DE3628202C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehr-Koordinaten-Meßgerät mit auf einer Pfeiler-Konstruktion angeordneten in X- und Y-Richtung bewegbaren Schlitten.

Es sind Meßgeräte in Brücken-, Portal- oder Auslegerarm- Konstruktion bekannt (z. B. US-PS 36 39 993). Sie alle haben als gemeinsames Merkmal, daß bei einer Meßachse die Meßeinrichtungen an der Umfassung des Maschinenbetts angebracht sind. Mit Meßgeräten dieser Art ist ein verhältnismäßig genaues Messen bei allerdings relativ niedriger Meßgeschwindigkeit möglich.

Eine Steigerung der Meßgenauigkeit wird bei einem bekannten Meßgerät mit zwei Portalen erreicht (DE-PS 24 13 335), weil dabei die Meßeinrichtung für eine Koordinate von der Umfassung des Maschinenbetts in dessen Zentrum verlegt ist. Das Gesamt-Meßsystem könnte hinsichtlich der Meßgenauigkeit und der erreichbaren Meßgeschwindigkeit noch verbessert werden.

Aus den Zeitschriften "Feinwerktechnik", 70. Jhrg., 1966, Heft 2, S. 93-94 und "Werkstatt und Betrieb" 105 (1972) 11, Seiten 807-813 sind Koordinaten-Meßmaschinen, u. a. in Portalbauweise, bekannt. Die damit erreichbaren Meßergebnisse sind ausgesprochen ungenau, was unter anderem durch die ungünstige Anordnung der Wegmeßeinrichtungen, aber auch durch das Antriebssystem bedingt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehr- Koordinaten-Meßgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei gleicher oder besserer Meßgenauigkeit gegenüber bekannten Meßgeräten eine schnellere Meßwerterfassung erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein auf vier Pfeilern angebrachter Rahmen mit vier Führungen vorgesehen ist, daß zwei gegenüberliegenden Führungen zwei bewegliche Führungsleisten mit Maßstäben zugeordnet sind und daß auf den Führungsleisten starr miteinander verbundene, in X- und Y-Richtung bewegbare, die Pinoleinheit sowie die den Maßstäben zugeordneten Meßwertgeber tragende Schlitten angeordnet sind, in deren Zentrum sich ihre Antriebe befinden.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei benachbarte Führungen in einer exakten 90-Grad-Position angeordnet sind und durch die Führungselemente ein linearer Ablauf gesichert ist.

Eine andere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Antriebe unmittelbar mit den Schlitten gekoppelt sind.

Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß die Antriebe mit Hilfe von Übertragungsmitteln direkt oder indirekt mit den ihnen zugeordneten Motoren verbunden sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bedingt durch eine günstige Lage der Führungs-, Meß- und Antriebs-Systeme eine sehr hohe Meßgenauigkeit bei gleichzeitiger Verkürzung der Verfahr- und damit der Meßzeiten gegenüber herkömmlichen Meßgeräten erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein Meßgerät nach der Erfindung für Messungen in drei Koordinaten und

Fig. 2 die Draufsicht auf ein solches Meßgerät.

In Fig. 1 ist auf vier Pfeilern 1 ein Rahmen 2 befestigt, der vier Führungen 3, 4, 5 und 6 aufweist. Den beiden gegenüberliegenden Führungen 3 und 5 bzw. 4 und 6 ist je eine bewegliche Führungsleiste 7 bzw. 8 zugeordnet. Diese wiederum weisen Schlitten 9 und 10 auf, die starr miteinander verbunden sind und so eine Einheit bilden. Mit 11 ist die Meßplatte, z. B. aus Hartgestein, bezeichnet, auf die in an sich bekannter Weise die zu vermessenden Werkstücke aller Art gebracht und ggf. festgespannt werden. 12 ist die Pinoleinheit mit dem Tastsystem.

Aus Fig. 2 ist im einzelnen erkennbar, worin der Kern der Erfindung besteht: Die den Führungen 3, 5 bzw. 4, 6 zugeordneten beweglichen Führungsleisten 7 und 8 tragen die starr miteinander verbundenen Schlitten 9 und 10. Diese Schlitten 9 und 10 haben in der Mitte Antriebe 13 und 14, die für die Bewegung der Schlitten 9, 10 (Kreuzschlitten) in X- und Y-Richtung sorgen. Die die Antriebe 13 und 14 betätigenden Motore können entweder unmittelbar mit den Antrieben 13, 14 gekoppelt sein oder mit Hilfe geeigneter Übertragungsmittel indirekt mit den Antrieben 13, 14 verbunden sein. Zwei Führungen, beispielsweise die Führungen 5 und 6, sind gleichzeitig die Basis für das X-Y-Koordinaten-System, d.h. sie sind mittels Führungselementen 15 mit sehr hoher Genauigkeit in der 90-Grad-Winkel-Position fixiert.

Die erfindungsgemäße Lösung für die meßtechnische Erfassung von in der X- und Y-Richtung befindlichen Werten zeichnet sich dadurch aus, daß die starr miteinander verbundenen Schlitten 9, 10 mit sehr hoher Beschleunigung zur nächsten Position bewegt und dort mit sehr großer Verzögerung abgebremst werden können. Der Grund dafür liegt zum einen in den im Zentrum der Schlitten 9, 10 angeordneten Antrieben 13, 14, wodurch Verkantungen der beweglichen Führungsleisten 7, 8 vermieden werden. Zum anderen ist die Masse der in X- und Y-Richtung bewegten Elemente bei dem neuen Mehr- Koordinaten-Meßgerät verhältnismäßig klein im Gegensatz zu an sich bekannten Meßgeräten in Portal-Bauweise, wo zwar das bewegliche Portal mit einem Zentralantrieb ausgerüstet und dadurch relativ hohe Verfahr- Geschwindigkeiten, aber wegen der großen Masse des Portals keine hohen Beschleunigungen und Verzögerungen möglich sind.

Die im Zentrum der Schlitten 9, 10 angeordneten Antriebe 13, 14 wirken sich darüber hinaus auf die Meßgenauigkeit aus; durch das weitgehende Vermeiden von Verkantungen der Führungsleisten 7, 8 treten auch praktisch keine Winkelfehler, d.h. Abweichungen aus der 90-Grad-Position von der in X-Richtung beweglichen Führungsleiste 7 zu der in Y-Richtung beweglichen Führungsleiste 8 auf.

Erfindungsgemäß sind die Maßstäbe 16 und 17 unmittelbar den Führungsleisten 7, 8 zugeordnet, d.h. die Maßstäbe 16, 17 bewegen sich mit den Führungsleisten 7, 8 in X- bzw. Y-Richtung. Die Meßwertgeber für die X- und Y-Werte 18 und 19 befinden sich somit immer in kürzester Entfernung zu der Pinoleinheit 12, an der sich das Tastsystem befindet. Durch diese Anordnung der Meßwertgeber 18, 19 entstehen keine unterschiedlichen Entfernungen für die Meßwertgeber 18, 19 für die X- und Y-Achsen, sondern der Abstand in der X-/Y-Ebene bleibt immer konstant.

All diese Maßnahmen führen bei dem Mehr-Koordinaten- Meßgerät nach der Erfindung dazu, daß bei einer Meßwert- Erfassung am Meßobjekt nach dem Abbe′schen Prinzip eine minimale Verfehlung erfolgt.

In den Fig. 1 und 2 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Drei-Koordinaten-Meßgerät dargestellt (X-, Y- und Z-Richtung). Es ist selbstverständlich auch möglich, z. B. nur in X- und Y-Richtung zu messen oder das System in andere Ebenen zu verlegen, ohne die Erfindung zu verlassen.

Auch können die schematisch angedeuteten Pfeiler 1 in den verschiedensten Konstruktionen ausgeführt sein und beispielsweise an ihrer Basis miteinander verbunden sein (nicht dargestellt).

Die auch in Z-Richtung bewegbare Pinoleinheit 12 wurde nicht näher erläutert, weil Führungs-, Antriebs- und Meßsystem dazu herkömmlichen Konstruktionen entsprechen.

Claims (4)

1. Mehr-Koordinaten-Meßgerät mit auf einer Pfeiler- Konstruktion angeordneten in X- und Y-Richtung bewegbaren Schlitten, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf vier Pfeilern (1) angebrachter Rahmen (2) mit vier Führungen (3, 4, 5, 6) vorgesehen ist, daß zwei gegenüberliegenden Führungen (3, 5 bzw. 4, 6) zwei bewegliche Führungsleisten (7, 8) mit Maßstäben (16, 17) zugeordnet sind und daß auf den Führungsleisten (7, 8) starr miteinander verbundene, in X- und Y-Richtung bewegbare, die Pinoleinheit (12) sowie die den Maßstäben (16, 17) zugeordneten Meßwertgeber (18, 19) tragende Schlitten (9, 10) angeordnet sind, in deren Zentrum sich ihre Antriebe (13, 14) befinden.

2. Mehr-Koordinaten-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Führungen (5, 6) in einer exakten 90-Grad-Position angeordnet sind und durch die Führungselemente (15) ein linearer Ablauf gesichert ist.

3. Mehr-Koordinaten-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (13, 14) unmittelbar mit den Schlitten (9, 10) gekoppelt sind.

4. Mehr-Koordinaten-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (13, 14) mit Hilfe von Übertragungsmitteln direkt oder indirekt mit den ihnen zugeordneten Motoren verbunden sind.