DE8419749U1 - Interchangeable coupling for precise manual or computer-controlled replacement of probe arms, probe arm groups or tools - Google Patents

Interchangeable coupling for precise manual or computer-controlled replacement of probe arms, probe arm groups or tools

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DE8419749U1
DE8419749U1 DE19848419749 DE8419749U DE8419749U1 DE 8419749 U1 DE8419749 U1 DE 8419749U1 DE 19848419749 DE19848419749 DE 19848419749 DE 8419749 U DE8419749 U DE 8419749U DE 8419749 U1 DE8419749 U1 DE 8419749U1
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Description

Beschreibung:Description:

Die Erfindung betrifft eine Tastarrn-Wechsel-Kupplung für Längenmeßgeräte. Um die vielseitigen Meßaufgaben an beliebigen Werkstücken z.B. mit Koordinatenmeßgeräten ausführen zu können, sind Tastarmwechsel erforderlich. Dieser Vorgang soll möglichst schnell, gut reproduzierbar und vom Längenmeßgerät selbsttätig -z.B. rechnergesteuert- ausführbar sein.The invention relates to a probe arm change coupling for length measuring devices. In order to be able to carry out the diverse measuring tasks on any workpiece, e.g. with coordinate measuring devices, probe arm changes are necessary. This process should be as quick as possible, easily reproducible and able to be carried out automatically by the length measuring device - e.g. computer-controlled.

Bisher sind 2 Lösungen der konstruktiven Aufgabe bekannt: Dietzsch, M. und Kampa, H.: "Automatische Tasterwechsel einrichtung für Koordinatenmeßgeräte". QZ Qualität und Zuverlässigkeit 22 (1977) 8, S. 176-180 und Breyer, K.-H., Carl Zeiss, Oberkochen: "Prüfen von Maß, Form und Lage mitSo far, 2 solutions to the design problem are known: Dietzsch, M. and Kampa, H.: "Automatic probe changing device for coordinate measuring machines". QZ Quality and Reliability 22 (1977) 8, pp. 176-180 and Breyer, K.-H., Carl Zeiss, Oberkochen: "Checking dimensions, shape and position with Koordinatenmeßgeräten", VDI Berichte 529, VDI-Verlag Düsseldorf, 1984, S. 279-296.Coordinate measuring machines", VDI Reports 529, VDI-Verlag Düsseldorf, 1984, pp. 279-296.

Bei den beiden bekannten konstruktiven Lösungen rasten drei Kugeln in je eine V-Nut ein, deren Winkelhalbierenden parallel gerichtet sind, während sie bei dieser Erfindung vorzugsweise in der Ebene liegen, die durch dieIn the two known structural solutions, three balls each engage in a V-groove, the bisectors of which are parallel, while in this invention they preferably lie in the plane defined by the drei Kugelmittelpunkte aufgespannt wird und eine der drei V-Nuten zusätzlich mit einer Vertiefung, z.B. einer Kegelbohrung versehen ist, in die eine der Kugeln unter Federkraft einrastet.three ball centers and one of the three V-grooves is additionally provided with a recess, e.g. a conical bore, into which one of the balls snaps under spring force.

Zum Aufbringen dieser Federkraft eignet sich am besten eine Blattfeder, weil damit keine störenden Querbewegungen der Aufiagerstelle auftreten.A leaf spring is best suited to applying this spring force, because it prevents any disruptive transverse movements of the support point.

Wenn die Kegel bohrung an der gefederten Lagerstelle angebracht wird, gleicht die Feder die Tiefe der Kegelbohrung aus, jedoch ist die Steifheit der Kupplung geringer als bei einer Ausführungsform bei der Feder und Kegel bohrung getrennt sind, sich also an verschiedenen Auflagerstellen befinden. In diesem Fall wird die Tiefe der Kegelbohrung nicht aus-If the tapered bore is fitted to the spring-loaded bearing point, the spring compensates for the depth of the tapered bore, but the stiffness of the coupling is lower than in a design in which the spring and tapered bore are separate, i.e. located at different bearing points. In this case, the depth of the tapered bore is not geglichen, so daß der Tastarm beim Einrasten eine kleine möglicherweise störende Kippbewegung ausführt. Eine auf diese Weise verursachte Lageabweichung des Tastelementes eines Längenmeßgerätes läßt sich jedoch einmessen, so daß die Genauigkeit des Längenmeßgerätes nicht beeinträchtigt wird.so that the probe arm executes a small, possibly disturbing, tilting movement when it clicks into place. However, a positional deviation of the probe element of a length measuring device caused in this way can be calibrated so that the accuracy of the length measuring device is not affected.

Die Darstellungen zeigen zwei Ausführungsformen der Erfindung, für die unterschiedliche Bewegungsformen zum Aus- und Einkuppeln des Tastarmes nötig sind. In beiden Fällen befinden sich die V-Nuten an den drei Armenden einer Klaue (1). Drei Kugeln sind in den Tastarmkopf (2) gedrückt.The illustrations show two embodiments of the invention, for which different forms of movement are necessary for engaging and disengaging the probe arm. In both cases, the V-grooves are located on the three ends of a claw (1). Three balls are pressed into the probe arm head (2).

f · r ' *■ tf · r ' *■ t

Bei der AusfUhrungsfürm nach Fig. 1 ist zum Aus- und Einkuppeln eine Drehbewegung zwischen der Klaue (1) und dem Tastarm (3) erforderlich; die in Fig. 2 dargestellte Ausflihrungsform benötigt eine geradlinige Kuppelbewegung in Richtung der Scheitel linien der V-Nuten. Bei allen Bauformen ergibt sich ein äußeres und ein inneres Paarungsteil, wobei sich Auflager- Nut oder -Kugel wahlweise am äußeren oder inneren Paarungsteil befinden können.In the embodiment shown in Fig. 1, a rotary movement between the claw (1) and the feeler arm (3) is required for coupling and uncoupling; the embodiment shown in Fig. 2 requires a straight coupling movement in the direction of the apex lines of the V-grooves. All designs have an outer and an inner mating part, whereby the support groove or ball can be located either on the outer or inner mating part.

Die mit der Kupplung übertragbaren Grenzkräfte und -momente lassen sich durch Wahl von Bauform und -größe, Tiefe der Nuten und der kegelbohrungsThe limit forces and moments that can be transmitted with the coupling can be selected by selecting the design and size, depth of the grooves and the taper bore artigen Vertiefung, Steilheit der Nutenflanken, Größe der Kugel durchmesser und ein Anpassen der Steifheit der gefederten Lagerstelle variieren. Es sind relativ kleine Ausführungsformen dieser in sich kraftschlüssigen 3-Punkt-Lagerung möglich. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,like depression, steepness of the groove flanks, size of the ball diameter and adjusting the stiffness of the spring-loaded bearing point. Relatively small versions of this inherently force-locking 3-point bearing are possible. The advantages that can be achieved with the invention are in particular that daß bis jetzt noch meist manuell vorzunehmende Tastarmwechsel schneller und nunmehr rechnergesteuert ausgeführt werden können. Es lassen sich einzelne Tastarme, Tastarmgruppen oder Teile davon sehr präzise auswechseln, so daß auf ein wiederholtes Einmessen der Tastkugel position nach dem Kuppelvorgang verzichtet werden kann, ohne daß ein nennenswerter Genauig-that probe arm changes that were previously mostly carried out manually can now be carried out more quickly and are now computer-controlled. Individual probe arms, probe arm groups or parts thereof can be exchanged very precisely, so that repeated measurement of the probe ball position after the coupling process can be dispensed with without any significant loss of accuracy. keitsverlust auftritt.loss of performance occurs.

Die Erfindung läßt sich nicht nur zum Wechseln von Tastarmen an Längenmeßgeräten sondern auch an Handhabungsgeräten verwenden, z.B. für das präzise Wechseln von Greifwerkzeugen (Anspruch 2). Zudem stellt die Kupplungsbauart einen wirkungsvollen Oberlastschutz mit zahlreichen Anwen-The invention can be used not only for changing probe arms on length measuring devices but also on handling devices, e.g. for the precise changing of gripping tools (claim 2). In addition, the coupling design provides effective overload protection with numerous applications. dungsmöglichkeiten dar, die sich nicht nur auf die Längenmeß- und Handhabungstechnik beschränken (Anspruch 3). Als Oberlastschutz eignet sich besonders die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform.cation possibilities that are not limited to length measurement and handling technology (claim 3). The embodiment shown in Fig. 1 is particularly suitable as overload protection.

Claims (7)

w 1 — ItI I · DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 18. Juni 1990 Ansprüchew 1 — ItI I · DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 18 June 1990 Claims 1.^Wechsel-Kupplung zum präzisen manuellen oder rechnergesteuerten Auswechseln von Tastarmen.. Tastarmgruppen oder von Werkzeugen^? bei der die zu verbindenden Kupplungsteile an mehreren Stellen gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungsteile (1, 2) an drei Stellen mittels kugelförmiger Elemente in drei V-förmigen Nuten einrasten, deren Winkelhalbierenden vorzugsweise in der Ebene durch die drei Kugelmittelpunkte liegen, und daß die Lage der beiden Kupplungsteile (1, 2) zueinander gesichert wird durch eine zusätzliche kalotten- oder kegelförmige Vertiefung in einer der drei Nuten sowie durch Federung einer Auflagerstelle in der genannten Ebene.1.^Interchangeable coupling for precise manual or computer-controlled exchange of probe arms, probe arm groups or tools^? in which the coupling parts to be connected are mounted at several points, characterized in that the two coupling parts (1, 2) engage at three points by means of spherical elements in three V-shaped grooves, the bisectors of which preferably lie in the plane through the three ball centers, and that the position of the two coupling parts (1, 2) relative to one another is secured by an additional dome-shaped or conical recess in one of the three grooves and by springing a support point in the said plane. 2. Wechsel-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein inneres Kupplungsteil (2) die kugelförmigen Elemente aufweist und ein äußeres Kupplungsteil (1) die korrespondierenden Nuten, deren öffnungen nach innen gerichtet sind.2. Interchangeable coupling according to claim 1, characterized in that an inner coupling part (2) has the spherical elements and an outer coupling part (1) has the corresponding grooves, the openings of which are directed inwards. 3. Wechsel-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch ge-2^ kennzeichnet, daß ein äußeres Kupplungsteil die kugelförmigen Elemente aufweist und ein inneres Kupplungsteil die korrespondierenden Nuten,3. Interchangeable coupling according to claim 1, characterized in that an outer coupling part has the spherical elements and an inner coupling part has the corresponding grooves, I I I I · ■ fI I I I · ■ f deren Öffnungen nach außen gerichtet sind.whose openings face outwards. 4. Wechsel-Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Kupplungsteil eine4. Interchangeable coupling according to claim 2, characterized in that the outer coupling part has a Klaue (1) ist, die aus drei um 120° versetzt angeordneten Armen besteht und jeder Arm eine nach innen gerichtete Nut enthält, wobei einer der Arme federnd ausgebildet ist, daß weiterhin das innere Kupplungsteil ein Tastarmkopf (2) mitClaw (1) which consists of three arms arranged offset by 120° and each arm contains an inwardly directed groove, whereby one of the arms is designed to be spring-loaded, that furthermore the inner coupling part is a probe arm head (2) with einem Tastarm (3) ist, und in dem Tastarmkopf (2) drei Kugelkörper so integriert sind, daß sie in die korrespondierenden Nuten einrasten können. a probe arm (3), and three ball bodies are integrated into the probe arm head (2) in such a way that they can snap into the corresponding grooves. 5. Wechsel-Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten in den drei Armen Segmente einer kreisringförmigen Nutenanordnung bilden.5. Interchangeable coupling according to claim 4, characterized in that the grooves in the three arms form segments of a circular groove arrangement. 6= Wechsel-Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbereich des Tastarmkopfes (2) in dem die Kugelkörper integriert sind kugelförmig ausgebildet ist.6= Interchangeable coupling according to claim 4, characterized in that the surface area of the probe arm head (2) in which the spherical bodies are integrated is spherical. 7. Wechsel-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Kupplungsteil eine Klaue (1) ist, die aus drei Armen mit jeweils einer Nut besteht, wobei die Nuten parallel zueinander verlaufen, und daß ein inneres Kupp-7. Interchangeable coupling according to claim 1, characterized in that an outer coupling part is a claw (1) which consists of three arms each with a groove, the grooves running parallel to each other, and that an inner coupling lungsteil ein Tastarmkopf (2) mit einem Tastarmpart a probe head (2) with a probe arm „ (3) ist, wobei der Tastarmkopf (2) U-förmig aus-“ (3), wherein the probe arm head (2) is U-shaped. gebildet ist und die zueinander parallelen Seiis formed and the parallel sides tenwände parallel zu den Nuten verlaufen und in einer Seitenwand ein Kugelkörper und in der an-walls run parallel to the grooves and in one side wall a spherical body and in the other deren Seitenwand zwei voneinander beabstandetewhose side wall has two spaced apart • I I I Mt• I I I Mt Kugelkörper integriert sind, daß weiterhin eine der Seitenwände senkrecht zum Verlauf der Nuten auslenkbar ausgebildet ist, so daß die Kugelkorper in die korrespondierenden Nuten einrasten können.Ball bodies are integrated, and one of the side walls is designed to be deflectable perpendicular to the course of the grooves, so that the ball bodies can snap into the corresponding grooves. 1515 30 3530 35
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121551A (en) * 1990-11-10 1992-06-16 Wegu Messtechnik Gmbh Device for the exchangeable fastening of a probe pin

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5121551A (en) * 1990-11-10 1992-06-16 Wegu Messtechnik Gmbh Device for the exchangeable fastening of a probe pin

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