DE3739607A1

DE3739607A1 - Anordnung zum schutz von optischen und optoelektronischen messkoepfen, insbesondere fuer koordinatenmessgeraete

Info

Publication number: DE3739607A1
Application number: DE19873739607
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Oberlaender; Horst Dr Ing Donat
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1988-12-22
Also published as: DD261669A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schutz von optischen und optoelektronischen Meßköpfen, insbesondere für Koordinatenmeßgeräte, die automatisch nach einem Programm die einzelnen Meßpositionen am Meßobjekt anfahren.

Havarieschutzanordnungen für mechanische Tastköpfe zum Schutz der empfindlichen Teile sind bei Koordinatenmeßgeräten bekannt. Sie verhindern, daß z. B. infolge fehlerhafter Programmierung oder eines Steuerungsdefektes Kollisionen zwischen Tastkopf und Meßobjekt auftreten und daß eine rechtzeitige Abschaltung der Bewegung des den Tastkopf oder des das Meßobjekt tragenden Schlittens erfolgen kann.

So ist es aus der DD-PS 1 41 197 bekannt, das Tastkopfgehäuse gegenüber der Meßpinole beweglich zu lagern. Dabei ist dieses Gehäuse in einem ausrastenden Sicherheitssystem gelagert, welches im Falle einer Kollision des Tasters mit dem Meßobjekt einen zusätzlichen Freihub ermöglicht. Eine Relativbewegung zwischen Gehäuse und Sicherheitssystem bewirkt, daß vorgesehene Schalter Havariesignale auslösen, die die Bewegung des gesamten Tastkopfes rechtzeitig stoppen.

Nachteilig ist jedoch, daß die zur Auslösung von Havariesignalen erforderliche Auslenkung des Gehäuses erhebliche Kräfte erfordert, die u. U. eine Schädigung der empfindlichen Tastkopfteile bedingen. Nachteilig ist ferner, daß gerade die Auslösung der Relativbewegung zwischen Gehäuse und Sicherheitssystem, welche die Schalter betätigt, durch die empfindlichen Tastkopfteile, wie Tastfinger, erfolgt.

Aus der DD-PS 2 35 133 sind Havarieschutzflächenschalter an bewegten Teilen von Koordinatenmeßgeräten zur Erzeugung von Havariesignalen bekannt, mit denen im Havariefall die bewegten Teile stillgesetzt werden können. Ein solcher Schutzschalter, ausgelegt für Kontaktgabe in drei Koordinaten-Richtungen, würde die Zugänglichkeit zum Objektiv der optischen optoelektronischen Meßköpfe beim Wechseln behindern.

Aus der Mikroskopie ist es bekannt, zum Schutz des Objektes und des Objektives am Objektiv eine geforderte Hülse oder Teile des Objektives federnd vorzusehen, die im Falle einer Berührung mit dem Objekt oder mit dem Mikroskoptisch ein Ausweichen in Richtung der optischen Achse ermöglichen. Nachteilig ist bei diesen Einrichtungen, daß lediglich ein Schutz in Richtung der optischen Achse, d. h. in einer Koordinate gewährleistbar ist, so daß eine Anwendung bei Koordinatenmeßgeräten zum Schutz von Objektiven in drei Koordinaten nicht möglich ist. (Beyer "Handbuch der Mikroskopie", VEB Verlag Technik, Berlin, 1973, Seiten 113; 114).

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Zuverlässigkeit der mit optischen und optoelektronischen Meßköpfen ausgerüsteten Koordinatenmeßgeräte zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Schutz von optischen und optoelektronischen Meßköpfen für Koordinatenmeßgeräte zu schaffen, die unter Beibehaltung der freien Zugänglichkeit zum Objektiv des Meßkopfes einen sicheren Havarieschutz in drei Koordinaten gewährleistet und an den Objektivstutzen des Meßkopfes ansetzbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe der Erfindung mit einer Anordnung zum Schutz von optischen und optoelektronischen Meßköpfen, insbesondere für Koordinatenmeßgeräte, die ein Gehäuseteil umfaßt, welches auf einem das Objektiv des Meßkopfes tragenden Aufnahmestutzen des Meßkopfes aufsteckbar ist, dadurch gelöst, daß im Gehäuseteil kraftschlüssig unter der Wirkung von Federn in einer Dreipunktlagerung ein das Objektiv in seiner teilweisen Länge in einem Abstand konzentrisch umschließender Rohrstutzen vorgesehen ist, an dessen dem Meßobjekt zugewandten Ende eine, in Richtung der Achse des Objektives zwischen zwei Endlagen bewegliche Hülse vorgesehen ist, wobei in den Endlagen die Hülse axial arretierende Rasten angeordnet sind, und daß im Gehäuseteil mit dem Rohrstutzen in Wirkverbindung stehende an sich bekannte Schalteinrichtungen derart angeordnet sind, daß beim Vorhandensein einer Relativbewegung zwischen Rohrstutzen und Gehäuseteil elektrische Havariesignale erzeugbar sind.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn in einer ersten Endlage der Hülse das Objektiv in seiner ganzen Länge und in einer zweiten Endlage der Hülse nur auf einem Teil seiner Länge von Rohrstutzen und Hülse umgeben ist, und daß in der zweiten Endlage ein durch die Hülse bestätigbarer, die Stellung der Hülse signalisierender Schalter vorgesehen ist.

Die Anordnung bietet einen zuverlässigen Schutz für optische und optoelektronische Meßköpfe in drei Dimensionen und gewährleistet einen bequemen Wechsel der Objektive, indem durch Zurückschieben der Hülse und Einrasten derselben in ihrer zweiten Endlage das zu wechselnde Objektiv, ohne die Schutzanordnung zu entfernen, frei zugänglich ist.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung,

Fig. 2 einen Querschnitt C-C durch die Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt A-A durch die Anordnung nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine teilweise Ansicht B-B der Anordnung nach Fig. 1

Die in Fig. 1 und 2 im Schnitt dargestellte Anordnung umfaßt ein Gehäuseteil 1, welches durch eine Abschlußplatte 2 nach unten hin abgeschlossen ist, welche drei um die Mittelachse um 120° versetzt angeordnete Lager 3 besitzt. Im Gehäuseteil 1 ist mittels der in den Lagern 3 ruhenden Lagerzapfen 4; 5; 6 ein kraftschlüssig unter Wirkung der Federn 7 stehenden Rohrstutzen 8 auslenkbar gelagert.

Das Gehäuseteil t ist auf einem Aufnahmestutzen 9 des Meßkopfes 10, in dem auch das Objektiv 11 des optischen oder optoelektronischen Meßkopfes 10 eingesetzt ist. Auf dem, dem Meßobjekt zugewandten Ende des Rohrstutzens 8 ist eine in Richtung der Achse des Objektives 11 zwischen zwei Endlagen mit Hilfe eines Schub- oder Schraubgelenkes bewegbare Hülse 13 gelagert. An den Endlagen der Hülse 13 sind im Rohrstutzen 8 Rasten 14; 15 vorgesehen (Fig. 4), in die ein Stift 16 der Hülse 13 eingreift und eine axiale Arretierung der Hülse 13 gewährleistet. So wird das Objektiv 1 in der unteren Endlage der Hülse 13 in seiner ganzen Länge im Abstand konzentrisch von Rohrstutzen 8 und Hülse 13 wird das Objektiv 11 nur auf einem Teil seiner Länge vom Rohrstutzen 8 und der Hülse 13 umschlossen. In dieser Stellung der Hülse 13 ist das ungeschützte Ende des Objektives 11 frei zugänglich und kann bequem, ohne die gesamte Anordnung vom Aufnahmestutzen 9 zu entfernen, ausgewechselt oder durch einen mechanischen Taster ersetzt werden.

Im Gehäuseteil 1 sind ferner an sich bekannte Schalteinrichtungen 17; 18; 19 untergebracht, die mit dem Rohrstutzen 8 in Wirkverbindung stehen und dann geschaltet werden, wenn eine Relativbewegung zwischen Rohrstutzen 8 und dem Gehäuseteil 1, z. B. infolge des Anstoßens der Hülse 13 an das Meßobjekt, auftritt. Diese Schaltanordnungen sind über Signalleitungen 20 zur Meldung einer Kollision und zur Abschaltung der Koordinatenantriebe mit der Steuereinrichtung des Meßgerätes verbunden.

Um die Stellung der Hülse 13 auf dem Rohrstutzen 8 zu überwachen, ist vorteilhaft an der unteren Endlage ein durch die Hülse 13 oder den Stift 16 betätigbarer Schalter 21 (Fig. 4) vorgesehen.

Vorteilhaft werden die Antriebe dann abgeschaltet sein, wenn die Hülse 13 nicht in ihrer unteren Endlage ist, und somit die Anordnung zum Schutz des Objektives 11 nicht voll in Funktion ist.

Diese Anordnung bewirkt einen sicheren Havarieschutz für das Objektiv des Meßkopfes in allen drei Koordinaten x, y, z und bietet außerdem die Möglichkeit eines bequemen Wechsels des Objektives.

Claims

1. Anordnung zum Schutz von optischen und optoelektronischen Meßköpfen, insbesondere für Koordinatenmeßgeräte, die ein Gehäuseteil umfaßt, welches auf einem das Objektiv des Meßkopfes tragenden Aufnahmestutzen des Meßkopfes aufsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseteil (1) kraftschlüssig unter der Wirkung von Federn (7) in einer Dreipunktlagerung ein das Objektiv (11) in seiner teilweisen Länge in einem Abstand konzentrisch umschließender Rohrstutzen (8) vorgesehen ist, an dessen dem Meßobjekt zugewandten Ende eine, in Richtung der Achse (12) des Objektives (11) zwischen zwei Endlagen bewegliche Hülse (13) vorgesehen ist, wobei in den Endlagen die Hülse (13) axial arretierende Rasten (14, 15) angeordnet sind, und daß im Gehäuseteil (1) mit dem Rohrstutzen (8) in Wirkverbindung stehende an sich bekannte Schalteinrichtungen (17; 18; 19) derart angeordnet sind, daß beim Vorhandensein einer Relativbewegung zwischen Rohrstutzen (8) und Gehäuseteil (1) elektrische Havariesignale erzeugbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Endlage der Hülse (13) das Objektiv (11) in seiner ganzen Länge und in einer zweiten Endlage der Hülse (13) nur auf einem Teil seiner Länge von Rohrstutzen (8) und Hülse (13) umgeben ist, und daß in der zweiten Endlage ein durch die Hülse (13) bestätigbarer, die Stellung der Hülse (13) signalisierender Schalter (21) vorgesehen ist.