DE3243275C2 - Meßgerät - Google Patents

Abstract

Bei einem Meßgerät ist ein einen Meßfühler tragendes Meßfühler-Traggestell mit Bezug zu einem zu vermessenden, auf einer Grundplatte ruhenden Werkstück bewegbar. Das Meßgerät ist mit Traggliedern für die Führungsschienen versehen, welche in an der Seitenfläche der Grundplatte ausgebildeten Vertiefungen mit Hilfe eines Klebemittels befestigt sind. An den Traggliedern ist jeweils eine V-Nut ausgebildet, in die mit der Führungsschiene innig verbundene Klemmschrauben eingreifen derart, daß die Führungsschiene in einer vorbestimmten Lage zu positionieren ist. Das ein bewegliches Bauteil bildende Meßfühler-Traggestell ist auf der Führungsschiene verschiebbar gelagert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßgerät mit einer parallelepipedischen, ein zu vermessendes Werkstück tragenden Grundplatte, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit tiefer als die Oberfläche der Grundplatte angeordneten Führungsschienen, auf denen je ein Meßständer auf durch Exzenterbolzen einstellbaren Rollen läuft ausgestattet ist

Bei einem Meßgerät der obigen Art wird im allgemeinen eine Verschiebung eines Meßfühlers mit Bezug auf die obere Fläche eiü^r Grundplatte erfaßt, und demzufolge ist es bei solchen Meßgeräten, bei denen lediglich zum Messen der Meßfühler bewegt wird, notwendig, ein Meßfühler-Traggestell, das den Meßfühler aufnimmt parallel zur oberen Fläche der Grundplatte zu führen.

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 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.

Ein Meßgerät der eingangs angegebenen Gattung mit Führungsschienen, die tiefer liegen als die Oberfläche der Meßplatte, um diese durch vollständiges Absenken einer Meßhand weitestgehend ausnützen zu können, ist aus der Firmendruckschrift »Universale Meßeinrichtung« der Firma Schiess (1963) bekannt. Bei diesem Meßgerät müssen jedoch die vorstehenden tragenden Teile der Führungsschienen mit höchster Präzision feinbearbeitet werden, um ihre Parallelität zur Meßplattenoberfläche zu gewährleisten, und sie müssen ganz präzis angeordnet werden, wozu aber nur in der Horizontalrichtung Vorkehrungen getroffen sind, nicht aber in der Vertikalrichtung. Demzufolge ist es notwendig, die auf oder an den Führungsschienen laufenden Rollen mit Bezug zur Oberfläche der Meßplatte genau zu justieren, weshalb die im vorherigen Absatz angegebenen Nachteile erhalten bleiben.

Zum Stand der Technik ist auch eine Höhenreißlehre bekanntgeworden (DE-GM 61 02 363), die zu einer Seitenfläche einer Anreißplatte mit zwei Schienen für den Ständer versehen ist, wobei der den Ständer tragende Schlitten allein von der unteren Schiene geführt wird, während die obere Schiene dazu dient, ein Kippen oder

Abfallen des Schlittens zu verhüten. Das bedeutet, daß zwischen dieser oberen Schiene und dem Schlitten eine gewisse Bewegungsfreiheit, wenn auch eine geringe, vorhanden ist, so daß der Schlitten Vibrationen oder Rottelbewegungen unterliegt. Im übrigen ist es schwierig, die eigentliche (untere) Führungsschiene parallel zur Oberfläche der Anreißplatte zu halten, da diese Schiene einen vier- oder rechteckigen Querschnitt aufweist

Im Hinblick auf den Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabt zugrunde, ein Meßgerät der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß eine Parallelität der Führungsschienen zur Oberfläche der Grundplatte leicht und mit gringem Arbeitsaufwand zu erreichen ist, wenn die Führungsschienen erstmals montiert oder später ausgetauscht werden müssen, wobei eine einfach zu bewerkstelligende Positionierung der Bauteile des Meßgeräts angestrebt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Meßgerät dadurch gekennzeichnet, daß in den einander gegenüberliegenden seitlichen Stirnflächen der Grundplatte in deren Längserstreckung auf einer zur Oberfläche der Grundplatte parallelen Linie mehrere Löcher mit Abstand zueinander ausgebildet sind, daß jede Führungsschiene mit zwei einander gegenüberliegenden geradlinigen Abschnitten sowie mit zwei diese geradlinigen Abschnitte verbindenen, als Lauffläche für Rollen der Meßständer dienenden Abschnitten versehen ist, daß jede Führungsschiene in einem der seitlichen Stirnfläche der Grundplatte zugewandten geradlinigen Abschnitt eine den in dieser Stirnfläche bafindlichen Löchern entsprechende Anzahl von Sacklöchern aufweist, daß mit jedem Loch in der Grundplatte durch ein Klebemittel ein inneres, im Durchmesser vermindertes Ende eines mit einer Ringschulter an der .seitlichen Stirnfläche der Grundplatte anliegenden Tragzapfens verbunden ist, dessen äußeren, im Durchmesser ebenfalls vermindertes Ende in je ein Sackloch der Führungsschine eingreift und der mit einer positionierenden Stirnfläche an dem inneren geradlinigen Abschnitt der Führungsschiene anliegt, und daß eine Positioniereinrichtung die Führungsschiene am äußeren Ende des Tragzapfens lösbar festlegt.

Wie aus der folgenden Beschreibung deutlich- werden wird, wird die gestellte Aufgabe durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Meßgeräts gelöst und werden wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erreicht, wobei bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Meßgeräts Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5 sind.

Ferner gibt die Erfindung ein Verfahren zur genauen Festlegung von Führungsschienen für Meßständer an den seitlichen, zur Oberfläche einer ein zu vermessendes Werkstück tragenden Grundplatte rechtwinkligen Stirnflächen, in denen Löcher zur Aufnahme von die Führungsschienen abstützenden Tragzapfen ausgebildet sind, an, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das äußere Ende eines ein großkalibriges Mittelteil und zwei demgegenüber im Durchmesser verminderte Enden aufweisenden Tragzapfens in ein in der Führungsschiene ausgebildetes Sackloch eingesetzt und in diesem durch Klemmschrauben sowie Anlage der durch die Durchmesserverminderung entstandenen Stirnfläche an der Führungsschiene positioniert wird, daß das innere, im Durchmesser verminderte Ende mit einem Haftmittel versehen und unter Anlage der durch die Durchmesserverminderung entstandenen Ringschulter an der seitlichen Stirnfläche der Grundplatte in das Aufnahmeloch eingeführt wird, daß mittels, einer Spannvorrichtung die Achsen der Führungsschienen in eine zur Oberfläche sowie zur seitlichen Stirnfläche der Grundplatte parallele Lage gebracht werden und daß das Haftmittel ausgehärtet wird.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Koordinatenmeßgerät als Beispiel, bei dem der Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommen kann,

ίο F i g. 2 eine vergrößerte, teilweise abgebrochene und geschnittene Frontansicht der wesentlichen Teile des in F i g. 1 dargestellten Meßgeräts,

F i g. 3 einen Schnitt, in dem schematisch die Anordnung in einem FüJirungsblock dargestellt ist,

F i g.4 eine teilweise geschnittene Frontansicht einer erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden Spannvorrichtung,

F i g. 5 einen Schnitt durch die wesentlichen Teile einer gegenüber Fig.2 und 3 abgewandelten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,

F i g. 6 eine zu F i g. 5 ähnliche Ansic' ■<. einer weiteren Ausführungsfonn gemäß der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden Ausführungsformen der Erfindung in Anwendung auf ein Koordinatenmeßgerät beschrieben.

Gemäß der in F i g. 1 gezeigten Gesamtansicht weist eine als abgezogene Richtplatte von im wesentlichen parallelepipedischer Gestalt ausgebildete Grundplatte 21 an ihrer obenliegenden Fläche eine Vilezahl 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 büden. Diese Führungsschienen 31,32 haben in der Längsrichtung der Grundplatte 21 eine größere Länge als diese und sind unterhalb der Oberfläehe der Grundplatte sowie zu jener parallel angeordnet, wobei sie von den Seitenflächen der Platte 21 vorstehen. Anordnung der Führungsschienen 31, 32 unterhalb der Oberfläche der Platte 21 heißt in diesem Fall, daß die obenliegenden Flächen der Führungsschienen 31, 32 bündig mit der oder tiefer als die Plattenoberfläche angeordnet sind. Ferner sind beide Führungsschienen 31, 32 so gestaltet, daß gegenüberliegende Seiten eines Rundstabes parallel zueinander abgeschliffen sind, wobei die Querschnittsform des Stabes rechtwinklig zu dessen Längserstreckung im wesentlichen ein Oval ist, das aus Kreisbogenabschnitten und geradlinigen Abschnitten (siehe F i g. 2) besteht. Weiterhin ist an einer der Führungsschienen — hier ist es die in F i g. 1 vorne liegend r Führungsschiene 31 — eine außenliegende lange Skala 33, auf die noch eingegangen werden wird, haftend befestigt.

Von den Führungsschienen 31, 32 werden einander gegenüberstehende prismatische Ständer 41, 42 getragen, die längs diener 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 V-Achse schwenkbar ist. Der Support 51 trägt eine in Richtung ihrer 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 unten an der Spindel 52 befestigte 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-Ri.Chtung. 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, das ein bewegbares Bauteil darstellt.

Die zwischen den oberen Teilen der Verbindungsstücke 44, 45 sich erstreckende Feinvorschubschiene 48 und der Schlitten 49 sind im Normalzustand zueinander verschiebbar, sie werden durch Anziehen einer Klemmschraube 144 miteinander fest verbunden. In diesem festen Zustand kann, wenn eine Justiermutter 141, die mit der Feinvorschubschiene 48 durch ein Gewinde gekoppelt ist, gedreht wird, der Schlitten 49 fein durch die Feinvorschubschiene 48 längs der Achrichtung der Schlittenführungsschienen 46,47 verstellt werden.

Über eine Stellschraube 84 (F i g. 1) kann das Meßfühler-Traggestell 40 fein verschoben werden, wobei eine Klemmschraube 87 den Feinvurschub in uöcr außer Betrieb setzt. An gegenüberliegenden Enden der Führungsschiene 31 sind Stoßdämpfer 90, an gegenüberliegenden Enden der Führungsschiene 32 Anschläge 95 angebracht.

Wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, sind an den gegenüberliegenden Seitenflächen der Grundplatte in Richtung der V-Achse mehrere Sacklöcher 24 als Vertiefungen in Aufeinanderfolge ausgebildet, in die an den innerer. Endabschnitten von Tragzapfen 25, die Führungsschienenträger bilden, ausgestaltete, im Durchmesser reduzierte Teile 25A mit Hilfe eines Klebemittels 26 eingeklebt sind, so daß sie eindeutig festgehalten sind (siehe Fig.2). 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 eine positionierende Stirnfläche bildende 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 gegenüberliegenden Seitenwänden der Grundplatte 21 vorragenden Tragzapfen 25 jeweils entsprechende Steilen Sacklöcher 31Λ, 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 3iA, 32A zugekehrten Stellen je zwei Gewindebohrungen 31B. 32B zu den Sacklöchern geführt, und in diese Gewindebohrungen 31S, 32S sind Klemmschrauben 34 mit kegelförmigen Spitzen eingedreht. Die Mittellinie der V-Nut 25D und die Mittelachse der Klemmschrauben 34 sind in ihrer Lage voneinander verschoben, wobei die Richtung der Verschiebung so ist, daß die Mittelachse der Klemmschraube 34

ίο zur vorderen Endseite des Vorsprungs 25Cvon der Mittellinie der V-Nut 25D aus verlagert ist. Dadurch ist es möglich, wenn die kegelförmigen Spitzen der Klemmschrauben 34 gegen die Wandflächen der V-Nuten 25D stoßen, die Stirnflächen der Abstufungen 25ß 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. Die V-Nut 25D und die Klemmschrauben 34 bilden somit eine exzentrische Positioniereinrichtung. 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 (siehe F i g. 4), auf die noch eingangen 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, deren Bodenfläche mit hoher Genauigkeit unter gleichzeitigem Polieren oberflächenbearbeitet ist, so daß diese Fläche parallel zur außenliegenden Seitenfläche der Schiene 31 ist. Die bereits erwähnte Skala 33 wird durch Kleben in

W dieser Kehie 31Cbefestigt; die Skala 33 kann beispielsweise von reflektierender Art sein, wobei eine längsvcrlaufende Skaleneinteilung von μΓη-Größenordnung an der Oberfläche eines Blechstreifens aus rostfreiem Stahl aufgetragen ist. Ein festgelegter Führungsblock 61 ist am unteren Endteil des einen Ständers 41 befestigt. Rollensätze, die jeweils aus drei Rollen 62,63, 64 bestehen, sind an je einem der einander in Längs- oder V-Richtung gegenüberliegenden Enden des Führungsblocks 61 vorgesehen. Die Richtungen der zu den Umfangsflächen dieser Rollen 62,63,64 senkrechten Linien sind zueinander um 120° versetzt, und die auf den Drehzapfen 62/4 der Rolle 62 aufgesetzte Buchse wie auch die ..,sf 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 Roilen 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 ausgestaltet, daß sie eine vergleichsweise große Breite hat, da diese Rollen mit dem 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 anliegen. Da diese Schiene 31 an drei, jeweils um 120° versetzten Stellen mit den drei Rollen 62,63,64 in Berührung ist, so kann der Führungsblock 61, d. h. der Ständer 41, keine

Bewegung in Richtung der X- und Z-Achse ausführen.

Wie der schematischen Darstellung in F i g. 3 zu entnehmen ist, ist der Führungsblock 61 mit einem Meßgerät 70 versehen, das einen Verschiebungsfehler 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 zu messen. Das Meßgerät 70 umfaßt die folgenden Teile: eirv Teilstrichskala 71, mit einer zu derjenigen der Skala 33 gleichartigen, auf einer lichtdurchlässigen Platte aus Glas od. dgl. ausgebildeten Einteilung; ein Licht abgebendes Element 72, das als Lichtquelle 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 K-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 festlegbarer Führungsblock 65 ist am unteren Teil des anderen Ständers 42 befestigt (siehe F i g. 2), und an den in Längs- bzw. V-Richtung einander gegenüberliegenden Enden dieses Blocks 65 sind jeweils aus zwei Rolle·! 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 66Λ, 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 180° 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.

Unter Bezugnahme auf F i g. 4 wird nun der Vorgang für den Zusammenbau der Führungsschienen und Rollen erläutert.

Die die Träger für die Schienen bildenden Vorsprünge 25C der Tragzapfen 25 werden in die in Mehrzahl vorhandenen Sacklöcher 31/4, 32/4 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 25£>der Tragzapfen 25 zur Anlage kommen, so daß die Stirnflächen der Abstufungen 255 der Tragzapfen 25 aufgrund der Verschiebung 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.

Hierauf werden die innenliegenden Endteile 25Λ mit reduziertem Durchmesser der Tragzapfen 25 in die Sackiöcher 24 der Grundplatte 21 unter Zwischenfügung von Klebemittel 26 eingeführt, wobei eine Lageeinstellung mit Hilfe der in Fig.4 gezeigten Spannvorrichtung 400 derart vorgenommen wird, daß die Achsen der Führungsschienen 31,32 in parallele 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 401/4 bzw. 4015, die zueinander genau parallel bearbeitet sind und eine Abstufung von vorbestimmten Maß aufweisen, versehenen 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 4015 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 Führungsschiene 31 gegen die zweite Fläche 4015 drücken, um das Maß zu bestimmen. Die Spannvorrichtung 400 wird an der Grundplatte 21 durch eine Halteklammer 411 mit Schraube 412 befestigt, und die obenliegende Fläche der Führungsschiene 31, d. h. die Achse der Schiene, wird mit Hilfe der ersten sowie zweiten Fläche 401,4 bzw. 4015 der Basis 401 zur Parallelität mit der oberen Fläche der Grundplatte 21 gebracht. Die andere Führungsschiene 32 wird mittels einer gleichartigen Spannvorrichtung befestigt, jedoch spielt in diesem Fall die Parallelität zwischen Führungsschiene 31 und Führungsschiene 32 keine Rolle.

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 625 und der exzentrischen Drehzapfen 63Λ, 64/4 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 Achsrichung 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.

Wie sich aus der obigen Erläuterung ergibt, werden durch die Erfindung die folgenden Vorteile erreicht

Da der Führungsblock 61 und die Führungsschiene 31 miteinander ohne eine Lageverschiebung mittels der drei Rollen 62, 63, 64 eindeutig verbunden sind, wobei die eine dieser Rollen — die Rolle 62 — gegen den im Querschnitt geradlinigen Teil der Führungsschiene 31 anliegt, können, wenn die Skala 33 vorher an der Schiene 31 und das Meßgerät 70 am Führungsbiock δί befestigt worden sind, die Skala 33 sowie die Teüstrichskala

71 des Meßgeräts 70 einen Spielraum mit vorgebenem Wert allzeit zwischen sich einhalten, ohne daß die Notwendigkeit für komplizierte Befestigungs-, eine Drehung verhindernde Vorrichtungen od. dgl. besteht. Nach dem Befestigen der Tragzapfen 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. Feiner 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 Verwerfungen, Verformungen u. dgl. an der Skala 33 mit Bezug zur Bewegungsrichtung des Führungsblocks 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. 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, selbst 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. Da die seitlich der Grundplatte 21 befindlichen Rollen 63,64 wegen ihrer Anlage an den Kreisbogenabschnitten der Führungsschiene 31 geneigt angeordnet sind, können die Räume, die ansonsten für die Einfügung der Rollen 63,64 zwischen der Führungsschiene 31 und der Grundplatte 21 vorgesehen werden müssen, vermindert werden, so daß also wiederum das Maß der Auskragung der von den Grundplattenseitenflächen vorstehenden Tragzapfen 25 verkleinert werden kann, was Vorteile für die Ausgestaltung der vorragenden Träger bietet. Ferner kann die Einstellung oder Justierung des Meßfühler-Traggestells 40 von nur einer Führungsschiene — die Führungsschiene 31 — vorgenommen werden, so daß die konstruktive Ausbildung für die Anlage zwischen der anderen Führungsschiene 32 und dem Meßfühler-Traggestell 40 vereinfacht werden kann. Hier braucht die Genauigkeit nicht strikt zu sein, so daß in diesem Punkt die Fertigungskosten ebenfalls gesenkt werden können.

Da ferner die Führungsschienen 31,32 an den Seiten der Grundplatte 21 angebracht sind, kann deren Oberfläche als Ganzes wirksam genutzt werden, wobei auch ein Transport des Werkstücks 54 von der Seite auf die Grundplatte 21 ermöglicht wird. Darüber hinaus sind die einander gegenüberliegenden Führungsschienen 31,

32 von größerer Länge als die Grundplatte 21, so daß das Meßfühler-Traggestell 40 bis zu den äußersten Steilen der Führungsschienen bewegbar ist, was aie Auflagerung und Ausmessung eines größeren Werkstücks 54 zuläßt.

Während der führungsblock 61 in seiner Positionierung in Richtung der X- und Z-Achse unter Verwendung nur einer Führungsschiene 31 zu kontrollieren ist, kann dieser Block 61 in der V-Achsenrichtung geführt werden, und ferner kann der Block 61 in seiner Positionierung bezüglich einer Drehrichtung ebenfalls kontrolliert werden.

Die Fig. 5 zeigt eine Abwandlung für den Erfindungsgegenstand. Hiernach ist an der Führungsschiene 531 ein Vorsprung 531Fausgebildet, und an diesem Vorsprung 531Fist eine V-Nut 531G ausgestaltet, während im Tragzapfen 525 ein mit dem Vorsprung 531 Fzu verbindendes Sackloch 525F angeordnet ist. In vertikaler Richtung ist eine zum Sackloch 525F hin sich erstrekkende Gewindebohrung 525C 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 ist in F i g. 6 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 F i g. 1 und auch Funktion sowie Wirkung sind gleichartig.

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.

Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf ein Küordinatenmeßgerät beschränkt, er kann vielmehr auf viele Meßgeräte angewendet werden, die einen Meßfühler haben, d. h. auf zweidimensionale oder Konturmeßgeräte wie auch auf solche, die an Stelle eines Meßfühlers ein Mikroskop tragen. Auch muß die Skala 33 nicht notwendigerweise von reflektierender Bauart sein, sie kann z. B. eine lichtdurchlässige, eine elektromagnetische, eine magnetische Skala, eine solche, die mit elektrostatischer Kapazität arbeitet, oder eine Punktberührungsskala sein.

Des weiteren ist bei den beschriebenen Ausführungsformen bezüglich der Führungsschienen davon ausgegangen worden, daß an jeder Seite der Grundplatte eine solche Schiene vorhanden ist. Es können jedoch auch auf einer Seite zwei oder mehr dieser Schienen vorgesehen sein, wobei dann die eine der Schienen (z. B. Schiene 31) als Bezug, die andere (z. B. Schiene 32) zur Aufnahme der Last des Traggestells 40 dient. Mit einer solchen Anordnung kann die Meßgenauigkeit über einen noch längeren Zeitraum aufrechterhalten werden.

Wie vorstehend erläutert wurde, wird erfindungsgemäß ein Meßgerät geschaffen, mit dem man in der Lage ist, mit Leichtigkeit eine Parallelität zwischen der oberen Fläche der Grundplatte sowie den Führungsschienen zu erhalten, bei dem die Führungsschienen leicht ersetzt oder ausgetauscht werden können und bei dem diese Schienen, falls sie ersetzt wurden, leicht wieder in ihre korrekte Lage gebracht werden können.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Meßgerät mit einer parallelepipedischen, ein zu vermessendes Werkstück tragenden Grundplatte, die an zwei einander gegenüberliegenen Seiten mit tiefer als die Oberfläche der Grundplatte angeordneten Führungsschienen, auf denen je ein Meßständer auf durch Exzenterbolzen einstellbaren Rollen läuft, ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den einander gegenüberliegenden seitlichen Stirnflächen der Grundplane (21) in deren Längserstreckung auf einer zur Oberfläche der Grundplatte parallelen Linie mehrere Löcher (24) mit Abstand zueinander ausgebildet sind, daß jede Führungsschiene (31,32, 731) mit zwei einander gegenüberliegenden geradlinigen Abschnitten sowie mit zwei diese geradlinigen Abschnitte verbindenden, als Laufflächen für Rollen (63, 64, 66, 67) der Meßständer (41, 42) dienenden Abschnitten vsrsehen ist, da0 j^de Führungsschiene in einem der seitlichen Stirnfläche der Grundplatte zugewandten geradlinigen Abschnitt eine den in dieser Stirnfläche befindlichen Löchern (24) entsprechende Anzahl von Sacklöchern (31A 32.A) aufweist daß mit jedem Loch (24) in der Grundplatte (21) durch ein Klebemittel (26) ein inneres, im Durchmesser vermindertes Ende (25A) eines mit einer Ringschulter an der seitlichen Stirnfläche der Grundplatte (21) anliegenden Tragzapfens (25) verbunden ist, dessen äußeres, im Durchmesser ebenfalls vermindertes Ende (25C) in je ein Sacklonh (31Λ, 32A) der Führungsschiene eingreift und der mit einer positionierenden Stirnfläche (25B) an dem inneren gerad-.migen Abschnitt der Führungsschiene anliegt, und daß eine Positioniereinrichtung (25D, 31B, 325,34) t .e Führungsschiene (31,32,731) am äußeren Ende (25C;des Tragzapfens (25) lösbar festlegt

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung eine am Tragzapfen (25) ausgebildete V-Nut (25D) sowie mit dem Tragzapfen verschraubte Klemmschrauben (34), deren Angriffspunkt von der Mitte der V-NuI verschoben ist, umfaßt.

3. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Tragzapfen (25) mit die Haftfähigkeit erhöhenden Riffelungen an der Außenfläche seines inneren Endes (25A) versehen ist

4. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Führungsschiene (31,32) mit einander gegenüberliegenden planen, durch Kreisbogenabschnitte verbundenen Abschnitten versehen ist.

5. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Führungsschiene (731) mit einander gegenüberliegenden planen, durch geradlinige, zum inneren Ende der Tragzapfen (25) hin konvergierende Abschnitte verbundenen Abschnitten versehen ist.

6. Verfahren zur genauen Festlegung von Führungsschienen für Meßständer an den seitlichen, zur Oberfläche einer ein zu vermessendes Werkstück tragenden Grundplatte rechtwinkligen Stirnflächen, in denen Löcher zur Aufnahme von die Führungsschienen abstützenden Tragzapfen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet daß das äußere Ende eines ein großkalibriges Mittelteil und zwei demgegenüber im Durchmesser verminderte Enden aufweisenden Tragzapfens in ein in der Führungsschiene ausgebildetes Sackloch eingesetzt und in diesem durch Klemmschrauben sowie Anlage der durch die Durchmesserverminderung entstandenen Stirnfläche an der Führungsschiene positioniert wird, daß das innere, im Durchmesser verminderte Ende mit einem Haftmittel versehen und unter Anlage der durch die Durchmesserverminderung entstandenen Ringschulter an der seitlichen Stirnfläche der Grundplatte in das Aufnahmeloch eingeführt wird, daß mittels einer Spannvorrichtung die AcLsen der Führungsschienen in eine zur Oberfläche sowie zur seitlichen Stirnfläche der Grundplatte parallele Lage gebracht werden und daß das Haftmittel ausgehärtet wird.