DE4126532C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmeßgerät zur Ver­ messung von Werkstücken in drei Dimensionen mit einer gemeinsamen horizontalen Koordinaten-Bezugsfläche für einen Meßwertaufnehmer mit vertikal verfahrbarem, horizontal auskragendem Tastarm und einem Sensor, dessen Position relativ zur Basisplatte mit Hilfe von Linearmaßstäben erfaßbar ist, und für einen um eine vertikale Achse dreh­ baren Werkstückträger.

Derartige Koordinatenmeßgeräte sind beispielsweise in der Ausgestaltung bekannt, daß ein Meßwertaufnehmer auf einem Drehtisch angeordnet wird, wobei ein in vertika­ ler Richtung verfahrbarer Tastarm einen Taster bzw. Sensor trägt, der in einer Richtung senkrecht dazu be­ wegbar ist. Aufgrund dieser Anordnung ergibt sich der Nachteil, daß die Achse des Meßwertaufnehmers nicht im­ mer senkrecht zur Koordinaten-Bezugsfläche gehalten werden kann. Die Achse verlagert sich vielmehr mit der Höhen- und/oder der seitlichen Bewegung des Tasters mehr oder weniger stark aus der Z-Achse heraus, so daß genaue Koordinatenmessungen insbesondere bei größeren Werkstücken nur nach mehrfacher Justierung durchgeführt werden können.

Es sind andererseits Koordinatenmeßgeräte der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei denen der Meßwertaufneh­ mer auf Führungsbahnen läuft, deren Anordnung in vorbe­ stimmter Lagebeziehung zur Koordinaten-Bezugsfläche steht. Dies führt allerdings häufig dazu, daß das Meßergebnis durch die Verformung der Führungsbahn leicht verfälscht wird, weil diese Führungsbahnen bei Bewegung des Meß­ wertaufnehmers oder bei Bewegung der Führungsbahn selbst mechanisch verhältnismäßig stark belastet sind und dem­ entsprechend einer wandernden Verformung unterliegen. Die Meßgenauigkeit des Koordinatenmeßgeräts ist dem­ entsprechend abhängig von der jeweiligen Position des Meßwertaufnehmers und es wird darüber hinaus der Meßkreis negativ beeinflußt. Zudem bedarf es zur Herstellung der Grundgenauigkeit eines derart aufgebauten Koordinatenmeß­ gerätes aufwendiger Justagen sämtlicher Führungsbahnen zueinander.

Bei dem in der US 38 31 283 beschriebenen Gerät verfährt ein Portal auf zwei getrennt voneinander auf einer Basis­ platte angebrachten Linearführungen, die möglichst genau koplanar und parallel zueinander ausgerichtet werden müs­ sen. Die Verfahrrichtung des Portals bestimmt die erste Koordinatenrichtung. An der Traverse des Portals kann auf einer weiteren Führung ein Schlitten in horizontaler Richtung senkrecht zur Verfahrrichtung des Portals ver­ fahren werden. Die Verfahrrichtung des Schlittens bestimmt die Richtung der zweiten Koordinatenachse und muß im In­ teresse einer genauen Messung mechanisch sehr fein zur ersten Koordinatenrichtung ausgerichtet werden. Am Schlit­ ten selbst kann auf einer weiteren Führung eine Pinole in vertikaler Richtung verfahren werden. Die Verfahrrichtung der Pinole bestimmt die Richtung der dritten Koordinaten­ achse und muß im Interesse einer genauen Messung mecha­ nisch sehr fein zu den beiden anderen Koordinatenachsen ausgerichtet werden. Auf der Basisplatte steht zusätzlich ein Drehtisch, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Werk­ stückaufnahme vorgesehener Drehteller in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Die Ausrichtung der tatsächlichen Drehachse des Drehtellers relativ zum kartesischen Koor­ dinatensystem, gebildet durch die drei o.a. Führungs­ richtungen, ergibt sich aus der realen Gestalt und Ein­ baulage der Drehtellerlager im Drehtischgehäuse und aus der realen Gestalt des Drehtischgehäuses und seiner Po­ sitionierung auf der Basisplatte. Die Drehachse wird ohne aufwendige Justagearbeiten kaum für eine Präzisionsmes­ sung ausreichend parallel zur Bewegungsrichtung der Pinole des Meßgerätes stehen. Eine solche Gerätebauart, bei der keine Führungsfläche richtungsbestimmend für mehr als eine Koordinatenrichtung ist, erfordert einen großen Aufwand zur Justage der Linearachsen zueinander und zur parallelen Ausrichtung der Drehachse des Drehtisches zu einer der Ko­ ordinatenachsen. Außerdem ist beim Verfahren des Schlit­ tens entlang der Traverse des Portals mit einer lokal un­ terschiedlichen Durchbiegung der Traverse und mit Last­ änderungen für die Lager des Portals zu rechnen, wodurch die Genauigkeit von Messungen nicht unerheblich beeinflußt werden kann. Bei Verzicht auf achsparallele Ausrichtung der Drehachse des Drehtisches muß für genaue Messungen die tat­ sächliche Ausrichtung der Drehtischachse bestimmt werden, wodurch sich die Meßzeiten insgesamt verlängern.

Bei dem in der US 38 13 789 beschriebenen Gerät wird eine Meßsäule in einer horizontalen Koordinatenrichtung ver­ fahren, wobei sich die Halterung der Meßsäule in vertikaler Richtung auf der Oberfläche einer massiven Basisplatte abstützt, so daß die Oberfläche der Basisplatte Führungs­ fläche für die Bewegung in dieser Koordinatenrichtung ist. In der dazu senkrechten, gleichfalls horizontalen Richtung kann, ebenfalls vertikal auf der Oberfläche der Basis­ platte abgestützt, ein Werkstückträger verfahren werden. Dadurch dient die Oberfläche der Basisplatte gleichzeitig als Führungsfläche für Bewegungen in zwei Koordinaten­ richtungen. Der Werkstückträger wiederum kann als Dreh­ tisch ausgebildet werden, dessen Drehachse jedoch nicht automatisch senkrecht zur Oberfläche der Basisplatte steht, weil der die Werkstücke aufnehmende Drehteller nicht unmittelbar auf der Basisplatte gelagert ist. Vielmehr wird die Ausrichtung von der tatsächlichen Gestalt des Drehtischgehäuses und der lastabhängigen Geometrie der Lagerung zwischen Drehtischgehäuse und Basisplatte ab­ hängen und damit auch von exzentrischen Belastungen des Drehtellers durch Werkstücke abhängig sein. Damit muß auch bei diesem Gerät eine aufwendige grundsätzliche Justage der Drehtischachse erfolgen und bei veränderten Belastungen durch unterschiedliche Werkstücke muß jedesmal die Ausrichtung der Drehachse neu bestimmt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Koordinatenmeßgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, dessen Aufbau eine kostengünstige Her­ stellung und gleichzeitig die Vermessung selbst großer Werkstücke mit hoher Genauigkeit und guter Zugänglich­ keit und Bedienbarkeit des Gerätes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird der Meßwertaufnehmer während des gesamten Meßvorganges gleichbleibend und vorzugsweise vollflächig auf der Basisplatte des Koordinatenmeßge­ räts abgestützt, die dadurch als mechanische Stütz- und Führungsfläche für den vorzugsweise säulenartigen Meß­ wertaufnehmer fungiert. Die Basisplatte ist kostengün­ stig massiv und genau herzustellen, so daß eine hoch­ genau gefertigte Bezugs-Koordinatenfläche geschaffen wird, die unmittelbar die Referenzfläche für die Posi­ tion des Tastarms mit Sensor bzw. Taster bildet. An der Basisplatte ist darüber hinaus eine Zwangsführung in zumindest einer Koordinatenrichtung ausgebildet, mit der sichergestellt wird, daß der Meßwertaufnehmer wäh­ rend der Verschiebung auf der Basisplatte parallel zu sich selbst verschoben wird und keine rotatorische Be­ wegung ausführt. Dies wiederum hat zur Folge, daß ein am Tastarm angebrachter Sensor bei Verschiebung des Meßwertaufnehmers ausschließlich Bewegungen parallel zur Basisplatte ausführt, so daß seine Position in Z- Richtung allein anhand eines vorzugsweise am Meßwert­ aufnehmer angebrachten Linearmaßstabes und seine Posi­ tion in den beiden anderen Koordinaten anhand der Koor­ dinaten des Meßwertaufnehmers in Bezug zur Basisplatte bestimmbar ist. Dabei entfallen erfindungsgemäß Bewe­ gungen von mechanisch belasteten Führungsbahnen, die bislang den Meßkreis negativ beeinflußt haben, wodurch die Meßgenauigkeit zusätzlich angehoben werden kann. Durch die unmittelbare Abstützung des Meßwertaufnehmers direkt auf der ebenen Basisplatte müssen die Zwangsfüh­ rungen für den Meßwertaufnehmer lediglich für die Kräfte ausgelegt werden, die zur Beschleunigung des Meßwertauf­ nehmers erforderlich sind. Die Zwangsführungen können dementsprechend in einer verhältnismäßig leichten Kon­ struktion ausgeführt sein. Die vorgesehene Zwangsführung in zumindest einer Koordinatenrichtung, vorzugsweise in zwei Koordinatenrichtungen, führt darüber hinaus zu dem weiteren Vorteil, daß der Tastarm während einer Messung relativ zur Z-Säule horizontal nicht mehr verstellt werden muß, so daß auch Laständerungen und damit verbundene Änderungen der Tastarmdurchbiegung, die bei horizontal be­ weglichen Tastarmen in Abhängigkeit von der Kragweite zu Meßabweichungen führten, vollständig entfallen. Auch die Belastungsverhältnisse an der Stütz- und Führungs­ fläche für den Meßwertaufnehmer bleiben folglich während des gesamten Meßvorganges konstant, so daß Nachjustierungen entbehrlich werden.

Erfindungsgemäß stützt sich der Meßwertaufnehmer vorzugs­ weise in Form einer sich in Richtung der Z-Achse er­ streckenden Säule auf der ebenen Basisplatte unmittel­ bar ab. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, die Ver­ tikalkräfte über Luftlager aufzunehmen, die eine exakte Parallelverschiebung mit konstantem Lagerspalt ermög­ lichen.

Neben dem Meßwertaufnehmer wird ein Werkstückträger mit einem rotatorischen Bewegungsfreiheitsgrad um eine ver­ tikale Achse (C-Achse) angeordnet, der sich ebenfalls - in gleicher Weise wie der Meßwertaufnehmer - unmittel­ bar auf der Basisplatte abstützt, die damit auch für den Werkstückträger eine mechanische Führungsfläche bildet.

Die unmittelbare Lagerung des Werkstückträgers auf der Basisplatte führt zu einem gegenüber herkömmlichen Dreh­ tischen einfacheren Aufbau, da kein aufwendiges stabiles Gehäuse für die Lagerung benötigt wird.

Darüber hinaus liegt durch die flächige Abstützung des Werkstückträgers oder bei Abstützung auf vertikal auf die Basisplatte wirkende, allen Bewegungen des Werkstück­ trägers uneingeschränkt folgende Lager die Drehachse exakt senkrecht zur Oberfläche der Basisplatte und damit automatisch senkrecht zur X-Y-Ebene des Koordinatenmeß­ geräts. Aufwendige Justagearbeiten zur Ausrichtung einer Drehachse entfallen dadurch.

Auf diese Weise wird erfindungsgemäß ein neuer Aufbau des Koordinatenmeßgerätes geschaffen, bei dem die Aus­ richtung der Koordinatenbezugsfläche (X-Y-Ebene) und die Ausrichtung einer Drehachse (C-Achse) ausschließlich von der Ausrichtung einer einzigen Führungsfläche, nämlich der Oberfläche der massiven Basisplatte mechanisch be­ stimmt werden.

Die Zwangsführung des Meßwertaufnehmers kann unter­ schiedlich ausgeführt sein. Der Meßwertaufnehmer kann beispielsweise in zwei Koordinatenrichtungen zwangsge­ führt sein (Anspruch 1), es ist jedoch auch möglich, den Meßwertaufnehmer in lediglich einer Koordinaten­ richtung zwangszuführen und die weitere Bewegungskoor­ dinate in der Koordinaten-Bezugsfläche durch eine defi­ nierte translatorische Führung eines Werkstückträgers bereitzustellen, der sich ebenfalls - in gleicher Weise wie der Meßwertaufnehmer - unmittelbar auf der Basis­ platte abstützt, die damit eine weitere mechanische Führungsfläche für den Werkstückträger bildet. Diese Weiterbildung ist Gegenstand des Anspruches 4.

Durch die erfindungsgemäße Einbindung des sich neben dem Meßwertaufnehmer auf der Basisfläche vertikal abstützenden und horizontal definiert verschiebbaren Werkstückträgers eignet sich das erfindungsgemäße Koordinatenmeßgerät auch zur Messung großer Werkstücke, obgleich es verhält­ nismäßig klein gebaut und kostengünstig herstellbar ist. Darüber hinaus ergibt sich eine gute Zugänglichkeit und Bedienbarkeit des Koordinatenmeßgerätes.

Durch die Übertragung einer Führungsbewegung entlang einer Meßkoordinate an einen Werkstückträger ergibt sich darüber hinaus der weitere Vorteil, daß der Meßwert­ aufnehmer in der Horizontalebene lediglich noch in einer Richtung translatorisch bewegt werden muß. Dadurch ent­ fallen mechanisch aufwendige Vorrichtungen zur stabilen Führung in sich kreuzenden Achsen.

Im übrigen ist im Rahmen der Tragfähigkeit des Werk­ stückträgers die Achsausrichtung der Drehbewegung von der Exzentrizität der auf dem Werkstückträger ruhenden Last unabhängig, wodurch es gelingt, die meßtechnische Genauigkeit ohne großen mechanischen Aufwand für den drehenden Werkstückträger zu verwirklichen. So genügt aufgrund der konstanten Stellung der Drehachse zur ho­ rizontalen X-Y-Ebene, d. h. zur von der Basisplatte aus­ gebildeten Koordinaten-Bezugsfläche, zum Einmessen der Drehachse eine einfache Umschlagmessung in lediglich einer Höhe. Darüber hinaus können Winkelabweichungen zwischen der senkrechten Z-Achse und der waagerechten X-Y-Ebene leicht durch Einmessen der Werkstückträgerachse in zwei unterschiedlich hoch liegenden Ebenen festgestellt werden. Auch die Justierung des Koordinatenmeßgerätes kann mit derselben Methode sehr einfach überwacht wer­ den.

Auch für die Abstützung des Werkstückträgers ist es von Vorteil, Luftlager zu verwenden. Die direkte Abstützung des Werkstückträgers auf der Basisplatte führt dazu, daß sich die Neigung des Werkstückträgers relativ zur Basispatte, die sich aus der werkstückbedingten Last­ verteilung und den individuellen Eigenschaften der ein­ zelnen Lager ergibt, wegen der unveränderten vertikalen Belastung auch während translatorischer oder rotatori­ scher Bewegungen des Werkstückträgers nicht mehr än­ dert. Ein auf dem Werkstückträger befindliches Werk­ stück wird dementsprechend bei beliebiger horizontaler Bewegung des Werkstückträgers immer um eine zur Basis­ platte senkrechte Achse bewegt und bleibt in der Höhe relativ zur Basisplatte unverändert.

Die Zwangsführung des Werkstückträgers erfolgt ebenso wie diejenige des Meßwertaufnehmers derart, daß die Führungskräfte ausschließlich in einer horizontalen Ebene angreifen und dementsprechend kein Stützmoment verursachen, welches das Meßergebnis verfälschen könnte.

Eine zusätzliche Anhebung der Meßgenauigkeit ergibt sich dann, wenn der höhenverstellbare Tastarm gemäß An­ spruch 10 derart mit einem Gegengewicht gekoppelt ist, daß unabhängig von der Auskragung die vertikalen La­ gerkräfte zwischen Z-Säule und Basisplatte konstant bleiben.

Vorzugsweise wird die Zwangsführung des Meßwertaufnehmers und/oder des Werkstückträgers von einer Kreuzschlitten­ führung oder einer Parallelogrammlenkerführung gebildet.

Jeder Koordinate ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Linearmaßstab zugeord­ net, wodurch die Stellung des Meßwertaufnehmers in der X-Y-Ebene und die Höhenlage des Tasters über der Be­ zugsplatte eindeutig festlegbar und bestimmbar ist. Wenn darüber hinaus auch im Bereich der Zwangsführungen für den Werkstückträger Maßstäbe in Form von Linearmaß­ stäben oder Winkelgebern vorgesehen sind, läßt sich die Lage des Meßwertaufnehmers bzw. des am Tastarm ange­ brachten Sensors relativ zu einem auf dem Werkstückträ­ ger stabil aufgelegten Werkstück reproduzierbar berech­ nen bzw. rückrechnen.

Die Position des Werkstückträgers kann entweder in vorbe­ stimmten Schrittweiten, d. h. in diskreten Stellungen oder analog, d. h. kontinuierlich erfaßt werden. Bei Erfassung der Positionen in diskreten Lagen finden vor­ zugsweise mechanische Rasteinrichtungen gemäß dem Anspruch 3 Anwendung. Auf diese Weise wird das Vermessen von geo­ metrischen Kurven auf einem Werkstück stark vereinfacht.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Koordinatenmeßgerätes,

Fig. 2 die Draufsicht gemäß II in Fig. 1,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Koordinatenmeßgerätes, und

Fig. 4 die Draufsicht gemäß IV in Fig. 3.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 20 ein Koordinaten­ meßgerät zur Vermessung von Werkstücken in drei Di­ mensionen bezeichnet, das im wesentlichen aus drei hauptsächlichen Komponenten besteht, nämlich einer mas­ siven Basisplatte 22, einem darauf ruhenden Meßwertauf­ nehmer 24 in Form einer Säule, deren Achse sich in Z- Koordinatenrichtung erstreckt und einem auf der Basis­ platte gelagerten, um eine vertikale Achse drehbaren Werkstückträger 70. Mit 26 ist eine Stütz- und Führungs­ fläche der Basisplatte 22 bezeichnet, die die X-Y-Koordi­ natenebene des Koordinatenmeßgeräts aufspannt.

Der Meßwertaufnehmer 24 stützt sich über Luftlager 28 unmittelbar auf der ebenen Basisplatte 22 ab und er weist eine vertikale Führung 30 für einen Schlitten 32 auf, der einen horizontalen Tastarm 34 mit Taster bzw. Sensor 36 trägt. Der Führung 30 ist ein Linearmaßstab 38 zugeordnet, über den die Z-Koordinate des Tasters über der X-Y-Ebene 40 ablesbar ist.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Koordinatenmeßgerät ist, daß der säulenartige Meßwertaufnehmer 24 auf der im wesentlichen durchgehenden, d. h. vollständig plan ausgebildeten Stütz- und Führungsfläche 26 derart zwangsgeführt ist, daß der Meßwertaufnehmer parallel zu sich selbst in der Horizontalebene 40 verschoben wird. Der Taster 36 kann auf diese Weise jede X-Y-Koordinate anfahren, ohne daß eine Horizontalverschiebung des Tast­ armes 34 bzw. des Tasters 36 erforderlich wird. Dement­ sprechend bleiben auch die Belastungsverhältnisse im Bereich der Schnittstelle zwischen Meßwertaufnehmer 24 und Stütz- und Führungsfläche 26 während des Abfahrens der gesamten X-Y-Ebene konstant, so daß Nachjustierungen des Koordinaten­ meßgeräts selbst beim Abfahren großer Werkstücke nicht mehr erforderlich sind.

Um die Vertikalbelastungen im Bereich der Luftlager 28 auch dann nicht zu beeinflussen, wenn die Auskragung des Tastarmes 34 verändert wird, ist dem Tastarm 34 ein Gegengewicht 35 so zugeordnet, daß sich auch bei Änderung der Auskragung des Tastarmes eine stets gleichmäßige Belastung der vertikalen Lager 28 einstellt. Während der Messung können dementsprechend keine Winkelveränderungen zwischen Z-Achse und der X-Y-Koordinatenebene 40 auf­ treten.

Die Zwangsführung unter Verhinderung einer Verdrehbewe­ gung des säulenartigen Meßwertaufnehmers 24 um die Hochachse kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kreuzschlitten­ führung vorgesehen, die folgendermaßen aufgebaut ist:

Die Basisplatte 22 weist zwei sich in Y-Richtung rand­ seitig erstreckende Vertiefungen 50, 52 auf, in denen ein portalartiger Führungswagen 54 über Lager 56 ge­ führt ist. Mit 58 ist eine Doppeltraverse bezeichnet, die sich in X-Richtung erstreckt und mit nicht näher dargestellten Führungsflächen des Meßwertaufnehmers 24 zusammenwirkt. Zumindest in einer der Vertiefungen 50, 52 ist wiederum ein Linearmaßstab 60 angeordnet. Ebenso ist der Traverse 58 ein Linearmaßstab 62 zugeordnet, so daß über die Maßstäbe 60, 62 die X-Y-Position des Meß­ wertaufnehmers 24 und über den Linearmaßstab 38 die Z-Koordinate des Tasters 36 ablesbar ist.

Bei dieser Ausführungsform wird der Meßwertaufnehmer 24 unter ständiger und gleichmäßiger Abstützung über die Luftlager 28 planparallel auf der mechanischen Führungs- und Stützfläche 26 verschoben, wobei sich durch die Einwirkung der Führung eine Parallelver­ schiebung des Meßwertaufnehmers 24 zu sich selbst un­ ter Konstanthaltung der Belastungsverhältnisse im Be­ reich der Stützfläche ergibt. Dabei wird die definierte translatorische Bewegung des Meßwertaufnehmers 24 so vorgenommen, daß die Führungskräfte in einer horizontalen Ebene angreifen, so daß kein die Abstützungsverhältnisse beeinflussendes Stützmoment verursacht wird.

Der Werkstückträger 70 ist von einer Kreisscheibe gebildet, die sich über Luftlager 71 unmittelbar auf der Stütz- und Führungsfläche 26 der Basisplatte 22 abstützt. Zur Führung um eine Rotationsache, die auf der Stütz- und Führungsfläche 26 senkrecht steht, ist in der Basis­ platte 22 eine kreisförmige Vertiefung vorgesehen, in die ein Führungsfortsatz 73 unter Zwischenschaltung einer Lagerung 74 eingreift. Mit 75 ist ein im Grund der kreis­ förmigen Vertiefung angeordneter Winkelgeber bezeichnet, über den die Relativ-Drehlage der Kreisscheibe 70 in Be­ zug zum Meßwertaufnehmer 24 bestimmbar ist. Der Winkel­ geber kann mit mechanischen Rasteinrichtungen kombiniert sein, um die Kreisscheibe 70 in ausgewählten Positionen relativ zum Meßwertaufnehmer 24 feststellen zu können.

Durch die Lagerung der Kreisscheibe 70 unmittelbar auf der Basisplatte 22 ergibt sich ein gegenüber herkömm­ lichen Drehtischen einfacherer Aufbau, wobei ohne auf­ wendige mechanische Bearbeitung der Kreisscheibe 70 die Ausrichtung der Drehachse senkrecht zur X-Y-Ebene des Koordinatenmeßgerätes automatisch sichergestellt wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Werkstückträger in Form der Kreisscheibe 70 orts­ fest in der Basisplatte 22 drehbar gelagert. Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform hat die Besonderheit, daß der Werkstückträger, der ebenfalls wiederum in Form einer Kreisscheibe 170 ausgeführt ist, zusätzlich eine translatorische Führung in Y-Richtung erhält. Diese Ausführungsform soll nachfolgend näher beschrieben werden.

Die Kreisscheibe 170 stützt sich erneut über Luftlager 177 unmittelbar auf der Stütz- und Führungsfläche 126 der Basisplatte 122 ab. Die Führung zur Ermöglichung des rotatorischen Freiheitsgrades PHI erfolgt durch eine kreisförmige Ausnehmung 180 in einer portalartig ausgestalteten Führungsplatte 181, die über seitliche Wangen 182 unter Zwischenschaltung von Luftlagern 183 in Y-Richtung längs der Basisplatte 122 geführt ist. Dieser Führungsbewegung ist ein Linearmaßstab 184 zuge­ ordnet. Mit 185 sind Lager bezeichnet, die zwischen der kreisförmigen Ausnehmung 180 und dem Außenumfang der Kreisscheibe 170 angeordnet sind.

Ein Winkelgeber 186 ist auf der Kreisscheibe 170 ange­ bracht, so daß die Relativ-Winkellage der Kreisscheibe 170 in Bezug zur X-Y-Ebene und zum Meßwertaufnehmer 124 ablesbar ist. Mit 187 ist eine an der Führungsplatte 187 angebrachte Referenzmarke bezeichnet.

Aufgrund der Linearführung des Werkstückträgers 170 entlang der Koordinatenachse Y benötigt der Meßwertauf­ nehmer 124 lediglich noch eine Führung in einer trans­ latorischen Richtung, nämlich entlang der X-Achse.

Mit dem Bezugszeichen 142 ist eine Vertiefung in der Basisplatte 122 bezeichnet, die als Führung für den Meß­ wertaufnehmer 124 in X-Richtung dient. Zu diesem Zweck trägt der Meßwertaufnehmer 124 bodenseitig einen Führungs­ körper 144, über den mittels Lager 146 die Führungskraft auf den Meßwertaufnehmer übertragen werden kann.

Auch bei dieser Ausführungsform können den einzelnen Maßstäben 138, 148, 184 und 186 mechanische Rasteinrich­ tungen zugeordnet werden, um einen Freiheitsgrad für be­ stimmte Meßvorgänge zu blockieren.

Claims (10)

1. Koordinatenmeßgerät zur Vermessung von Werkstücken in drei Dimensionen, mit einer gemeinsamen horizon­ talen Koordinaten-Bezugsfläche (40) für einen Meßwertaufnehmer mit vertikal verfahrbarem, horizontal auskragendem Tastarm (34; 134) und einem Sensor (36; 136), dessen Position relativ zur Basisplatte mit Hilfe von Linearmaßstäben (38; 60; 62; 138; 148) erfaßbar ist, und für einen um eine vertikale Achse drehbaren Werkstückträger (70; 170), dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Oberfläche einer einzigen Basisplatte (22; 122) zugleich

• a) als ausrichtende mechanische Stütz- und Führungs­ fläche (26; 126) für die tragenden, vertikal belasteten Gleit- oder Luftlager (28; 128) eines Meßwertaufnehmers (24; 124) ausgebildet ist, für den an der Basisplatte eine ausschließlich horizontal wirkende Zwangsführung (50; 52; 54; 56; 58; 142; 144; 146) in zumindest einer Koordinatenrichtung (x, y) vor­ gesehen ist, mit der der Meßwertaufnehmer (24; 124) bei Verschiebung gegen eine Rotation um die Säulen­ achse (z) stabilisiert ist, und
• b) als achsausrichtungsbestimmende mechanische Stütz- und Führungsfläche für die tragenden, vertikal be­ lasteten Gleit- oder Luftlager (71; 171) eines Werkstückträgers (70; 170) ausgebildet ist, der in nur horizontal wirkenden Lagern (74; 185) fixiert um eine zur Basisplatte senkrechte Achse rein rotatorisch (PHI) bewegbar ist, wobei die nur vertikal tragenden Lager (71; 171) allen Bewegungen des Werkstückträgers uneingeschränkt folgen.

2. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Winkelstellung (PHI) des auf der Basisplatte abgestützten, um eine vertikale Achse drehbar gelagerten Werkstückträgers (70; 170) mit Hilfe eines Winkelgebers (75; 187) erfaßbar ist.

3. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Basisplatte abgestützte, um eine vertikale Achse drehbar gelagerte Werkstückträger (70; 170) mit Hilfe einer Rasteinrich­ tung bezüglich der Basisplatte in definierte Winkel­ stellungen positionierbar ist.

4. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (124) nur in einer Koordinatenrichtung (x) zwangsgeführt verschiebbar ist und der Werkstückträger (170) parallel zur Basis­ platte verschiebbar ist.

5. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sich auf der Basis­ platte vertikal abstützende Werkstückträger (170) drehbar in einem Führungsschlitten (181), dessen Bewegung relativ zur Basisplatte durch Maßstäbe (184) erfaßbar ist, horizontal gelagert (185) ist.

6. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (181) einen die Basisplatte (122) überspannenden, portal­ artigen Rahmen (181; 182) aufweist, der mit Hilfe von Luftlagern (183) an einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Basisplatte linear führbar ist.

7. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung des Meßwertaufnehmers (24; 124) von einer Kreuzschlitten­ führung gebildet.

8. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung des Meßwertaufnehmers (24; 124) von einer Parallelogramm­ führung gebildet ist.

9. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung des Meßwertaufnehmers (24; 124) von einer Königskreuz­ führung gebildet ist.

10. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tastarm (34; 134) ein Gegengewicht (35; 135) zugeordnet ist, mit dem bei Verstellung der Kragweite des Tastarms Belastungs­ änderungen der vertikal belasteten Gleit- oder Luftlager (28; 128) des Meßwertaufnehmers (24;124) kompensierbar sind.