DE3815198C2 - Koordinatenmeßgerät - Google Patents
KoordinatenmeßgerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmeßgerät gemäß dem
Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein derartiges Koordinatenmeßgerät ist bekannt aus US-PS 3
831 283. Bei diesem herkömmlichen Koordinatenmeßgerät wird
ein im wesentlichen U-förmiges Meßportal auf einem zur Aufla
ge eines Werkstücks vorgesehenen Meßtisch durch zwei auf dem
Meßtisch im seitlichen Bereich desselben aufliegende Füh
rungsschienen geführt. Eine der beiden Führungsschienen bil
det gemeinsam mit einem an dem entsprechenden Portal-Schenkel
ausgebildeten Gleitlager eine Führungseinrichtung, durch wel
che eine Bewegung des Meßportales quer zur Längsrichtung der
Führungsschiene verhindert wird. Die andere Führungsschiene
bildet eine Auflagefläche, auf welcher sich das Meßportal in
vertikaler Richtung abstützt.
Aus US-PS 4 610 089 ist eine Koordinatenmeßmaschine mit einem
geschlossenen, unterhalb eines Meßtisches verbundenen Portal
bekannt. Ein sich unter dem Meßtisch erstreckender Verbin
dungsstsrebenabschnitt des Portales ist mittig an einer un
terhalb der Tischplatte mittig angebrachten separaten Füh
rungsschiene geführt.
Aus DE A1 34 41 426 ist ein weiteres Koordinatenmeßgerät be
kannt, welches ein U-förmiges Portal aufweist, dessen beide
sich vertikal erstreckenden Schenkel mittels aerostatischer
Lagerungen auf einer Meßtischoberfläche geführt sind. Das
Portal ist an einer sich in Längsrichtung des Tisches er
streckenden, auf die Meßtischoberfläche aufgelegten Führungs
schiene ebenfalls mittels aerostatischer Lager gegen seitli
ches Verschieben geführt.
Aus DE A1 35 26 317 ist ein Koordinatenmeßgerät bekannt, des
sen U-förmiges Portal an einem Paar von jeweils zu beiden
Seiten eines Meßtisches separat angeordneten zylindrischen
Führungsschienen gelagert ist. Die Lagerung eines jeden
Schenkels des U-förmigen Portales umfaßt zueinander versetzt
angeordnete Wälzlagerelemente.
Aus US-PS 4 682 418 ist ein Koordinatenmeßgerät mit einem ge
schlossenen Portal bekannt, wobei das geschlossene Portal an
einem separat von einem Meßtisch ausgebildeten Sockelelement
linear geführt ist. Die Führung gegen seitliches Verschieben
des Meßportales erfolgt durch, an beiden Seiten des Sockele
lementes ausgebildete, vertikale Führungsflächen.
Koordinatenmeßgeräte zum Messen der Größe und Gestalt
eines Werkstücks sind aufgrund ihrer hohen Meßgenauig
keit und Meßeffizienz auf verschiedenen industriellen
Gebieten weit verbreitet. Ein herkömmliches Koordinaten
meßgerät umfaßt einen Tisch mit einer oberen Flasche zum
Auflegen eines Werkstücks, einen brückenförmigen Meß
glied-Tragkörper, der sich über den Tisch erstreckt und
der relativ zu dem Tisch bewegbar ist, sowie ein an dem
Meßglied-Tragkörper gelagertes Meßglied, bei welchem das
Meßglied in mehrdimensionalen Richtungen bewegt und mit
dem auf den Tisch aufgelegten Werkstück in Kontakt ge
bracht wird, und bei welchem die Größe und Gestalt des
Werkstücks aus der Verschiebung des Meßgliedes gemessen
wird.
Unter dem Eindruck der vorangehend erläuterten Problematik
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Koordinatenmeß
gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches unter
verringertem fertigungstechnischen Aufwand herstellbar und
gegen äußere Einflüsse relativ unempfindlich ist und beson
ders präzise Messungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Koordinatenmeß
gerät gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Koordinatenmeßgerätes
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
ein Koordinatenmeßgerät geschaffen mit einem Tisch, der eine
obere Fläche zum Auflegen eines Werkstücks aufweist, einem
Meßglied-Tragkörper, der sich quer über den Tisch erstreckt
und relativ zu dem Tisch bewegbar ist sowie einem an dem
Meßglied-Tragkörper gelagerten Meßglied zum Messen der Größe
und Gestalt des Werkstücks aus der Verschiebung des Meßglie
des, welches in mehrdimensionalen Richtungen bewegt und
mit dem auf den Tisch aufgelegten Werkstück in Kontakt
gehalten wird, welches gekennzeichnet ist durch eine in Y-Richtung
führende Führungseinrichtung, die an einem seitlichen Bereich
des Tisches ausgebildet ist und die eine erste untere
ebene Führungsfläche parallel zu der oberen Fläche des
Tisches und zwei parallele vertikale Führungsflächen auf
weist, die auf den gegenüberliegenden Seiten der ersten
unteren ebenen Führungsfläche so ausgebildet sind, daß sie
sich entlang der Bewegungsrichtung des Meßglied-Tragkörpers
erstrecken, sowie ferner durch eine zweite untere ebene Führungsfläche,
welche an dem anderen seitlichen Ende des Tisches parallel
zu der oberen Fläche des Tisches ausgebildet ist. Vorteilhafter Weise ist eine
Einrichtung zum Nachstellen der vertikalen Stellung des
Meßglied-Tragkörpers relativ zu dem Tisch vorgesehen, welche an dem
Fußabschnitt der Säule des Meßglied-Tragkörpers auf der
Seite des Y-Achsen-Führungsabschnitts derart vorgesehen
ist, daß sie mit der oberen Fläche des Tisches und der
ersten unteren ebenen Führungsfläche der zweiten Führungseinrichtung
verknüpft ist. Zusätzlich ist in vorteilhafter Weise auch eine Einrichtung zum Nachstellen
der horizontalen Stellung des Meßglied-Tragkörpers relativ
zu der seitlichen Richtung des Tisches vorgesehen, welche an dem Fußabschnitt
der Säule des Meßglied-Tragkörpers auf der Seite
des Y-Achsen Führungsabschnitt derart vorgesehen ist, daß
sie mit den zwei parallelen vertikalen Führungsflächen des
Y-Achsen-Führungsabschnitts verknüpft ist. Weiterhin ist in vorteilhafter Weise eine Einrichtung
zum Nachstellen der vertikalen Stellung des Meßglied-Tragkörpers
relativ zu dem Tisch vorgesehen, welche an dem Fußabschnitt
der Säule des Meßglied-Tragkörpers auf einer Seite
gegenüber der zweiten Führungseinrichtung derart vorgesehen
ist, daß sie mit der oberen Fläche des Tisches und der zweiten
unteren ebenen Führungsfläche zusammenwirkt.
Das so aufgebaute Koordinatenmeßgerät gemäß der Erfindung
weist eine enge,
in Y-Achsrichtung führenden Führungseinrichtung auf mit einer schmalen Spanne
zwischen den zwei parallelen vertikalen Führungsflächen,
welche bei einem seitlichen Ende des Tisches entlang der
Y-Achse ausgebildet ist, und bei welcher die erste untere
ebene Führungsfläche parallel zu der oberen Fläche des
Tisches so vorgesehen ist, daß sie sich entlang der Bewe
gungsrichtung (der Y-Achse) des Meßglied-Tragkörpers er
streckt und die zwei parallelen vertikalen Führungsflächen,
welche an den entgegengesetzten Seiten der ersten unteren
ebenen Führungsfläche ausgebildet sind, so vorgesehen sind,
daß sie sich entlang der Y-Achse erstrecken. Ferner ist eine
Einrichtung zum Nachstellen der vertikalen Stellung,
nämlich der Stellung in Richtung der Z-Achse, des Meßglied-
Tragkörpers relativ zu dem Tisch vorgesehen, welche mit der oberen
Fläche des Tisches und der ersten unteren ebenen Führungs
fläche zusammenwirkt und einer Einrichtung zum Nachstellen
der horizontalen Stellung des Meßglied-Tragkörpers relativ
zu der seitlichen Richtung (entlang der X-Achse) des Tisches,
welche mit den zwei parallelen vertikalen Führungsflächen
verknüpft ist. Dementsprechend kann die Steifheit des Meß
glied-Tragkörpers erhöht werden, ohne ein Verbindungsglied
zu benötigen, welches sich üblicherweise
quer unter dem Tisch erstreckt.
Ferner ist die zweite untere ebene Führungsfläche an dem
anderen seitlichen Ende des Tisches parallel zu der oberen
Fläche des Tisches ausgebildet, und die Nachstelleinrich
tung für die vertikale Stellung des Meßglied-Tragkörpers
relativ zu dem Tisch ist auf der Seite gegenüber der zweiten, in
Y-Richtung führenden Führungseinrichtung derart vorgesehen, daß sie mit
der zweiten unteren ebenen Führungsfläche und der oberen
Fläche des Tisches zusammenwirkt. Dementsprechend kann das
Rollen des Meßglied-Tragkörpers vermieden werden.
Ferner weist der Lagerdruck der Luftlager keine Kraftkom
ponente zum Kippen der Säulen des Meßglied-Tragkörpers auf.
Dementsprechend ist der Meßglied-Tragkörper in der Lage,
für eine höchstgenaue Messung zu arbeiten, ohne mit einem
üblicherweise verwendeten Verbindungsglied versehen zu sein, welches sich quer unter
dem Tisch erstreckt um die jeweiligen unteren Enden der
Säulen des Meßglied-Tragkörpers miteinander zu verbinden.
Daher ist die Zahl der Teile vermindert, die Gewichtszu
nahme des Koordinatenmeßgeräts wird vermieden, die Bear
beitung und Montage der Teile wird erleichtert, und das
Koordinatenmeßgerät kann kostengünstig hergestellt werden.
Ferner kann das Kippen und Fallen des Meßglied-Tragkörpers
vermieden werden, und das Koordinatenmeßgerät kann leicht
auf dem Sockel angebracht werden.
Ferner ist der Meßglied-Tragkörper in der Lage, ohne
Rücksicht auf die Veränderung der Umgebungstemperatur
mit hoher Genauigkeit zu laufen, weil die Funktion der
Nachstelleinrichtung unbedeutend beeinträchtigt wird
durch eine Wirkung des Unterschieds der Wärmeaus
dehnungskoeffizienten des Tisches und des Meßglied-
Tragkörpers. Insbesondere bei Anwendung von Luftlagern
ist der Meßglied-Tragkörper in der Lage, eine angemesse
ne Beweglichkeit ohne Rücksicht auf die Veränderung der
Umgebungstemperatur aufrechtzuerhalten, und da die Säulen
des Meßglied-Tragkörpers daran gehindert werden, sich
durch den Luftdruck der Luftlager zu neigen, ist der Meß
glied-Tragkörper in der Lage, zu genauer Messung zu lau
fen. Außerdem kann das Koordinatenmeßgerät eine geringe
Bauhöhe aufweisen und bietet ausreichend Platz zum Auf
nehmen des Werkstücks.
Falls die zwei parallelen vertikalen Führungsflächen der
zweiten, in Y-Achsenrichtung führenden Führungseinrichtung ausgebildet sind in einer Seitenfläche
des Tisches selbst bzw. in einer inneren Seitenfläche,
welche der Seitenfläche des Tisches näherliegt,
einer in der unteren Fläche des Tisches gebildeten Auskehlung,
kann die Seitenfläche des Tisches als eine Führungsfläche
verwendet werden. Hierbei wird die Bearbeitung, insbesondere die Fertig-Bearbeitung
der vertikalen Führungsfläche erleichtert.
Falls die erste untere ebene Führungsfläche des Y-Achsen-
Führungsabschnitts in der unteren Fläche des Tisches selbst
ausgebildet ist, können das Formen und Fertig-Bearbeiten
der ersten unteren ebenen Führungsfläche erleichtert werden,
und es wird eine höchst genaue Führung sichergestellt.
Falls die beiden parallelen vertikalen Führungsflächen der
zweiten, in Y-Richtung führenden Führungseinrichtung jeweils in den entgegengesetzten
Seitenflächen eines Führungsgliedes ausgebildet sind, wel
ches an der unteren Fläche des Tisches vorgesehen ist,
braucht keine Auskehlung in dem Tisch ausgebildet zu sein,
und die Führungsflächen können leicht fertiggestellt werden.
Falls die erste untere ebene Führungsfläche der zweiten Y-Achsen-Führungs
einrichtung in der unteren Fläche des Führungsgliedes
ausgebildet ist, kann das Fertigstellen der ersten unteren
ebenen Führungsfläche erleichtert werden.
Falls die zwei parallelen vertikalen Führungsflächen der
zweiten, in Y-Richtung führenden Führungseinrichtung jeweils in den gegenüberliegenden
vertikalen inneren Flächen einer Auskehlung ausgebildet
sind, die in der unteren Fläche des Tisches derart gebildet
ist, daß sie sich entlang der Y-Achse erstreckt, können die
Lager zur Einschränkung einer seitlichen Bewegung des Meß
glied-Tragkörpers entlang der X-Achse relativ zu dem Tisch
innerhalb der Breite des Tisches angeordnet werden. Dann
kann die Gesamtbreite des Koordinatenmeßgeräts vermindert
werden.
Falls die erste untere ebene Führungsfläche der zweiten, in Y-Richtung
führenden Y-Achsen-Führungseinrichtung in der horizontalen Innenfläche der
Auskehlung gebildet ist, die in der unteren Fläche des
Tisches ausgebildet ist, können die Lager zur Einschrän
kung einer Vertikalbewegung des Meßglied-Tragkörpers ent
lang der Z-Achse relativ zu dem Tisch innerhalb der Höhe
des Tisches angeordnet werden. Falls Luftlager als Posi
tionsnachstelleinrichtung verwendet werden, kann eine
kontaktlose Führung erzielt werden.
Im folgenden wird die Erfindung näher anhand von in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Koordinatenmeßgeräts
in einer ersten Ausführungsform gemäß der Er
findung;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Koordinatenmeßgeräts von
Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte bruchstückhafte Schnittansicht
um einen x-Achsen-Kodierer herum, der in dem
Koordinatenmeßgerät von Fig. 1 enthalten ist;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des grundsätz
lichen Aufbaus des Koordinatenmeßgeräts von
Fig. 1;
Fig. 5 eine schematische Ansicht des grundsätzlichen
Aufbaus eines Koordinatenmeßgeräts in einer
zweiten Ausführungsform;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des grundsätz
lichen Aufbaus eines Koordinatenmeßgeräts in
einer dritten Ausführungsform;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines herkömmli
chen Koordinatenmeßgeräts;
Fig. 8 eine schematische Darstellung des grundsätz
lichen Aufbaus des Koordinatenmeßgeräts von
Fig. 7;
Fig. 9 eine Vorderansicht eines Beispiels für ein
Koordinatenmeßgerät, das in der UK-Patentschrift
GB 2179452A offenbart ist;
Fig. 10 eine schematische Darstellung des grundsätzli
chen Aufbaus des Koordinatenmeßgeräts von Fig.
9;
Fig. 11 eine Vorderansicht eines anderen Beispiels für
ein Koordinatenmeßgerät, das in der UK-Patent
anmeldung GB 2179452A veröffentlicht ist; und
Fig. 12 eine schematische Darstellung des grundsätz
lichen Aufbaus des Koordinatenmeßgeräts von
Fig. 11.
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer ersten Ausführungs
form und Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht dieser Ausfüh
rungsform.
In der ersten Ausführungsform ist ein Tisch 60 eine aus
Stein gebildete Platte mit Steinflächen. Die untere Fläche
60D des Tisches 60 ist mit drei Stützgliedern 62 versehen.
Durch die Stützglieder 62 ist der Tisch 60 auf einem Sockel
16 in kleinem Abstand von diesem gelagert. Da sich kein
Verbindungsglied quer unter dem Tisch 60 erstreckt, kann
die optimale Anzahl von Stützgliedern 62, zum Beispiel drei
wie in der ersten Ausführungsform, an optimalen Stellungen
angeordnet werden, zum Beispiel an Stellungen, die jeweils
den Ecken eines Dreiecks entsprechen, um den Tisch 60 wirk
sam und genau zu lagern. Das derartige Lagern eines Tisches
begegnet der Wirkung einer übermäßigen Kraft auf den Tisch,
insbesondere in dem Mittelbereich des Tisches, wirksamer
als die Lagerung, bei welcher der Tisch an vier Stellen
in seinen beiden Endabschnitten gelagert ist, und welche
angewandt wird bei dem herkömmlichen Koordinatenmeßgerät
mit einem Verbindungsglied, das sich quer unter dem Tisch
erstreckt.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist ein brückenförmiger Meßglied-
Tragkörper 64 eine linke Säule 66 und eine rechte Säule 68
auf. Zwischen den jeweiligen oberen Enden der Säulen 66 und
68 erstreckt sich horizontal ein Querträger 70. An dem Quer
träger 70 ist ein X-Achsen-Schieber 72 verschiebbar ange
bracht. Eine Spindel 76 ist in der Vertikalrichtung, näm
lich entlang der Z-Achse beweglich gelagert in einem Gehäu
se 74, welches einteilig mit dem X-Achsen-Schieber 72 aus
gebildet ist. Das untere Ende der Spindel 76 ragt von der
unteren Fläche des Gehäuses 74 vor, und ein Meßglied 77 ist
an das untere Ende der Spindel 76 angefügt.
Ein linker Fußabschnitt 67 und ein rechter Fußabschnitt 69,
welche Y-Achsen-Schieber umfassen, sind an den jeweiligen
unteren Enden der Säulen 66 und 68 des Meßglied-Tragkörpers
64 vorgesehen.
Eine Y-Achsen-Führungseinrichtung 78 ist in der unteren
Fläche 60D des Tisches 60 bei einem seitlichen Ende be
züglich der X-Achse, nämlich bei Betrachtung in Fig. 1
bei dem rechten Ende ausgebildet. Die Y-Achsen-Führungs
einrichtung weist eine erste untere ebene Führungsfläche
60E parallel zu der oberen Fläche 60A des Tisches 60 auf,
sowie zwei parallele vertikale Führungsflächen 60F und
60G, die an den entgegengesetzten Seiten der ersten unte
ren ebenen Führungsfläche 60E derart ausgebildet sind,
daß sie sich entlang der Bewegungsrichtung des Meßglied-
Tragkörpers 64, nämlich entlang der Y-Achse erstrecken.
Die vertikale Führungsfläche 60F ist in der Seitenfläche
60C des Tisches 60 selbst ausgebildet, und die vertikale
Führungsfläche 60G ist in der näher an der Seitenfläche
60C (in Fig. 1 betrachtet auf der rechten Seite) gele
genen inneren Seitenfläche einer Auskehlung 79 ausgebil
det. Die Auskehlung 79 ist in der unteren Fläche 60D des
Tisches 60 ausgebildet. Die Seitenfläche 60C des Tisches
60, dessen obere Fläche 60A genau fertigbearbeitet ist
zu einer horizontalen Ebene, kann als eine Führung ver
wendet werden. Dies führt zu leichtem Formen und Endbe
arbeiten der vertikalen Führungsfläche 60F. Da ferner
die Auskehlung 79 ausreicht, deren Tiefe vergleichsweise
flach ist, beeinträchtigt sie nicht die Starrheit des
Tisches 60. Daher kann eine ausreichende Führungsgenauig
keit erreicht werden.
Eine zweite untere ebene Führungsfläche 60H, welche zu
der oberen Fläche 60A des Tisches 60 parallel ist, ist
auf der anderen Seite bezüglich der X-Achse (in Fig. 1
betrachtet rechts) in der unteren Fläche 60D des Tisches
60 selbst ausgebildet. Daher kann die zweite untere ebene
Führungsfläche 60H leicht geformt und für höchst genaues
Führen fertigbearbeitet werden.
Der rechte Fußabschnitt 69 auf der Seite des Y-Achsen-
Führungseinrichtung 78 des Meßglied-Tragkörpers 64 ist
mit insgesamt drei Luftlagern versehen, und zwar zwei
Luftlagern 80, die mit der oberen Fläche 60A des Tisches
60 verknüpft sind, und einem Luftlager 80, das mit der
ersten unteren ebenen Führungsfläche 60E verknüpft
ist, um die vertikale Stellung (die Stellung bezüglich
der Z-Achse) des rechten Fußabschnitts 69 relativ
zu dem Tisch 60 nachzustellen.
Der rechte Fußabschnitt 69 ist ferner mit insgesamt vier
Luftlagern versehen, und zwar zwei Luftlagern 82, die mit
der vertikalen Führungsfläche 60F bzw. 60G verknüpft sind,
um die seitliche Stellung (die Stellung bezüglich der X-
Achse) des Meßglied-Tragkörpers 64 relativ zu dem Tisch 60
nachzustellen.
Der linke Fußabschnitt 67 auf der dem Y-Achsen-Führungs
einrichtung 78 des Meßglied-Tragkörpers 64 entgegengesetzten
Seite ist mit insgesamt drei Luftlagern versehen, und zwar
zwei Luftlagern 84, die mit der oberen Fläche 60A des Ti
sches 60 verknüpft sind, und einem Luftlager 84, das mit
der zweiten unteren ebenen Führungsfläche 60H verknüpft
ist, um die vertikale Stellung (die Stellung bezüglich
der Z-Achse) des linken Fußabschnitts 67 relativ zu dem
Tisch 60 einzustellen.
Die Luftlager 80, 82 und 84 werden an den entsprechenden
Fußabschnitten 67 und 69 des Meßglied-Tragkörpers 64 mit
Justierschrauben 86 gehalten, die jeweils ein halbkugel
förmiges Ende zum Einstellen des Lagerspiels auf einen
optimalen Wert aufweisen.
In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 90 eine Haupt
skala eines optischen Kodierers für die Y-Achse zur Er
mittlung der Verschiebung des Meßglied-Tragkörpers 64
entlang der Y-Achse. Die Hauptskala 90 ist über einen
Skalenhalter 92 an die Seitenfläche des Tisches 60
angeschraubt. Ein Detektor 94 des optischen Kodierers ist
an den rechten Fußabschnitt 69 des Meßglied-Tragkörpers
64 angeschraubt. In dem Detektor 94 sind eine der Haupt
skala 90 zugeordnete Indexskala, ein lichtemittierendes
Element, Lichtempfangselemente und dergleichen unterge
bracht.
Das von dem lichtemittierenden Element emittierte Licht
wird durch die Hauptskala 90 und die Indexskala in optische
Signale umgewandelt, die von den Lichtempfangselementen
empfangen werden, und dann in elektrische Signale umgewan
delt, die den Wert der Bewegung des Meßglied-Tragkörpers
64 und folglich die Verschiebung des Meßgliedes 77 entlang
der Y-Achse relativ zu dem Tisch 60 anzeigen.
Wie in Fig. 3 gezeigt, wird die Stellung des Detektors
94 relativ zu der Hauptskala 90 korrekt eingestellt durch
eine Justierschraube 95, um Meßfehler aufgrund einer Kip
pung des Detektors 94 relativ zu der Hauptskala 90 aus zu
schalten. Der Detektor 94 ist im einzelnen in der UK-Pa
tentanmeldung GB 2179452A beschrieben, und daher wird
seine weitere Beschreibung weggelassen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist ein Anschlag 96 mit Druck
federn an beiden Enden an den rechten Fußabschnitt 69 des
Tragkörpers 64 angeschraubt. Die Wechselwirkung des An
schlags 96 und von Anschlagbolzen 98, die nahe den gegen
überliegenden Längsenden der Seitenfläche 60C des Tisches
60 vorgesehen sind, beschränkt die Bewegung des Tragkörpers
64 entlang der Y-Achse.
Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen, ist eine Befestigungs
schraube 100 an dem rechten Fußabschnitt 69 des Tragkörpers
64 vorgesehen. Die Befestigungsschraube wird verwendet, um
eine Relativbewegung zwischen dem Tragkörper 64 und dem
Tisch 60 auszuschalten und um zur Präzisionsmessung deren
relative Stellung zueinander zu fixieren.
Ferner ist ein Feinjustiermechanismus 102, welcher einen
Mikrometerschraubenkopf 104 und eine Parallelfeder 106
umfaßt, an dem rechten Fußabschnitt 69 des Tragkörpers 64
vorgesehen. Ein Glied 101 in Form eines umgekehrten L, das
durch die Befestigungsschraube 100 gedreht wird, wird ge
gen die untere Fläche des Skalenhalters 92 gedrückt, um
die relative Stellung zwischen dem Tragkörper 64 und dem
Tisch 60 zu fixieren, und dann kann der Mikrometerschrau
benkopf 104 zur Feinjustierung betätigt werden.
Ein optischer Kodierer für die X-Achse, welcher eine Haupt
skala 108 aufweist und den gleichen Aufbau hat wie der op
tische Kodierer für die Y-Achse, ist an dem Querträger 70
vorgesehen. Die Verschiebung des Meßgliedes 77 entlang der
X-Achse aufgrund der Bewegung des X-Achsen-Schiebers 72
entlang dem Querträger 70 wird durch den optischen Kodierer
für die X-Achse ermittelt.
Ein optischer Kodierer, für die Z-Achse der den selben Aufbau wie der Ko
dierer für die Y-Achse aufweist, ist an dem X-Achsen-Schie
ber 72 vorgesehen. Die Verschiebung des Meßgliedes 77 ent
lang der Z-Achse aufgrund der vertikalen Bewegung der Spin
del 76 relativ zu dem X-Achsen-Schieber 72 wird durch den
optischen Kodierer für die Z-Achse ermittelt.
Fig. 4 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Führungsan
ordnung der ersten Ausführungsform zum Führen des Meßglied-
Tragkörpers 64 zur Bewegung entlang der Y-Achse. Die Stel
lung des Meßglied-Tragkörpers 64 bezüglich der X-Achse wird
eingestellt durch die Seitenfläche 60C des Tisches 60 selbst
und die innere Seitenfläche 60G der Auskehlung 79, die in
der unteren Fläche 60D des Tisches 60 ausgebildet ist. Dem
entsprechend kann der Tragkörper 64 geführt werden, ohne
die Steifheit des Tisches zu beeinträchtigen. Da die Stel
lung des Tragkörpers 64 bezüglich der Z-Achse durch Ab
schnitte an den entgegengesetzten Enden der oberen und un
teren Flächen des Tisches 60 geführt wird, ist der Führungs
aufbau einfach, und der Meßglied-Tragkörper 64 wird wirksam
an einem Rollen gehindert.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform eines Koor
dinatenmeßgeräts im einzelnen beschrieben. Fig. 5 zeigt
den grundsätzlichen Aufbau der Führungsanordnung der zwei
ten Ausführungsform zum Führen des Meßglied-Tragkörpers 64
zur Bewegung entlang der Y-Achse.
In der zweiten Ausführungsform ist eine Führungsschiene
108 an ein bezüglich der X-Achse seitliches Ende der unte
ren Fläche des Tisches 10 angefügt. Die Stellung des Trag
körpers 64 bezüglich der X-Achse wird durch die Luftlager
82 derart eingestellt, daß sie den entgegengesetzten äuße
ren (vertikalen) Seitenflächen der Führungsschiene 108 zu
geordnet ist. Die Stellung des Tragkörpers 64 bezüglich
der Z-Achse wird durch die Luftlager 80 derart eingestellt,
daß sie der oberen Fläche 10A des Tisches 10 an dem seit
lichen (rechten) Ende, das die Führungsschiene 108 aufweist,
und der unteren Fläche der Führungsschiene 108 zugeordnet
ist, und durch die Luftlager 84 so eingestellt, daß sie
der oberen und der unteren Fläche des Tisches 10 an dem
anderen seitlichen (linken) Ende zugeordnet ist.
In der zweiten Ausführungsform braucht der Tisch 10 nicht
mit einer Auskehlung in seiner unteren Fläche versehen zu
werden. Die Führungsschiene 108 kann einteilig mit dem
Tisch 10 ausgebildet werden.
Die übrigen Komponenten und der übrige Aufbau der zweiten
Ausführungsform sind die gleichen wie bei der ersten Aus
führungsform, und folglich wird ihre Beschreibung wegge
lassen.
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform eines Koor
dinatenmeßgeräts im einzelnen beschrieben. Fig. 6 zeigt
den grundsätzlichen Aufbau der Führungsanordnung der drit
ten Ausführungsform zum Führen des Meßglied-Tragkörpers 64
zur Bewegung entlang der Y-Achse.
In der dritten Ausführungsform ist die Auskehlung 79
ähnlich der in der ersten Ausführungsform in der unteren
Fläche des Tisches 60 ausgebildet. Die Stellung des Meß
glied-Tragkörpers 64 bezüglich der X-Achse wird durch die
Luftlager 82 derart eingestellt, daß sie den entgegenge
setzten inneren (vertikalen) Seitenflächen der Auskehlung
79 zugeordnet ist. Die Stellung des Tragkörpers 64 bezüg
lich der Z-Achse wird durch die Luftlager 80 derart ein
gestellt, daß sie der oberen Fläche des Tisches 60 an dem
seitlichen (rechten) Ende, welches die Auskehlung 79
aufweist, und der inneren oberen (horizontalen) Fläche
der Auskehlung 79 selbst zugeordnet ist.
In der dritten Ausführungsform sind alle Lager 82 zum
Einstellen der Stellung des Meßglied-Tragkörpers 64 be
züglich der X-Achse innerhalb der Breite des Tisches 60
angeordnet; dadurch kann das Koordinatenmeßgerät in ver
minderter Breite ausgebildet sein.
Die anderen Komponenten und der übrige Aufbau der dritten
Ausführungsform sind die gleichen wie in der ersten Aus
führungsform, und folglich wird ihre Beschreibung über
gangen.
In den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
werden Luftlager zum Einstellen der Stellungen des Meß
glied-Tragkörpers 64 verwendet; die Einrichtungen zur Ein
stellung der Stellungen des Tragkörpers brauchen sich
aber nicht darauf zu beschränken, und es können wahlfreie
Einrichtungen wie zum Beispiel Walzenlager angewandt
werden. Genauer gesagt, können alle Einrichtungen verwendet
werden, die in der Lage sind, die Stellung des Meßglied-
Tragkörpers 64 relativ zu dem Tisch einzustellen, und die
Bewegung des Tragkörpers entlang der Führungsanordnung
zulassen.
Ferner sind die Kodierer zur Ermittlung der X-, Y- und
Z-Achsen-Verschiebungen nicht auf die gezeigten optischen
Kodierer beschränkt, sondern es können irgendwelche
geeigneten Kodierer wie beispielsweise magnetische Ko
dierer oder elektrische Kapazitätskodierer verwendet
werden.
Bei den geschilderten Ausführungsformen wird zwar das
Meßglied 77 relativ zu dem feststehenden Tisch bewegt,
die Erfindung aber in ihrer Anwendung nicht darauf beschränkt. Die
Erfindung kann auf ein Koordinatenmeßgerät beliebiger
Art angewendet werden, in welchem der Tisch und das
Meßglied relativ zueinander bewegbar sind, zum Beispiel
auf ein Koordinatenmeßgerät, in welchem der Tisch relativ
zu dem feststehenden Meßglied bewegt wird.
Ferner ist die Erfindung in Anwendung auf ein dreidimen
sionales Koordinatenmeßgerät beschrieben worden, ist
aber offensichtlich auch auf ein zweidimensionales
Koordinatenmeßgerät anwendbar, in welchem das Meßglied
sich in zwei Dimensionsrichtungen innerhalb einer Ebene
parallel zu der oberen Fläche eines Tisches bewegt.
Claims (8)
1. Koordinatenmeßgerät mit einem Tisch, der eine obere, hori
zontale Fläche zum Auflegen eines Werkstückes aufweist, einem
Meßglied-Tragkörper, der sich quer über den Tisch erstreckt und
relativ zu dem Tisch bewegbar ist, sowie einem an dem Meßglied-
Tragekörper gelagerten Meßglied zum Messen der Größe und Ge
stalt des Werkstückes anhand der Verschiebung des Meßglieds,
welches in mehrere Richtungen bewegbar und in eine Meßposition
relativ zu dem auf dem Tisch aufgelegten Werkstück bringbar
ist, wobei in einem ersten seitlichen Bereich des Tisches eine
erste Führungseinrichtung mit einer Führungsfläche zur Lagerung
des Meßglied-Tragekörpers in vertikaler Richtung ausgebildet
ist und in einem der ersten Führungseinrichtung gegenüberlie
genden seitlichen Bereich des Tisches eine zweite Führungsein
richtung ausgebildet ist, zur Führung des Meßgliedtragekörpers
in horizontaler Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei
te Führungseinrichtung (78) an einer unteren Seite des Tisches
(60) in einem unteren Seitenbereich desselben vorgesehen ist,
zur linearen Führung des Meßglied-Tragekörpers (64) parallel
zur oberen Fläche (60a) des Tisches (60), wobei die zweite Füh
rungseinrichtung (78) ein Paar zueinander parallel verlaufende,
vertikale Führungsflächen (60F, 60G) und eine zwischen diesen
vertikalen Führungsflächen (60F, 60G) verlaufende, zur oberen
Fläche des Tisches (60) parallele untere, ebene Führungsfläche
(60E) aufweist.
2. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine der parallelen vertikalen Führungsflächen (60F) der
zweiten Führungseinrichtung (78) in einer Seitenfläche (60C)
des Tisches (60) und die andere vertikale Führungsfläche (60G)
in einer inneren Seitenfläche einer Auskehlung (79), die in der
unteren Fläche (60D) des Tisches (60) nahe der Seitenfläche
(60C) verläuft, ausgebildet ist.
3. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste untere ebene Führungsfläche (60E) der Führungs
einrichtung in der unteren Fläche (60D) des Tisches (60) selbst
ausgebildet ist.
4. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei parallelen vertikalen Führungsflächen (60F, 60G)
der zweiten Führungseinrichtung (78) ausgebildet sind in einan
der gegenüberliegenden Seitenflächen einer Führungsschiene
(108), die an der unteren Fläche (60D) des Tisches (60) vorge
sehen ist.
5. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste untere ebene Führungsfläche (60E) der zweiten
Führungseinrichtung (78) in der unteren Fläche der Führungs
schiene (108) ausgebildet ist.
6. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei parallelen vertikalen Führungsflächen (60F, 60G)
der zweiten Führungseinrichtung (78) ausgebildet sind in den
gegenüberliegenden vertikalen inneren Flächen einer Auskehlung
(79), die in der unteren Fläche (60D) des Tisches (60) so aus
gebildet ist, daß sie sich entlang der Y-Achse erstreckt.
7. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste untere ebene Führungsfläche (60E) der zweiten
Führungseinrichtung (78) in der horizontalen Innenfläche der
Auskehlung (79) ausgebildet ist.
8. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Luftlager (80, 82, 84) vorgesehen sind, die auf den Führungs
flächen (60A, 60E, 60F, 60G, 60H) laufen.
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