DE4403901A1 - Koordinatenmeßmaschine zum Messen von dreidimensionalen Koordinaten - Google Patents
Koordinatenmeßmaschine zum Messen von dreidimensionalen KoordinatenInfo
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Description
Koordinatensystem-Transformationen; Umwandlung von Einheiten; Bocksprungtest von einem Koordinatensystem nach einem anderen unter Verwendung einer Zwischenvorrichtung; Ausführung gewisser Bestätigungsprozeduren, einschließlich Berechnung des Abstandes zwischen zwei Kugeln (wie beispielsweise bei dem ANSI B89-Kugelstab); und Ausgeben der Daten in spezifischen Formaten, die für die Übertragung nach vielen verschiedenen Zentralcomputern und Anwenderprogrammen erforderlich sind.
Claims (37)
einen beweglichen Arm (12), der ein erstes und ein entgegengesetztes, zweites Ende aufweist, wobei der Arm eine Vielzahl von Gelenken umfaßt, von denen jedes einem Freiheitsgrad entspricht, so daß der Arm innerhalb eines ausgewählten Volumens beweglich ist, und jedes dieser Gelenke ein drehbares Übertragungsgehäuse (40, 42, 46, 48, 52, 54) zur Unterbringung von Positionstransducermitteln (80) aufweist, die ein Positionssignal erzeugen;
einen Untersatz (14), der an dem ersten Ende des beweglichen Armes (12) befestigt ist;
eine Sonde (56), die an dem zweiten Ende des beweglichen Armes (12) befestigt ist; und
elektronische Schaltungsmittel (16), um die Positionssignale von den Transducermitteln (80) zu empfangen und eine digitale Koordinate zu liefern, die der Position der Sonde (56) in einem ausgewählten Volumen entspricht.
einen Träger (62) mit einer Welle (122), die davon ausgeht;
einen Mantel (64) mit einer durchgehenden Öffnung, um die Welle (122) des Trägers aufzunehmen; und
Rollenlager (66, 68) auf der Welle (122) innerhalb dieser Öffnung.
zwei in einem gewissen Abstand voneinander entgegengesetzt angeordnete Kegelrollenlager (66, 68), von denen jedes an einen konischen Sitz (70, 72) von komplementärer Form angrenzt.
ein Kompressionsmittel, um die Kegelrollenlager (66, 68) vorzuspannen.
eine Kompressionsmutter (73), die auf der Welle (122) des Trägers (62) mittels eines Gewindes befestigt ist und die Kegelrollenlager auf diesem Träger übereinander festklemmt.
ein Axialdrucklagermittel (76), das bei einer Grenzfläche zwischen dem Träger (62) und dem Mantel (64) angeordnet ist, um eine mechanische Versteifung zwischen dem Träger (62) und dem Mantel (64) zu erhalten.
- (1) einen Axialdruck-Einstellring (300);
- (2) einen ersten, ringförmigen Laufring (302), der an den Axialdruck-Einstellring (300) angrenzt;
- (3) einen zweiten, ringförmigen Laufring (306);
- (4) ein Rollenlager (304), das zwischen dem ersten und dem zweiten Laufring (302 bzw. 306) angeordnet ist;
- (5) eine Axialdrucklager-Abdeckkappe (308), die an den zweiten, ringförmigen Laufring (306) angrenzt; und
- (6) Befestigungsmittel, um die Teile (1), (2), (3), (4) und (5) als Einheit zu befestigen.
Kupplermittel (84), die an dem Positionstransducer (80) befestigt sind; und
eine Verlängerungswelle (86), die den Transducer (80) mit der Welle (122) des Trägers (62) verbindet.
eine Vorverstärker-Platine (92) nahe bei dem Encoder (80), um verstärkte Signale nach außerhalb des beweglichen Armes (12) gelegenen Stellen zu übertragen.
einen Endanschlag-Indikator (128, 130), um eine mechanische Überlastung infolge Gewaltanwendung bei dem Übertragungsgehäuse (40, 42, 46, 48, 52, 54) zu verhindern.
ein Temperaturüberwachungsmittel (182) in dem Arm (12), um die Temperaturstabilität des Armes (12) zu überwachen.
das Temperaturüberwachungsmittel (182) bei dieser Stelle mit der größten Masse angeordnet ist.
eine EEPROM-Platine, die in dem Arm (12) angebracht ist, und in die für einen bestimmten Arm (12) spezifische Eich- und Identifizierungsdaten eingegeben sind.
eine getrennte Serienbox (16), die mit dem Arm (12) in Verbindung steht und mindestens einen Teil der elektronischen Schaltungsmittel enthält, wobei diese Serienbox (16) mindestens eignen Mikroprozessor (188) enthält, um Positionsdaten vor ihrer Übertragung nach einem Zentralcomputer (18) vorzuverarbeiten.
eine Vorverstärkerschaltung (92) nahe bei dem Encoder, um verstärkte Signale von dem beweglichen Arm (12) nach der Serienbox (16) zu übertragen.
eine Analog/Digital-Konverter-Digitalzähler-Schaltung (186) zur gleichzeitigen Erfassung von Daten von allen Positionstransducern (80), und zur Übertragung dieser erfaßten Daten nach mindestens einem Mikroprozessor (188).
ein Temperaturüberwachungsmittel (182) in dem Arm (12), um die Temperaturstabilität in diesem Arm zu überwachen; und
ein Mittel zum Übertragen der überwachten Temperatur nach mindestens einem Mikroprozessor (188) in der Serienbox (16).
ein Serienport-Übertragungsmittel, das mit der Serienbox (16) kombiniert ist.
einen Untersatz (14), um den Arm (12) zu tragen, wobei dieser Untersatz als Bezugspunkt mindestens eine Kugel (192) umfaßt, um die Meßgenauigkeit zu bestimmen und das Meßsystem zu eichen.
der Bezugspunkt aus mindestens einer Kugel (192) auf einem Ansatz (194) angeordnet ist, der abnehmbar an dem Untersatz (14) befestigt ist.
einen Untersatz (14), um den Arm (12) zu tragen;
ein Eichmittel, um das System zu eichen, wobei dieses Eichmittel mit einem kugelförmigen Ansatz (202) auf dem Untersatz (14) zusammenwirkt, und umfaßt: einen Stab (206) mit einem ersten und einem entgegen gesetzten, zweiten Ende;
eine konische Vertiefung (208) an dem ersten Ende des Stabes (206); und
eine erste Kugel (210) an dem zweiten Ende des Stabes (206).
eine zweite Kugel (212), die sich seitlich von einem Ansatz (209) erstreckt, der an dem Stab (206) nahe bei dem zweiten Ende befestigt ist.
einen gebogenen Abschnitt (207) in dem Stab (206).
jedes der drehbaren Übertragungsgehäuse (40, 42, 46, 48, 52, 54) eine modulare, austauschbare Konfiguration aufweist.
der Arm (12) aus im wesentlichen dem gleichen Material besteht, um einen im wesentlichen gleichmäßigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufrechtzuerhalten.
dieses Material aus Aluminium besteht.
einen ersten und einen zweiten Schalter (150, 152), wobei der erste Schalter einer "Datenerfassung", und der zweite Schalter einer "Datenannahme" entspricht.
eine Zusatzeinrichtungs-Anschlußbuchse (154) zum Anschluß an externe Transducer.
eine Federkompensationsvorrichtung (60), um die Bewegung des Armes (12) zu erleichtern.
eine Stoßdämpfer-Auflagevorrichtung (136), um von dem Arm (12) während seiner Bewegung aufgenommene Stöße zu begrenzen.
Messen vorgegebener Positionen und Orientierungen mit dem beweglichen Arm, um bekannte Positionierungsdaten zu erhalten;
Verarbeiten dieser bekannten Positionierungsdaten mittels eines Optimierungsprogramms, um die relativen Falschausrichtungen und die Abmessungen von Komponenten bei dem Arm zu bestimmen;
Optimieren dieses Armes durch Einbeziehen dieser relativen Falschausrichtungen und dieser Abmessungen in kinetische Formeln, um X-, Y- und Z-Werte in einem absoluten Koordinatensystem zu erzeugen.
Kompilieren einer Eichdatei für den Arm, die diese relativen Falschausrichtungen und diese Abmessungen enthält, damit diese Eichdatei in dem Arm gespeichert wird.
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