeigt, hat ein Werkstück 554 unter einem Winkel 0 zur Horizontalen geneigte Löcher 554A. Um den Teilungsabstand zwischen diesen Löchern 554A auszumessen, kann der Meßvorgang in der in Fig. 16 angedeuteten Weise ausgeführt werden. Es wird in diesem Fall ein Meßfühler 553 an seinem freien Ende mit einem Kegel stück 553A verwendet, und wenn dieser Meßfühler 553 mit einem zylindrischen Teil 171A in einer in der Meßfühler-Befestigungshülse 171 quer ausgebildeten Bohrung befestigt wird, so kann der Meßvorgang schnell ausgeführt werden.
Das in Fig. 23 gezeigte Werkstück 654 hat eine unter einem Winkel 0 gegen die Horizontale geneigte Fläche 654A.
Um den Nelg|Jnact^Jin:-el dieser Fläche 654A auszumessen, wird ein Meßzeigergerät 6b3 am vorderenEnde der Spindel 52 befestigt, es wird der Spindelsupport 51 in einem solchen Ausmaß geneigt, daß selbst bei Bewegung der Spindel in axialer Richtung eine Nadel des Meßzeigergeräts nicht abgelenkt wird, und wenn zu diesem Zeitpunkt die Einteilung der Winkelmeßeinrichtung 50 abgelesen wird, so wird der Winkel e der geneigten Fläche 654A erhalten.
Die Fig. 24 zeigt den Fall, wobei Anreißlinien 754A unter einem vorbestimmten Winkel an einer Seitenfläche eines Werkstücks 754 zu vermessen sind (genau gesagt, soliden an einem Gegenstand Anreißarbeiten ausgeführt werden).
Eine Anreißnadel 753 wird am vorderen Ende der Spindel 52 mittels einer Befestigungshülse 171 angebracht, der Spindelsupport 51 wird auf einen vorbestimmten Winkel eingestellt, und dann wird die Spindel 52 in ihrer Axialrichtung bewegt, wodurch der Anreißvorgang ermöglicht wird.
Zusätzlich wird im Fall des Austausches des Meßfühlers 53 gegen einen neuen, oder wenn es notwendig ist, das Taststück des Meßfühlers auszuwechseln, lediglich die Feststellschraube 173 gelöst, der bisherige Meßfühler 53 entfernt und durch einen solchen mit der benötigten Form ersetzt; dann wird die Feststellschraube wieder fest angezogen, worauf die anschließende Messung ausgeführt wird. In diesem Fall wird, wenn die gewünschte Taststückausbildung am anderen Ende des Meßfühlers 53 vorhanden ist, dieser nur in seiner Ausrichtung umgedreht, wieder eingesetzt und befestigt (s. Fig. 16).
Sollte es darüber hinaus notwendig werden, den Meßfühler 53 durch einen solchen mit unterschiedlichem Durchmesser zu ersetzen, dann ist die Befestigungsschraube 172 (Fig. 16) zu lösen und die Meßfühler-Befestigungshülse 171 zu entfernen. Anschließend kann ein Meßfühler 530 mit zum zylindrischen Teil 171A der Hülse 171 gleichem Durchmesser in das Meßfühler-Befestigungsteil 52A der Spindel 52 unmittelbar eingesetzt und mittels der Befestigungsschraube 172 festgehalten werden.
Wenn ferner gewünscht wird, den vorher erwähnten Meßfühler 53 mit kleinem Durchmesser aus der axialen Richtung der Spindel in eine dazu rechtwinklige umzusetzen, dann wird der Meßfühler 53 in die zweite Durchgangsbohrung 171D der Befestigungshülse 171 eingesetzt und darin mittels der Feststellschraube 173 festgehalten, wie in Fig. 16 angedeutet ist.
Der Erfindungsgegenstand bietet die folgenden Vorteile; Da die Ständer 41, 42 von den Führungsschienen 31, 32 an den Seitenflächen der Grundplatte 21 getragen werden, kann die gesamte obere Fläche der Grundplatte als wirksame Meßfläche herangezogen werden, so daß die als teuere, ab -gezogene Richtplatte od.dgl. ausgebildete Grundplatte klein gehalten und darüber hinaus das Meßgerät als Ganzes in seinen Abmessungen kompakt, d.h. raumsparend, ausgebildet werden kann, um damit den beanspruchten Raum zur Aufstellung auf ein Minimum zu vermindern. Da sich an der oberen Fläche der Grundplatte 21 kein Hindernis befindet, besteht keine Beschränkung für das zu vermessende Werkstück 54, wenn es auf die oder von der Grundplatte bewegt wird, so daß ein gegenüber der Oberfläche der Grundplatte größeres Werkstück auf dieser befestigt werden kann und die BefesGigungsanordnung nicht beschränkt wird. Weil die gesamte Fläche der Grundplatte 21 offen bzw. zugänglich ist, wird die Position des Bedienenden bei seiner Arbeit nicht eingeschränkt, was eine günstige, zweckdienliche Handhabung des Meßgeräts zum Ergebnis hat. Das Fehlen jeglichen Hindernisses auf der Grundplatte 21 macht es möglich, das automatische Befestigen und Abnehmen des zu vermessenden Werkstücks 54 zu begünstigen und zu erleichtern.
Zusätzlich läßt die kompakte Gesamtgröße des Meßgeräts einen Transport mvt hoher Annehmlichkeit zu. Weiterhin sind die einander gegenüberliegenden Führungsschienen 31, 32 von größerer Länge als die Grundplatte 21, so daß ein in dieser Beziehung größeres Werkstück vermessen werden kann. Obwohl viele Rollen 62, 63, 64, 66, 67 usw. zur beweglichen Lagerung der Ständer 41, 42 an den Führungsschienen 31, 32 in deren Längsrichtung vorhanden sind, ergibt sich eine nachteilige Wirkung auf den effektiven Meßbereich, woraus folgt, daß die A.nwendung solcher Rollen in relativ großer Anzahl eine stabile Lagerung der Ständer 41, 42 zulaXt und begünstigt.
Die Führungsschienen 31, 32 sind an der Grundplatte 21 über die Tragzapfen 25 durch Klebung befestigt, und daraus folt, daß diese Schienen 31, 32 bequem und genau mit Bezug zur Oberfläche der Grundplatte 21 unter Verwendung einer geeigneten Spannvorrichtung od. dgl. positioniert werden können, und das Meßfühler-Traggestell 40 kann mit den Führungsschienen 31, 32 als Lagebezug eingerichtet werden.
In diesem Fall können die verschiedenen Teile des Traggestells 40, nämlich der die Ständer 41, 42 umfasende Teil, der Schlittenteil 49, der die Schlitten-Führungssschienen 46, 47 umfassende Teil und der Spindelsupportteil 51 als jeweils unitäre Konstruktionen ausgebildet werden, die einzeln zusammengebaut werden können, wobei alle Einstellungen an den Verbindungs-stücken 44, 45 vorgenommen werden.
Daraus folgt, daß das Zusammenbauen mit einer der Führungsschienen - hier ist es die Schiene 31 - als Bezugspunkt durchgeführt werden kann. Insofern stellt sich kaum die Frage der Parallelität zwischen den beiden Führungsschienen 31, 32 u.dgl., was jedoch nicht ausschließt, daß die einzelnen Schienen 31, 32 in Abständen von der Oberfläche der Grundplatte 21 angebracht werden sollen, die einander gleich sind, um somit die Montagearbeiten zu erleichtern.
Ferner sind die Führungsschienen 31, 32 an vorgegebenen Stellen an Tragzapfen 25 mit Hilfe von V-Nuten 25D und Klemmschrauben 34 lösbar angebracht, wodurch die Schienen 31 und/oder 32 leicht abgenommen werden können, sollte beispielsweise die Skala 33 beschädigt sein.
Da die verschiedenen Teile des Meßfühler-Traggestells 40 als unitäre Konstruktionen ausgebildet sind, können die einzelnen Teile ersetzt werden, z.B. kann allein der Ständer 42 ersetzt werden. Weil es nicht notwendig ist, den beiden Ständern 41, 42 irgendwelche Krümmungen zu geben, können für diese Ständer Teleskopausbildungen angewendet werden, um den Meßbereich zu erweitern. Durch die Verbindung der Ständer 41, 42 und der Schlitten-Führungsschienen 46, 47 über die Verbindungsstücke 44 und 45, die die Justiereinrichtungen aufweisen, miteinander brauchen lediglich Manipulationen an den Verbindungsstücken 44, 45 vorgenommen zu werden, um alle Justierungen für den Meßfühler 53 in Richtung der X-, Y- und Z-Achse zu bewirken.
Ferner sind die einander gegenüberstehenden Ständer 41,42 durch den Querbalken 43 unter Zugkraft verbunden, so daß die die Ständer 41, 42 und die Schlitten-Führungsschienen 46, 47 umfassende Konstruktion in ihrer Steifigkeit erhöht werden kann. Hierbei genügt es, wenn der Querbalken 43 oberhalb des höchsten Punktes der Höhenlage des unteren Endes des Meßfühlers 53 angeordnet wird, was bedeutet, daß der Querbalken nicht an den oberen Enden der Ständer 41,42 angeordnet zu werden braucht, sondern inmittigen Bereichen dieser Ständer vorgesehen werden kann, so daß eine Verzerrung in den Dehnrichtungen zwischen den unteren Endabschnitten der Ständer 41, 42 wi-rksam verhindert werden kann.
Der Klemmblock 61 und die Führungsschiene 31 sind aneinander ohne eine Lageverschiebung mittels der drei Rollen 62, 63, 64 befestigt, wobei die eine dieser Rollen -die Rolle 62 - gegen den im Querschnitt geradlinigen Teil der Führungsschiene 31 anliegt. Somit können, wenn die Skala 33 vorher an der Schiene 31 und das Meßgerät 70 am Klem",Rlock 61 befestigt worden sind, die Skala 33 sowie die Teilstrichskala 71 des Meßgeräts 70 einen Spielraum mit vorgegebenem Wert allzeit zwischen sich einhalten, one daß die Notwendigkeit für komplizierte Befestigungs-, eine Drehung verhindernde Vorrichtungen od. dgl. besteht.
Nach dem Befestigen der Tragzpafen 25 an der Grundplatte 21 können, auch wenn die Klemmschraube 34 gelöst und die Schienen 31, 32 ersetzt werden, die Schienen 31, 32 in den gleichen Positionen wie vorher mit Bezug zur Grundplatte 21 fixiert werden, wobei die Skala 33 u.dgl. leicht austauschbar sind und die Notwendigkeit für eine nachfolgende Justierung beseitigt wird, falls die Skala 33 beschädigt ist. Ferner sind die Fläche, an der die Rollen 62 an der Schiene 31 anliegen, und die Kehle 31C für die Befestigung der Skala 33 mit hoher Genauigkeit präzisionsbearbeitet. Durch das alleinige Anbringen der Skala 33 in der Kehle 31C bietet somit die Fläche, an der die Rollen 62 mit der Führungsschiene 31 in Anlage sind, die Möglichkeit, die Skala 33 sowie die Teilstrichskala 71 in Parallelität zueinander zu halten, wobei das Auftreten von Krümmungen, Verformungen u.dgl. an der Skala 33 mit Bezug zur Bewegungsrichtur des Klemmblocks 61 gering ist, so daß die Notwendigkeit für Einstellungen eliminiert wird, wodurch die Zahl der Arbeitsstunden für den Zusammenbau in hohem Maß herabgesetzt werden kann. Solange die Lagebeziehungen zwischen der Führungsschiene 31 und dem Klemmblock 61 nicht verändert werden, können dieser Block und die Schiene parallel zueinander gehalten werden, was ermöglicht, den Spielraum zwischen der Skala 33 und der Teil-strichskala 71 zu ändern oder zu justieren, während die erwähnte Parallelität beibehalten wird. Da die Führungsschiene 31 zusätzlich als fester Teil für die Skala 33 dient, so daß keine spezielle Befestigung u. dgl. notwendig ist, können die Herstellungskosten niedrig gehalten werden.
Die Führungsschienen 31, 32 sind über die Tragzapfen 25 mit der Grundplatte 21 verklebt und fest verbunden, was bedeutet, daß eine ganz genaue Parallelität zwischen den Führungsschienen und der oberen Fläche der Grundplatte leicht erhalten werden kann, und wenn die Lagerstellen, d.h. die Tragzapfen 25, in ihrer Zahl vermehrt werden, um eine Ablenkung der Führungsschienen zu verhindern, so werden Fehler in der Befestigung der Tragzapfen 25 an den Schienen 31, 32 völlig durch das vorhandene Klebemittel 26 aufgenommen, so daß in den Führungsschienen keine Spannung auftritt. Die Rollen 62, 63, 64 liegen gegen die Führungsschiene 31 unter einer Winkelversetzung von 1200 zueinander an, wobei die Rollen im Bereich der Seitenflächen der Grundplatte 21 gegen die Kreisbogenabschnit te an den Führungsschienen schräg von oben und unten, nicht jedoch von der Seite her anliegen. Das bringt es mit sich, daß Räume, die ansonsten zwischen der Führungsschiene 31 sowie der Platte 21 wegen der Einfügung der Rollen 63, 64 vorgesehen werden müssen, verkleinert werden können, so daß die vorstehende Länge der von den Grundplattenseitenflächen herausragenden Tragzapfen 25 vermindert werden kann, was einen Vorteil bezüglich der Gestaltung der auskragenden Träger bietet. Ferner kann die Lageeinstellung des Traggestells 40 mit nur einer Führungsschiene - hier die Schiene 31 - bewirkt werden, so daß die Konstçtruktion für die Anlage des Traggestells an der anderen Führungsschiene 32 vereinfacht werden kann, und darüber hinaus braucht hier die Genauigkeit nicht strikt eingehalten zu werden, so daß die Herstellungskosten in diesem Punkt vermindert werden können.
Während der Klemmblock 61 in seiner Positionierung in Richtung der X- und Z-Achse unter Verwendung nur einer Führungsschiene 31 kontrolliert wird, kann dieser Block 61 in der Y-Achsenrichtung geführt werden, und ferner kann der Block 61 in seiner Positionierung in der Drehrichtung ebenfalls kontrolliert werden. Selbst wenn das Meßfühler-Traggestell 40 bis an die Grenze seiner Bewegungsfähigkeit bewegt zwirns so wird es nur gegen die Stoßdämpfer 90 gestoßen, woraus aber keine nacr,ceilige Wirkung auf die Meßgenauigkeit folgt. Da der Stoßdämpfer 90 c-in auf das Endstück der Führungsschiene 31 aufgesetztes Zylinderg:; 91 umfaßt, kann in diesem die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 93 aufgenommen werden, so daß der benutz-te Raum vermindert und somit die kompakte Ausbildung verbessert wird. Dadurch, daß der Stoßdämpfer 90 eine Konstruktion mit direkter Kopplung an der Führungsschiene 31 hat, kann diese Schiene über die Grundplatte 21 hinausragen und der Stoßdämpfer 90 an seiner überragenden Stelle angebracht werden, wodurch der wirksame Meßbereich auf der Oberfläche der Grundplatte nicht eingesch@änkt oder vermindert wird.
Ferner können bei dem Erfindungsgegenstand die in ihrem Durchmesser verschiedenartigen Meßfühler 53 und 530 an ein und derselben Spindel 52 angebracht werden, und der im Ourchmesser kleinere Meßfühler 53 hat zusammen mit seiner Befestigungshülse 171 im wesentlichen das gleiche Gewicht wie der im Durchmesser größere Meßfühler 530, so daß die auf die das Hauptteil bildende Spindel wirkende Belastung im wesentlichen unverändert bleibt. Weiterhin macht es die Änderung in den Einsetzstellen möglich, die wirksame Länge, d. h. den herausragenden Teil, zu verändern. Darüber hinaus kann die Ausrichtung des Meßfühlers 53 verändert werden, wodurch, weil der Spindelsupport 51 mit Bezug zum Schlitten 49 drehbar ist, die Anreißarheiten in geneigten Richtungen erleichtert werden können.
Da die an den gegenüberliegenden Enden des Meßfühlers 53 ausgebildeten Taststücke 53A, 53B in ihrer Gestalt verschieden sind, kann der Anwendungsbereich erweitert werden.
Im Hinblick darauf, daß durch den Meßfühler 53 selbst die Einregelung der Genauigkeit bewirkt wird, nachdem die Gesamtkonstruktion montiert ist, kann eine hohe Präzision erreicht werden. Ferner wird die Einregelung allein durch die Verbindungsstücke 44, 45 bewirkt, so daß für den Zusammenbau kein hohes Maß an Fachkönnen erforderlich ist und der gesamte Zusammenbau in kurzer Zeit bewerkstelligt werden kann. Des weiteren werden die Justierungen nach Beendigung des Zusammenbaus vorgenommen, was eine ganz beträchtliche Kostenminderung bei Gewährleistung hoher Präzision erreichen läßt, und das beruht darauf, daß die Anzahl von hochklassig fertigbearbeiteten Teilen vermindert wird, die Einrichtarbeiten u.dgl. leicht auszuführen sind wie auch die Transportfähigkeit verbessert wird, da auf den Transport zurückzuführende Nachstellungen einfach vorgenommen werden können.
Durch das Vorhandensein von zwei in ihrer Lage in der Y-Achsenrichtung versetzten Schlitten-Führungsschienen 46 und 47, wobei die obere Schiene 46 an ihrer Rückseite die Skala 145 trägt, kann der Schlitten 49 leicht gegen Drehung gesperrt werden. Zum Schutz der Skala 145 ist es wünschenswert, diese wenigstens in der Vertikal- oder Abwärtsrichtung zu sichern. In dieser Hinsicht wird gemäß der Erfindung die Skala 145 in der oberen Führungsschiene 46 in vertikaler Richtung befestigt, so daß die Belastung auf dem Skalenauflager liegt, während die untere Schiene 47 die Last in der Vertikalrichtung trägt. Ferner macht es die Versetzung der Schienen 46, 47 in der Längs- oder Y-Richtung möglich, die Abmessung in der Höhenrichtung zu vermindern.
Die beiden Ständer 41, 42 werden völlig getrennt voneinander ausgebildet, sie sind nichtnwie es gemäß dem Stand der Technik der Fall ist, durch Schweißen od. dgl einstükkig zusammengefaßt. Dabei ist der eine Ständer 41 an der Führungsschiene 31, die mit hoher Genauigkeit positioniert worden ist, mit Hilfe von drei Rollen 62, 63, 64 so befestigt, daß er in der X-Richtung unbewegbar ist. Der Abstand zwischen den beiden Ständern 41, 42 wird durch den Querbalken 43 bn'immt, so daß die Führungsschienen 46,47 für den Schlitten 4' einstellbar an den Ständern 41, 42 angebracht werde können, was die Montagerbeiten leichter werden läßt. Die eine Führungsschiene 31 wird als Lage-oder Positionierdngsbezug benutzt, und insofern genügt es, daß die andere Führungsschiene 32 parallel zur Oberfläche der Grundplatte 21 ist, es wird keine hohe Präzision für die Montage der Schiene 32 gefordert, so daß also auch in dieser Beziehung die Montagearbeiten erleichtert werden.
Auf Grund des vorhandenen Querbalkens 43 können hierbei die Rollen 55, 67 des Ständers 42 wirksam an einem Abfallen von der Schiene 32 gehindert werden. Ferner ist es ausreichend, daß beide Ständer 41, 42 unterhalb des Querbalkens 43 stationär sind, wobei die Länge od.dgl. der oberhalb des Querbalkens 43 liegenden Ständerteile nicht zählt und Einstellungen schließlich mit Hilfe der Verbindungsstücke 44, 45 ausgeführt werden können, so daß also die beiden Ständer 41, 42 so aufgebaut sein können, daß sie sich teleskopartig über den Querbalken 43 hinaus erstrecken.
Des weiteren kann der Spindelsupport 51 mit Bezug zum Schlitten 49 geneigt werden, d.h., die sog. Z-Achsen-Spindel kann geneigt werden, so daß ein Durchmesser, eine Tiefe od. dgl. einer Bohrung in einem Werkstück 454, wobei sich die Bohrung 454B in der Schrägfläche 454A befindet, leicht und eindimensional vermessen werden kann, was es ermöglicht, eine einem Konturmeßgert gleiche Funktion zusätzlich zu erreichen. Für das Vermessen der geneigten Fläche 454A od.dgl. ist es ferner nicht notwendig, das zu vermessende Werkstück 454 zu kippen, so daß auch in dieser Hinsicht der Meßvorgang vereinfacht werden kann.
Darüber hinaus ermöglicht die Anwendung eines Meßfühlers 553, eines Meßzeigergeräts 653, einer Anreißnadel 753 od. dgl., die alle geeignete Ausgestaltungen aufweisen, die Arbeiten in verschiedenen Neigungsrichtungen zusätzlich zu einem üblichen Meßvorgang auszuführen. Wenn hierbei das zu vermessende Werkstück 54 auf der Grundplatte 21 über einen Drehtisch befestigt ist, dann können die Neigungen u. dgl. der verschiedenen Flächen des Werkstücks 54 leicht gemessen werden.
Da weiterhin die Führungsschienen 31, 32 für das Meßfühler-Traggestell 40 an den Seiten der Grundplatte 21 angebracht sind, ist auf dieser Platte 21 kein Hindernis vorzufinden, und da der Spindelsupport 51 schwenkbar ist, so können auch Werkstücke, die die Grundplatte 21 seitlich überragen, vermessen werden, was eine Erweiterung des Meßbereichs ermöglicht.
Die Dauerbelastungsfeder 162 ist überdies zwischen den Spindelsupport 51 und die Spindel 52 gespannt, so daß die Spindel mit sehr geringem Kraftaufwand betätigt werden kann. Wenn die Spindel 52 verschoben wird, dann wird diese Feder 162 ausgezogen, wobei sie die Oberfläche der Skala 161 bedeckt, wodurch die Fede-r einen wirksamen Oberflächenschutz für den nach unten ragenden Teil der Skala 161 bietet, der mit einem Werkstück 54 oder anderen Objekten leicht in Berührung gebracht werden kann.
Der Neigungswinkel des Spindelsupports 51 kann mit Hilfe der Winkelmeßeinrichtung 50 abgelesen und mittels der Haupt- sowie Hilfsskala 156 bzw. 157 genau gemessen werden. Ein Rückführen des Spindelsupports 51 in die Vertikale, d.h. zum Ausgangspunkt, kann mit Hilfe der Winkelmeßeinrichtung 50 und auch der Positioniereinrichtung 210 geschehen, so daß der Rückführvorgang zum Ausgangspunkt schnell und genau zu bewerkstelligen ist.
Ferne macht es eine Umkehrung des Spindelsupports 51, also eine Drehung um 180°, möglich, einen an einer hohen Stelle gelegenen Punkt zu vermessen; das ist jedoch ein etwas besonderer Anwendungsfall.
Das Positionieren dr das ersce Teil bildenden einrückbaren Welle 213 sowie der das zweite Teil bildenden Einrückmuffe 214 wird in einem Zustand bewirkt, wobei beide Teile miteinander verbunden sind, so daß der Schlitten 49 und der Spindelsupport 51 zu ihren Ausgangspunkten (Nullpunkte) mit einer Genauigkeit von 1 um zurückkehren können. Diese Genauigkeiten sind im Vergleich zu denjenigen von 30 um bei Geräten nach dem Stand der Technik sehr hoch und können dennoch bei Arbeit mit großer Schnelligkeit erhalten werden. Ferner sind die einrückbare Welle 213 und die Einrückmuffe 214 miteinander nicht nur durch den Eingriff von Kegelstück 213B und Kegelbohrung 214B verbunden, sondern auch durch die Kopplung zwischen denGewindeteilen 213A und 214A, so daß bei Einwirken einer Kraft von übermäßig hohem Wert durch die einrückbare Welle 213 in deren Achsrichtung am Schlitten 49 und am Spindelsupport 51 keine Verformungen oder Ablenkungen hervorgerufen worden, was das Einhalten hoher Genauigkeiten beim Meßvorgang ermöglicht. Darüber hinaus wirkt auf die Welle 213 nur die Rückstellkraft der als Freigabeglied arbeitenden Schraubendruckfeder 217, so daß in dieser einrückbaren Welle 213 keine Zugkraft, die den Schlitten 49 ablenken oder sonst beeinflussen könnte, erzeugt wird.
Die Kegelbohrung 214B dient außerdem zusätzlich als eine Führung für das Außengewinde 213A beim Einrückvorgang, so daß in dieser Beziehung eine Erleichterung gegeben ist.
Weil die Welle 213 und ihre Einrückmuffe 21 miteinander verschraubt sind, werden die kegeligen Verbindungsteile nicht gelockert, selbst wenn auf die stationäre Seite der Muffe 214 eine Kraft aufgebracht wird. Die Anordnung der Lageeinstelleinrichtung 220 an der einrückbaren Welle 213 macht es darüber hinaus möglich, die Genauigkeiten einzuhalten und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer auf Spiel zurückzuführenden Lockerung dieser Welle 213 auszuschalten, die ansonsten an der einrückbaren Welle 213 auftreten könnte.
Die Einrückmuffe 214 der Positioniereinrichtung 210 ist durch Klebung eindeutig festgelegt, so daß die Notwendigkeit für eine Zentrierung od. dgl. zwischen der Positioniereinrichtung 210 und den verschiedenen Bauteilen, wie Schlitz ten 49 oder Spindelsupport 51, beseitigt wird, was die Herstellung erleichtert. Ferner besteht keine Notwendigkeit für eine genaue Feinbearbeitung der Bauteile an der Positioniereinrichtung 210, so daß auch in dieser Hinsicht die Herstellung begünstigt wird.
Zusätzlich bietet das Anordnen der Schraubendruckfeder 217 als Freigabemittel an der einrückbaren Welle 213 die Möglichkeit, daß diese Welle 213 keinen störenden Einfluß auf den Spindelsupport 51 ausübt, der den Betrieb behindert, wenn die einrückbare Welle 213 gelöst wird.
Die Feinvorschubeinrichtung 80 umfaßt einen am Klemmblock 61 befestigten Bügel 81 von umgekehrter C-Form, wobei die Befestigung über die Regulierwelle 82 erfolgt, die das Feinvorschubglied darstellt, und zwar derart erfolgt, daf3 sie drehbar und relativ zur Führungsschiene 31 in deren Längsrichtung bewegbar ist; ferner umfaßt die Einrichtung 80 eine am Bügel 81 über den Schwenkkloben 85 ud.dgl. be- festigte Klemmschraube 87. Damit kommen nur einfache und keine hochklassigen Teile, wie eine Schloßmutter und ein Lager, zur Anwendung, so daß die Feinvorschubeinrichtung 80 bei-niedrigen Kosten gefertigt und ihr Betrieb vereinfacht werden kann. Überdies wird die Führungsschiene 31 an zwei Punkten festgeklemmt, und zwar in einer radialen und einer dazu entgegengesetzten Richtung, wodurch in der Schiene 31 im Gegensatz zu dem Fall, daß sie Druck nur in einer einzigen Richtung ausgesetzt ist, keine Verbiegung auftritt. Das hat zur Folge, daß für den Klemmblock eine ruhige, glatte Bewegung aufrechterhalten werden kann und kein schädlicher Einfluß auf die Genauigkeit in der Messung ausgeübt wird. Der von der Klemmschraube 87 und vom Querstück 1BR'rrtmenc; erfaßte Teil weicht außerdem von den Stellen ab, an denken die Rollen 62, 69, 64 anliegen, so daß auf die Bewegung des Klemmblocks 61 keim schädliche Wirkung erfolgt, selbst wenn am geklemmten Teil eine Verformung hervorgerufen wird.
Die als Kraftquelle dienende U-Feder 88 ist überdies zwischen den Bügel 81 und den Drehbolzen 89 für die Rück stellung, der am Klemmblock 61 gelagert ist, eingesetzt, wodurch der Bügel 81 und die Klemmschraube 87 von der Führungsschiene 31 vollkommen gelöst sind, wenn die Klemmschraube für ein Freigeben betätigt wird, so daß die Bewegung des Klemmblocks 61 nicht behindert wird. Da die Grundplatte 21 außerdem als eine abgezogene Richtplatte ausgebildet ist, kann eine Messung mit hoher Genauigkeit aufrechterhalten werden.
Die Fig. 25 zeigt eine Abwandlung für den Erfindungsgegenstand. Hiernach ist an der Führungsschiene 531 ein Vorsprung 531F ausgebildet, und an diesem Vorsprung 531F ist eine V-Nut 531G ausgestaltet, während im Tragzapfen 525 ein mit dem Vorsprung 531r zu verbindendes Sackloch 525F angeordnet ist. In vertikaler Richtung ist eine zum Sackloch 525F hin sich erstreckende Gewindebohrung 525G ausgebildet, deren Achse zur Mitte der V-Nut 531G verschoben ist, wenn der Vorsprung 531F im Sackloch 525F aufgenommen ist. Die Stirnfläche des Tragzapfens 525 und der geradlinige Teil des Querschnitts der Führungsschiene 531 stoßen gegeneinander. Diese Ausführungsform hat zur vorhergehenden die gleichartigen funktionellen Wirkungen.
Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt die Fig. 26, wobei ein leistenartiges Teil und nicht ein Rundzapfen als Träger für die Führungsschienen Verwendung findet. Auf der einen Seite des Trägers 625 ist ein Teil 625A mit geringer Breite ausgebildet, und dieses Teil ist in eine an der Seitenfläche der Grundplatte 621 ausgebildete Kehle 624 eingesetzt sowie darin über ein Klebemittel 626 befestigt. An der vorne liegenden Seite des Trägers 625 ist über eine Abstufung 625B einstückig ein prismatischer Rücken 625C ausgebildet, in dessen Ober- und Unterseite V-Nuten 625D ausgestaltet sind. Eine vermitttis der V-Nuten und (nicht gezeigter) Klemmschrauben in ihre PdSition zu bringende Führungsschiene 631 ist am Rücken 625C in gleicher Weise wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen lösbar gehalten, wobei die funktionellen Wirkungen zu vorherigen Ausführungsformen ebenfalls gleichartig sind.
Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung ist in Fig. 27 gezeigt, und hierbei hat die Führungsschiene 731 im Querschnitt eine Trapezform, wodurch die Kreisbogenabschnitte an den Führungsschienen in Fortfall kommen.
Die anderen Gesichtspunkte in bezug auf die Konstruktion sind dieselben wie für die Ausbildung gemäß Fig. 3, und auch Funktion sowie Wirkung sind gleichartig.
Die Fig. 28 zeigt die wesentlichen Teile einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, wobei die in Richtung der Y- ,Achse verlaufenden Führungsschienen 1731 im zu ihrer Achse rechtwinkligen Querschnitt jeweils mit nur einem geradlinigen Abschnitt versehen sind,der in Achs- oder Längsrichtung der Schiene 1731 mit einer Kehle 1731C versehen ist, die parallel zum geradlinigen Abschnitt ist.
Im Gebrauch wird die Schiene 1731 der beschriebenen und gezeigten Ausbildung an der Grundplatte 21 od. dgl. durch einen geeigneten Tragzapfen 1725, der in Fig. 28 strichpunktiert angedeutet ist, befestigt, wobei sie an ihren beiden Enden nach Art der in Fig. 3 gezeigten Schlitten-Führungsschiene 46 gelagert wird, oder die Schiene 1731 gleitet selbst wie die in Fig. 3 gezeigte Spindel 52. Auch diese Ausführungsform hat mit dieser Anordnung gleichartige funktionelle Wirkungen wie die vorhergehenden Ausführungsformen Weitere, zueiander verschiedenartige Abwandlungen an der Po-sitioniereinrichtung 210 in bezug auf die Verbindungen zwischen den Gewinde- und Kegelteilen zeigen die Fig. 29 und 30, wobei zu vorhergehenden Teilen gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind und für diese eine Erläuterung unterlassen wird.
Bei der Ausführungsform von Fig. 29 sind an einer einrückbaren Welle 813 ein Innengewinde 813A und eine Kegelbohrung 813B vorgesehen, während an einem vorstehendei Schaft 814, der der vorher erwähnten Einrückmuffe entspricht, ein Außengewinde 814A und ein Kegel stück 814B ausgestaltet sind; ein Anschlag 818 wird von einem im Durchmesser größer bemessenen Teil an der Welle 813 gebildet.
Auch diese Ausführungsform zeigt gleichartige funktionelle Wirkungen wie die vorhergehenden, da der vorstehende Schaft 814 mit Hilfe des Klebemittels 215 eindeutig in der ihm gegebenen Position festgelegt ist.
Bei der Ausführungsform von Fig. 30 sind an einer einrückbaren Welle 913 ein Innengewinde 913A sowie ein Kegelstück 913B ausgebildet, während an einer Einrückmuffe 914 ein Außengewinde 914A und eine Kegelbohrung 914B vorgesehen sind.
Für diese Ausführungsform sind ebenfalls die funktionellen Wirkungen gleichartig zu denen der anderen Ausführungsformen, insofern als die Einrückmuffe 914 in ihre gewünschte Position gebracht und dann durch das Klebemittel 215 eindeutig festgelegt wird.
Bei den erläuterten Ausführungsformen hat der Meßfühler 53 eine für eine Berührung oder Anlage bestimmte Bauart, Jedoch ist das gemäß der Erfindung nicht zwingend notwendig, vielmehr kann dieser Meßfühler durch einen mit elektrostatischer Kapazität arbeitenden Fühler oder durch einen von berührungsloser Bauart, z.B. ein Laser-Längenmeßgerät, ersetzt werden.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist jeweils ein Ständer 41 bzw. 42 an je einer Seite des .Meßgeräts angeordnet, jedoch kann die Zahl dieser erhöht werden, es können an jeder Seite zwei oder mehr Ständer angeordnet werden; auch kann die Anzahl der Führungsschienen 31, 32 vergrößert werden, und es können zwei oder mehr Führungsschienen an jeder Seite vorgesehen werden, beispielsweise in der für die Schlitten-Führungsschienen 46, 47 (s. Fig. 3) dargestellten Weise. Hierbei kann eine von diesen Schienen 31, 32 als Bezugspunkt dienen, während die andere dazu dient, die Last des Meßfühler-Traggesteils 40 aufzunehmen. Mit dieser Anordnung, wie oben beschrieben, kann die Präzision im Meßvorgang für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden.
Ferner muß die Gestalt der Führungsschienen31, 531, 631, 731 nicht notwendigenfeise darauf beschränkt sein, daß geradlinige, plane Abschnitte im Querschnitt an gegenüberliegenden Seiten vorhanden sind, vielmehr können Schienen ohne geradlinige Abschnitte im Querschnitt an der rechten Seite Verwendung finden, wie es in Fig. 25 strich-punktiert angedeutet ist, d.h., es genügt, daß wenigstens eine Seite einen geradlinigen Abschnitt hat, gegen den wenigstens eine Rolle anliegt. Die Anordnung von zwei planen Abschnittten macht es jedoch in zweckmäßiger Weise möglich, den einen für die Rollenführung, einen anderen als Bezug zur Anbringung einer Skala usw. zu verwenden.
Die beiden 'ira"ssschienen 31, 32 gemäß der ersten Ausführungsform brauchen nicht unbedingt darauf begrenzt zu werden, daß die Schienen an den Seiten der Grundplatte 21 und unterhalb dieser angeordnet sind. Beispielsweise können die Schienen an der Obe-rfläche der Platte 21 direkt ober über eine Auflageplatte vorgehen sein, und andererseits wird keine Schiene an der Seite angeordnet, die nicht als Bezugnahme oder -punkt gedient hat, wobei die Oberfläche der Grundplatte selbst zur Führung herangezogen wird. Kurz gesagt, es genügt, wenn eine Führungsschiene, von der aus Bezug genommen werden kann, an einer Seite der Grundplatte 21 vorhanden ist. Die Skalen 33, 161 müssen nicht notwendigerweise optisch reflektierende Skalen sein, sie können vielmehr durch eine solche der lichtdurchlässigen Bauart, eine elektromagnetische, eine magnetische Skala, eine Skala mit elektrostatischer Kapazität und eine Meßspitzen- oder Berührungspunktskala ersetzt werden.
Es erübrigt sich an sich darauf hinzuweisen, daß mit einer Änderung in der Skalenbauart des Meßgeräts 70 entsprechend zu ändern ist.
Das bewegliche Bauteil des Stondämpfers 90 muß nicht unbedingt ein Zylinderglied 91 sein, vielmehr kann es eine beliebige Gestalt haben, z.B. von ebener Plattenform.
Darüber hinaus muß das den Stoß absorbierende Mittel nicht eine Schraubendruckfeder 93 sein, es können auch eine Blattfeder, ein Gummiteil oder andere Elemente zur Anwendung kommen. Auth,)müssen die Führungsschienen 34, 32 nicht' notwendigerweise solche sein, die von den Seitenflächen der Grundplatte 21 nach außen vorragen, sie können vielmehr von der Oberfläche der Grundplatte seitwärts vorstehen; jedoch bieten von den Seitenflächen der Grundplatte vorstehende Führungsschienen die oben herausgestellten Vorteile.
Meßfühler-Befestigungshülsen 171 von mehreren Arten mit unterschiedlichen Innendurchmessern zueinander vorzusehen, bietet weiterhin die Möglichkeit, mehreren Anforderungen eütsprechn zu können. Auch müssen die Durchgangsbohrungen 171B, 171D in der Hülse 171 nicht auf zwei beschränkt sein, sondern es können eine oder drei oder mehr zur Anwendung kommen, vorausgesetzt-jedoch, daß wenigstens eine mit der Achse der Spindel 52 fluchtet. Ferner müssen die Meßfühler 53 bzw. 530 nicht auf solche beschränkt sein, deren Durchmesser über die Gesamtlängen zueinander gleich sind, vielmehr können es auch solche sein, die Abschnitte mit gegenüber dem Innendurchmesser der Bohrungen 171B, 171D der Hülse 171 oder dem Befestigungsteil 52A der Spindel 52 größeren Durchmesser haben.
Ferner kann an einem der Verbindungsstücke 44, 45 die Justiereinrichtung fehlen.
Auch muß das Erfassen der Verschiebungswerte in Richtung, der X-, Y- und Z-Achse nicht unbedingt durch optische Fühler erfolgten, es können hier andere Fühler einschließlich von magnetischen, elektromagnetischen oder Laser-Fühlern zur Anwendung kommen.
Ferner wurde bei der beschriebenen Ausführungsform angegeben, daß sowohl die Verbindungskloben 111, 112 wie auch die Schlitten-Führungsschienen 46, 47 durch Schrauben 117, 118 fixiert werden. Jedoch können auch entweder die Verbindungskloben 111, 112 oder die Führungsschienen 46,47 nicht durch Schrauben festgelegt werden, sondern, wie Fig. 31 zeigt, in axialer Richtung beweglich bleiben. In diesem Fall müssen die Verbindungsstücke mit dem in Fig.31 gezeigten Aufbau nicht unbedingt mit den Justiereinrichtungen versehen sein.
Ferner wurden bei den erläuterten Ausführungsbeispielen die einrückbaren Wellen 213, 813, 913 als erste Teile, die Einrück;iu,ten 'vorstehende Schäfte) 214, 814, 914 als zweite Teile bezeichnet. Diese Bezeiehnun wurde der Bequemlichkeit halber gewählt, ist aber im wesentlichen nicht hierauf begrenzt. Insofern können die einrückbaren Wellen 213, 813, 913 als zweite Teile, die Einrückmuffen (vorstehende Schäfte) 214, 814, 914 als erste Teile bezeichnet werden. Des weiteren kann die Zahl der ersten oder zweiten Teile, d.h. der Einrückmuffen 214, 814 oder 914, erhöht werden, und diese Muffen werden an einer Mehrzahl von Stellen am Spindelsupport 51 befestigt. Wenn die-;s;e Befestigungsstellen der Einrückmuffen 214, 814, 914 so gelegt werden, daß, wenn die einrückbare Welle 213, 813, 913 mit einer dieser Muffen in Eingriff ist, der Spindelsupport 51 in einem vorgegebenen Winkel geneigt werden kann, dann kann die jeweilige ein'rückbare Welle leicht an einer gewünschten Stelle aus dieser Mehrzahl von Stellen winkelig fixiert werden. Außerdem wurde bei den Ausführungsbeispielen die Muffe ortsfest, die Welle bewegbar gemacht, diese Anordnung kann jedoch umgekehrt werden. Es genügt, wenn eines der beiden Teile ortsfest das andere beweglich ist, wobei das ortsfeste dann positioniert und fixiert werden soll, wenn es mit dem beweg-.barren verbunden ist. In diesem Fall braucht das Befestil-gungsmittel nicht unbedingt auf ein Klebemittel begrenzt zu werden, eine Verschraubung mag ausreichend sein.
Die Klebeverbindung bietet jedoch die Möglichkeit, die Arbeiten bequem sowie zuverlässig auszuführen, wobei das Ausmaß der Alterung yering ist.
Auch muß die Freigabe- oder Löseeinrichtung nicht unbedingt auf die Schraubendruckfeder 217 beschränkt sein, es können hier andere Mechanismen gewählt werden. Beispielsweise kann zwischen der einrückbaren Welle 213 und dem Lagerblock 212 e,ine Bajonett-Verriegelung vorgesehen sein.
Als Feinvo@schubglied wurde die Regulierwelle 82 mit Feingewinde 82 a@sgeführt, jedoch ist der Erfindungsgegenstand hierau nicht begrenzt. Beispielsweise kann an dieser Stelle einen Zahnstangen/Ritzel-Anordnung mit ener Untersetzung anbeordnet sein, wobei das Ritzel gedreht wird, um die an einem Bügel 81 befestigte Zahnstange zur Bewegung längs einer Führungsschiene 31 anzutreiben; andere Konstruktionen kommen hierfür ebenfalls in Betracht.
außerdem muß bas klemmende Glied nicht unbedingt eine Schraube, wie die Klemmschraube 87, sein, dieses kann auch von einem Exzenternocken gebildet werden. Es genügt also, n ein linear zur Führungsschiene 31 bewegbares Teil vorhanden ist, das eine Klemmung zwischen Führungsschiene 31 und Querstück 81B bewirkt. Auch muß die Kraft- oder Druckquelle nicht unbedinet eine aus Blattmaterial gebildete U-Feder 88 sein, diese kann vielmehr durch beispielsweise ein @ugfeder, die zwischen das untert Querstück 81B und den Boden des Klemmblocks 61 gespannt ist, eine zwischen dass obere Querstück 81A sowie die Decke des Klemmeldck@ @@ngesetzte Bruckfeder oder eine die Regulierwelle 82 als Drehpunkt aufweisende Drehstab- oden @@@ ralfeder sein. Die Feder ist nicht auf eine Blatt@den bauart beschränkt, sondern kanm auch eine aus Draht od.
dgl. gebildete Schraubenfeder sein. Auch muß hier nicht notwehdigerweise eine Feder vorhanden sein, diese kann durch Gummi oder ein am vorderen Ende des Querstücks 81B befestigtes Gewicht ersetzt werden. In diesen Fällen dürfte die Anordnung eines Anschlags zur Einregelung des Drehwinkels des Bügels 81, die auf einer Druckquelle am Klemmblock 61 beruht, von besonderer Wirksamkeit sein.

Claims

Koordinatenmeßgerät Patentansprüche S Koordinatenmeßgerät, g e k e n n z e i c h ne t durch eine Grundplatte (21), durch ein einen Meßfühler (53, 553, 653, 753) mit Bezug zur oberen Fläche der Grundplatte in drei Achsenrichtungen, einen X-, Y- und Z-Achse, die einander rechtwinklig kreuzen, verschiebbar tragendes Meßfühler-Traggestell (40), durch einen X-Achsenvcschiebungsfühler (181), einen Achsen verschiebungsfühler (70) und einen Z-Achsenverschiebungsfühler (205), die jeweils eine Verschiebung des Meßfühlers in Richtung der X-, Y- und Z-Achse erfassen, und durch wenigstens eine das Meßfühler-Traggestell in Richtung der Y-Achse führende Führungsschiene (31, 531, 631, 731, 1731), die von einer Seitenfläche der Grundplatte vorragt und deren obere Fläche parallel zur oberen Fläche der Grundplatte ist.
2. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e'i c h n e t, daß die rechtwinklig zur Achsrichtung der Führungsschine (31) liegende Quer -schnittsform der Führungsschiene in zwei Kreisbogenabschnitte sowie geradlinige Abschnitte enthaltende Teile unterteilt ist, daß die Führungsschiene und das Meßfühler-Traggestell (40) miteinander durch einen am Meßfühler-Traggestell befestigten Satz von drei Rollen (62, 63, 64), die zueinander in einem Winkel von 120" beabstandet sind, gekuppelt sind und daß wenigstens eine (62) der Rollen mit einem geradlinigen Abschnitt des Führungsschienenquerschnitts in Anlage ist.
3. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Skala (33, 533, 1733) des Y-Achsenverschiebungsfühlers (70) an der Führungsschiene (31, 531, 631, 731, 1731) befestigt ist.
4. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Führungsschiene mit der Grundplatte direkt oder durch ein Zwischenglied (25, 525, 625) verklebt und fest verbunden ist.
5. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t,daß an der Führungsschiene Stoßdämpfer (90) angebracht sind, von denen jeder ein an der Führungsschiene bewegbar angeordnetes Glied (91) sowie ein zwischen dieses Glied und die Führungsschiene eingefügtes stoßdämpfendes Element (93) umfaßt.
6. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß an dem Meßfühler-Traggestell (40) eine Spindel (52) derart angebracht ist, daß sie in ihrer Axialrichtung bewegbar ist, daß an der Spindel eine ein zylindrisches Teil (171A) umfassende Hülse (171), die in Achsrichtung der Spindel anbring- und abnehmbar ist, für die Befestigung des Meßfühlers (53) angeordnet ist und daß die Meßfühler-Befestigungshülse (171) mit mehreren Durchgangsbohrungen (171B, 171D) versehen ist, deren Achsen einander rechtwinklig kreuzen.
7. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Meßfühler-Traggestell (40) ein Ständerpaar (41, 42), zwischen den Ständern sich erstreckende Schlitten-Führungsschienen (46, 47), einen längs dieser Schienen in Richtung der X-Achse verschiebbaren Schlitten (49) sowie einen vom Schlitten in Richtung der Z-Achse bewegbar getragenen Meßfühler (53) umfaßt und daß an Verbindungsstücken (44, 4c) zwischen den Schlitten-Führungsschienen sowie wenigstens einem er Ständer eine eine Verschiebung des Meßfühlers in Richtung der X-, Y- u"d 7-Achse bewirkende Einstelleinrichtung (122, 123, 124, 129) angeordnet ist.
8. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i ch n e t, daß an den beiden Ständern (41, 42) ein den Abstand zwischen diesen in Richtung der X-Achse auf ein vorgegebenes Maß einçtellender Querbalken (43) oberhalb der oberen Grenzlage des unteren Endes des Meßfühlers (53) befestigt ist.
9. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schlitten-Führungsschienen (46, 47) an ihren einander gegenüberliegenden Enden mit den Ständern mit in Achsrichtung dieser Schienen verlaufenden Zugkräften verbunden sind.
10. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schlitten-Führungsschienen (46, 4/j an ihren einen Enden mit einem der Ständer mit in Achsrichtung dieser Schienen verlaufenden Zugkräften verbunden und an ihren anderen Enden mit dem anderen Ständer mit in Achsrichtung verlaufender Verschiebbarkeit gelagert sind.
11. Koordinatenmeßgerät, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Grundplatte (21), durch ein einen Meßfühler (53, 553, 653, 753) mit Bezug zur oberen Fläche der Grundplatte in drei Achsenrichtungen, einer X-, Y- und Z-Achse, die einander rechtwinklig kreuzen, verschiebbar tragendes Meßfühler-Traggestell (40), durch einen X-Achsenverschiebungsfühler (181), einen Y-Achsenverschiebungsfühler (70) und einen Z-Achsenverschiebungsfühler (205), die jeweils eine Verschiebung des Meßfühlers in Richtung der X-, Y- und Z-Achse erfassen, durch wenigstens eine das Meßfühler-Traggestell in Richtung der Y-Achse führende Führungsschiene (31, 531, 631, 731, 1731), die von einer Seitenfläche der Grundplatte vorragt und deren obere Fläche parallel zur oberen Fläche der Grund-.

platte ist, durch einen am Meßfühler-Traggestell in Richtung der X-Achse bewegbar geführten Schlitten (49), der über einen Spindelsupport (51) eine einen Meßfühler haltende Spindel (52) in deren Achsrichtung bewegbar trägt, und durch drehbare Anordnung des Spindelsupports am Schlitten derart,daR er in einer die Bewegungsrichtung der Spindel rechtwinklig kreuzenden Richtung drehbar ist.
12. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schlitten (49) mit einer einen Drehwinkel des Spindelsupports (51) fein einregelnden Feineinstelleinrichtung (142, 143, 151, 152) versehen ist.
13. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Spindelsupport (51) und dem Schlitten (49) eine einen Neigungswinkel des Spindelsupports messende Winkelmeßeinrichtung (50) vorgesehen ist.
14. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 11, g e k e n n z e i c h n e t durch ein erstes, ein Gewindestück und ein Kegel stück, die auf gleicher Achslinie liegen, aufweisendes Teil, durch ein zweites, ein Ge.sindestück und ein Kegelstück aufweisendes Teil, wobei die Gewinde- und Kegelstücke der beiden Teile jeweils einander entsprechen und entweder das erste oder das zweite Teil längs der Achslinie, auf der die beiden Teile miteinander in Eingriff sind, bewegbar ist, durch Befestigen eines der beiden Teile am Schlitten (49), des anderen der beiden Teile am Spindelsupport (51) und durch eine das erste und zweite Teil voneinander trennende, am Schlitten oder Spindelsupport vorgeseiene 'sieeinrichtung (216, 217).
15. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das erste Teil eine einrückbare Welle (213) mit einem an ihrem vorderen Ende ausgebildeten Außengewinde (213A) sowie Kegel stück (213B) umfaßt, daß das zweite Teil eine Einrückmuffe (214) mit einem mit dem Außengewinde (213A) zu verschraubenden Innengewinde (214A) sowie mit einer mit dem Kegel stück (213B) zur Anlage zu bringenden Kegelbohrung (214B) umfaßt und daß die einrückbare Welle verschiebbar in ein Lagerelement (212) durch eine Lageeinstelleinrichtung (220) eingesetzt sowie über das Lagerelement entweder am Schlitten oder am Spindelsupport befestigt ist.
16. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Muffe (214) entweder am Schlitten oder am Spindelsupport mittels eines Klebemittels (215) befestigt ist.
17. Koordinatenmeßgerät, g e k e n n z e i c h n e t durch eineGrundplatte (21), durch ein einen Meßfühler (53, 553, 653, 753) mit Bezug zur oberen Fläche der Grundplatte in drei Achsenrichtungen, einer X-, v-und Z-Achse, die einander rechtwinklig kreuzen, verschiebbar tragendes Meßfühler-Traggestell (40), durch einen X-Achsenverschiebungsfühler (181), einen Y-Achsenverschiebungsfühler (70) und einen Z-Achsenverschiebungsfühler (205), die jeweils eine Verschiebung des Meßfühlers in Richtung der X-, Y- und Z-Achse erfassen, durch wenigstens eine das Meßfühler-Traggestell in Richtung der Y-Achse führende Führungsschiene (31, 531, 631, 731, 1731), die von einer Seitenfläche der Grundplatle vorragt und deren obere Fläche parallel zur oberen Fläche der Grundplatte ist, und durch eine Feinvorschubvorrichtung (80), die am Meßfühler-Traggestell (40) angebracht ist und dosen Feinverstellung mit Bezug zur Führungsschiene ermöglicht.
18. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Feinvorschubeinrichtung (80) einen an der Führungsschiene bewegbar gelagerten festlegbaren Block (61), einen an diesem Block durch ein Feinverstellglied (82) drehbar und relativ zur Führungsschiene in deren Längsrichtung gelagerten Bügel (81) mit zwei der Führungsschiene gegenübertehenden Querstücken (81A, 81B), die die Führungsschiene in radialen Richtungen dieser klemmend erfassen, einen an einem der Querstücke in einer der Führungsschiene gegenüberliegenden Lage befestigten Schwenkkloben (85), ein an dem Schwenkkloben zur Führungsschiene hin linear beweglich angeordnetes, die Führungsschiene zusammen mit dem anderen Querstück bei Auswärtsbewegung des Schwenkklobens festklemmendes Klemmelement (87) und ein das andere der Querstücke bei Zurückziehen des Klemmelements von der Führungsschiene trennendes Druckglied (88) umfaßt.