DE9109248U1 - Mehrkoordinaten-Tastkopf - Google Patents
Mehrkoordinaten-TastkopfInfo
- Publication number
- DE9109248U1 DE9109248U1 DE9109248U DE9109248U DE9109248U1 DE 9109248 U1 DE9109248 U1 DE 9109248U1 DE 9109248 U DE9109248 U DE 9109248U DE 9109248 U DE9109248 U DE 9109248U DE 9109248 U1 DE9109248 U1 DE 9109248U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- balls
- coordinate
- probe
- coordinate probe
- bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims description 45
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
- G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
- G01B5/012—Contact-making feeler heads therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Description
DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 18. Juli 1991
Mehrkoordinaten-Tastkopf
Die Erfindung betrifft einen Mehrkoordinaten-Tastkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Erfindung kann bei messenden sowie schaltenden Mehrkoordinaten-Tastköpfen angewendet werden. Bei
beiden Ausführungsarten ist es besonders wichtig, daß der Taststift bei einer Antastung eines Werkstücks
aus einer beliebigen Antastrichtung reproduzierbar auslenkbar ist. Um dies zu erreichen wurden
bereits verschiedenartige Lagerungen für den Taststift vorgeschlagen.
In der DE-OS 37 13 415 ist ein Tastkopf mit mehreren Lagerstellen angegeben. Jede Lagerstelle wird
durch das Zusammenwirken von drei Kugeln im Tastkopfgehäuse und einer Kugel am Auslenkteil gebildet.
Die Kugel des Auslenkteils stützt sich auf den drei Kugeln im Tastkopfgehäuse ab.
In der EP-OS 0 103 090 ist ein Tastkopf mit einer Überlastsicherung beschrieben, bei dem zwischen dem
Tastkopfgehäuse und einer Aufnahmespindel eine Lagerung mit mindestens drei Lagerstellen vorgesehen
ist. Jede Lagerstelle besteht aus drei Kugeln, in deren Mitte eine weitere Kugel als Lagerkugel plaziert
ist.
Durch unvermeidbare Toleranzen bei der Fertigung &ogr; liegen bei den bekannten Tastköpfen nicht alle Lagerstellen
exakt auf einem gemeinsamen Kreis. Dies hat zur Folge, daß die Auslenkung des Taststiftes
von der Antastrichtung abhängig ist und eine reproduzierbare Antastung eines Werkstücks nicht gewährleistet
ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für Mehrkoordinaten-Tastköpfe zu schaffen,
die definierte sowie konstante Antastbedingungen in 0 allen Antastrichtungen gewährleistet.
Die Beständigkeit und Steifigkeit der Lagerung soll gegenüber den bekannten Tastköpfen erhöht werden.
Weiterhin soll eine präzise und einfache Montage und Einstellung ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
0 In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die besonderen Vorteile der Erfindung liegen darin, daß durch einen einfachen Aufbau die Einstellbarkeit
der einzelnen Lagerstellen ermöglicht wird. Dadurch wird eine Lagerung für den Taststift geschaffen,
bei der eine Wiederholbarkeit der Messung unabhängig von der Antastrichtung gewährleistet
ist. Durch die Ausbildung der Lagerung ist auch eine hohe Steifigkeit und Beständigkeit jeder Lagerstelle
gegeben.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigt
&ogr; Figur 1 einen Axialschnitt durch
einen erfindungsgemäßen Tastkopf,
Figur 2 einen Schnitt entlang der
&Iacgr;5 Linie II-II des Tastkopfes
aus Figur 1 mit abgenommenem Meßteller,
Figur 3 eine Lagerstelle des Tastkopfes nach Figur 1 und 2
in perspektivischer Ansicht,
Figur 4 bis 10 weitere Ausführungsformen der Lagerung.
In den Figuren 1 und 2 ist der gesamte Aufbau eines Mehrkoordinaten-Tastkopfes ersichtlich. Der gezeigte
Tastkopf ist als schaltender Taster ausgeführt.
Ein derartiger Mehrkoordinaten-Tastkopf wird auch als 3 D-Taster, Trigger-Probe oder Touch-Sensor
bezeichnet. Er ist ein feinmechanisches Gerät, das einen Einspannschaft 1 zur Aufnahme in eine Spindel
einer nicht dargestellten Meß- oder Bearbeitungsmaschine besitzt. Die Auslenkung eines Taststiftes
2 ist in allen Richtungen möglich. Eine Dichtung 3
schließt den Zwischenraum zwischen einem Tastkopfgehäuse 4 und dem Taststift 2. Ein Blechschutz 5
verhindert die Beschädigung der Dichtung 3 durch heiße Späne, läßt aber einen freien Raum 6, der dem
Taststift 2 eine begrenzte Auslenkung aus seiner Nullage gestattet.
Der Taststift 2 ist mit einem Meßteller 10 verbunden. In der Stirnfläche des Meßtellers 10 ist für
jede im Tastkopfgehauseboden 13 angeordnete Kugel 15 eine Dreiergruppe Kugeln 141, 142, 143 vorgesehen.
Jede Kugel 15 liegt im Zentrum der um 120° gegeneinander versetzt angeordneten Kugeln. Im Beispiel
bilden zwölf ringförmig angeordnete Kugeln 15 die Lagerkörper und jeweils drei Kugeln 141, 142,
143 den Gegenkörper für einen Lagerkörper. Ein Lagerkörper bildet mit einem Gegenkörper eine Lagerstelle.
Berührt die am Taststift 2 befestigte Antastkugel 11 ein Werkstück, so hebt sich der Meß-0
teller 10 gegen die Wirkung einer Vorspannfeder 12 und die Mitte des Meßtellers 10 wird unabhängig von
der Antastrichtung nach oben, also in Richtung des Einspannschaftes 1 verschoben.
Eine Detektoranordnung in Form einer Lichtschranke, die aus einer LED 7, einem Linsensystem 9 und einem
Differentialphotoelement 8 besteht, gibt bei einem bestimmten Auslenkungsbetrag des Meßtellers 10 und
damit des Linsensystems 9 einen Antastimpuls ab.
Dieser Antast- oder Schaltimpuls wird zur Bestimmung des Zeitpunktes der Meßwertübernahme einer
Koordinaten-Meßmaschine oder zur Steuerung einer Werkzeugmaschine herangezogen.
Um die Übersetzung zwischen der seitlichen Bewegung der Antastkugel 11 und der Höhenbewegung des Lin-
sensystems 9 unabhängig von der Antastrichtung konstant
zu halten sind die Kugeln 15 im Tastkopfgehäuseboden 13 axial und radial einstellbar. Durch
diese Einstellbarkeit können die bei der Fertigung unvermeidlichen Toleranzen ausgeglichen werden. Zur
Einstellung ist jede Kugel 15 in einem um seinen Mittelpunkt in allen Richtungen schwenkbaren Kugelkörper
16 befestigt, vorzugsweise in eine Bohrung eingepreßt.
10
10
Zum besseren Verständnis ist in Figur 3 eine Lagerstelle vergrößert perspektivisch dargestellt.
Jeder Kugelkörper 16 ist in einem Sitz 18 drehbar gelagert. Der Sitz 18 ist in einer axial verschiebbaren
Halterung 19 eingebracht und die Oberfläche des Sitzes 18 ist dem Kugelkörper 16 so angepaßt,
daß sich der Kugelkörper 16 möglichst spielfrei um seinen Mittelpunkt drehen kann. Der Durchmesser des
Kugelkörpers 16 ist beispielsweise 5mm und der Durchmesser der eingepreßten Kugel 15 beispielsweise
3mm gewählt.
Bei der Einstellung wird der Sitz 18 sowie die Bohrung 20 für die Halterung 19 im Meßteller 10 mit
verzugsfrei aushärtbaren Klebstoff bestrichen. Die Kugelkörper 16 werden in die Sitze 18 der Halterungen
19 gelegt und die Halterungen 19 in die Bohrungen 20 des Meßtellers 10 eingeführt. Die Halterungen
19 werden so lange axial (in Z-Richtung) verschoben, bis jede Kugel 15 so mit der ihr zugeordneten
Dreiergruppe von Kugeln 141, 142, 143 zusammenwirkt.
Die Kugeln 15 sind optimal eingestellt, wenn
jede Kugel 141, 142, 143 die zugeordnete Kugel 15 an einem Punkt berührt.
Da jede Lagerstelle als Dreipunktlagerung ausgebildet ist,bietet diese Lagerung nach dem Aushärten
des Klebstoffes den Vorteil hoher und gleichmäßiger Steifigkeit unabhängig von der Antastrichtung, wodurch
eine äußerst gute Schaltcharakteristik gewährleistet ist.
10
10
Als Einstellvorrichtung für jede Kugel sind nach den Figuren 1 bis 3 jeweils die in der Bohrung 20
verschiebbare Halterung 19 und der in dieser Halterung 19 verschwenkbare Kugelkörper 16 vorgesehen.
15
Mit dieser Einstellvorrichtung kann anstelle der Kugel 15 auch ein in der Figur 4 gezeigter Kegel
154 verstellt werden. Der Kegel 154 ist an dem Kugelkörper 16 befestigt oder angeformt. Selbstver-0
ständlich kann anstelle der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten in den Kugelkörper 16 eingepreßten Kugeln
15 auch eine kugelig gekrümmte Oberfläche an den um seinen Drehpunkt drehbaren Kugelkörper 16 angeformt
sein.
In der Figur 5 ist an der Einstellvorrichtung eine Pyramidenspitze 155 angebracht. Im eingestellten
Zustand berührt jede Kugel 141, 142, 143 der Dreiergruppe eine Seite der Pyramidenspitze 155.
30
30
Die Einstellvorrichtung kann auch zur Einstellung der Kugeln 141, 142, 143 der Dreiergruppe dienen.
Es kann auch jeder der Kugeln 141, 142, 143 eine eigene Einstellvorrichtung zugeordnet sein. In der
Figur 6 sind die Kugeln 141, 142, 143 als kugelige Oberflächenbereiche an den Kugelkörper 16 angeformt,
sie können aber auch auf andere Weise
ausgebildet, beispielsweise angeklebt sein. Den Kugeln 141, 142, 143 ist nach Figur 6 eine in den
Meßteller 10 eingeklebte Gegenkugel 156 zugeordnet, so daß sich die gleichen Verhältnisse wie bei den
Lagerstellen nach den Figuren 1 bis 3 ergeben.
In nicht gezeigter Weise kann als Gegenkörper auch eine Pyramidenspitze oder ein Kegel vorgesehen
sein.
10
10
Die vorher beschriebene Einstellvorrichtung kann durch einen in einer Buchse 190 verdrehbaren Zylinder
160 ersetzt werden. Wie in den Figuren 7 und 8 gezeigt, ist auf einer Stirnfläche des Zylinders
160 außerhalb seiner Drehachse eine Kugel 157 angebracht. Der Zylinder 160 ist wiederum exzentrisch
in der Buchse 190 drehbar gelagert, wobei die Buchse 190 in Bohrungen des Tastkopfgehäusebodens 13 um
seine Längsachse drehbar ist. Der Kugel 157 sind auch hier die Kugeln 141, 142, 143 des Meßtellers
10 zugeordnet.
Die Kugel 157 kann auch in Verbindung mit dieser Einstellvorrichtung durch einen in der Figur 9 gezeigten
Kegel 159 oder durch eine Pyramidenspitze ersetzt werden.
In Figur 10 ist gezeigt, daß die Kugeln 141, 142, 143 exzentrisch auf dem Zylinder 160 angeordnet
sind. Die zugeordnete Pyramidenspitze 151 ist in diesem Fall gegenüberliegend im Meßteller 10 fixiert.
Anstelle der Pyramidenspitze 151 kann auch eine Kugel oder ein Kegel im Meßteller (10) fixiert
sein.
35
35
In nicht gezeigter Weise kann die Einstellvorrichtung für jede Lagerstelle auch im Meßteller 10 vorgesehen
sein.
Claims (11)
1. Mehrkoordinaten-Tastkopf mit wenigstens einem, in mehrere Koordinatenrichtungen auslenkbaren
Taststift, der in einer Lagerung mit mehreren Lagerstellen gelagert ist, wobei jede Lagerstelle
von drei gegeneinander versetzten Kugeln und einem Gegenkörper gebildet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils den drei Kugeln (141, 142, 143) und/oder den Gegenkörpern (15,
151, 154, 155, 156, 157, 159) eine Einstellvorrichtung (16, 19; 160, 190) zugeordnet ist.
2. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der
drei Kugeln (141, 142, 143) jeweils eine Ein-Stellvorrichtung zugeordnet ist.
3. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (141, 142,
143) einer Lagerstelle um 120° gegeneinander
0 versetzt angeordnet sind und der Gegenkörper
(15, 151, 154, 155, 156, 157, 159) an jeder der drei Kugeln (141, 142, 143) an einem Punkt aufliegt.
5
4. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einstellvorrichtung ein in einer Halterung (19) schwenkbarer Kugelkörper (16) ist, an dem die
drei Kugeln (141, 142, 143) oder ein Gegenkörper (15, 154, 155) befestigt oder angeformt sind.
5
5
5. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung
ein Zylinder (160) ist, an dem die drei Kugeln (141, 142, 143) oder der Gegenkörper
(157, 159) befestigt oder angeformt sind, und daß der Zylinder (160) exzentrisch in einer
Buchse (190) drehbar gelagert ist und diese Buchse (190) wiederum in einer Bohrung um ihre
Längsachse drehbar gelagert ist.
6. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (19) in
einer Bohrung (20) axial verschiebbar gelagert ist.
7. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkörper eine Kugel (15, 156, 157) ist.
8. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gegenkörper ein Kegel (154, 159) oder eine Pyramidenspitze (155, 151) ist.
0 9. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagerstellen kreisringförmig konzentrisch um die Tastkopfachse angeordnet sind.
10. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kugeln (141, 142, 143) im
Tastkopfgehäuseboden (13) und die Gegenkörper
(151, 156) im Meßteller (10) vorgesehen sind.
11. Mehrkoordinaten-Tastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kugeln (141, 142, 143) im Meßteller (10) und die Gegenkörper (15, 154, 155, 157, 159) im Tastkopf
gehäuseboden (13) vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9109248U DE9109248U1 (de) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | Mehrkoordinaten-Tastkopf |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9109248U DE9109248U1 (de) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | Mehrkoordinaten-Tastkopf |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9109248U1 true DE9109248U1 (de) | 1991-10-10 |
Family
ID=6869694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9109248U Expired - Lifetime DE9109248U1 (de) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | Mehrkoordinaten-Tastkopf |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9109248U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10302312A1 (de) * | 2003-01-20 | 2004-08-05 | Daimlerchrysler Ag | Sensoranordnung |
-
1991
- 1991-07-26 DE DE9109248U patent/DE9109248U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10302312A1 (de) * | 2003-01-20 | 2004-08-05 | Daimlerchrysler Ag | Sensoranordnung |
DE10302312B4 (de) * | 2003-01-20 | 2005-03-10 | Daimler Chrysler Ag | Sensoranordnung und Roboteranordnung zur Positionierung de Meßsensoranordnung |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0524341B1 (de) | Mehrkoordinaten-Tastkopf | |
DE102007022326B4 (de) | Koordinatenmessgerät zum Bestimmen von Raumkoordinaten an einem Messobjekt sowie Dreh-Schwenk-Mechanismus für ein solches Koordinatenmessgerät | |
DE60113551T2 (de) | Lagerung eines messfühlers | |
EP0197243B1 (de) | Mehrkoordinaten-Tastkopf | |
DE19501178C2 (de) | Schwenkbarer Zwei-Koordinaten-Tastkopf mit horizontaler Hauptachse | |
EP0332575A2 (de) | Taster zur Messwertbildung beim Antasten eines Werkstückes | |
DE2835693A1 (de) | Drehbare werkstueckhalterung, insbesondere fuer messmaschinen | |
DE4100396C2 (de) | Tastmeßgerät | |
EP0269789B1 (de) | Mehrkoordinaten-Tastkopf | |
EP0280777B1 (de) | Mehrkoordinaten-Tastkopf | |
EP0317760B1 (de) | Rotierkopf zum Abtasten der Oberfläche zylindrischer Prüfteile | |
DE602004011794T2 (de) | Motorisierter und orientierbarer Messkopf | |
DE19913659A1 (de) | Positionserfassungsgerät | |
DE9109248U1 (de) | Mehrkoordinaten-Tastkopf | |
DE4028076A1 (de) | Messeinrichtung fuer rotationssymmetrische werkstuecke | |
DE2340744A1 (de) | Zentriergeraet | |
DE10319947B4 (de) | Einrichtung zur Messung der Umfangsgestalt rotationssymmetrischer Werkstücke | |
DE69721430T2 (de) | Übertragungsmechanismus für Messuhren | |
DE3545008C2 (de) | ||
DE2535249A1 (de) | Messkopf fuer eine messmaschine | |
EP0742422B1 (de) | Mehrkoordinaten-Tastkopf | |
DE3422161C2 (de) | ||
DE102019126976A1 (de) | Taster eines Kontur- und/oder Rauheitsmessgeräts | |
EP0761388A2 (de) | Schleifmaschine | |
DE3141655A1 (de) | Kupplungsvorrichtung zum spielfreien verbinden eines praezisionspotentiometers mit einem beweglichen maschinenteil |