RU2451265C2

RU2451265C2 - Coordinate measuring machine for determining spatial coordinates on measuring object, as well as turning-and-inclined mechanism for such coordinate measuring machine

Info

Publication number: RU2451265C2
Application number: RU2009145166/28A
Authority: RU
Inventors: Отто РУК (DE); Отто РУК; Петер МЮЛЛЕР (DE); Петер МЮЛЛЕР
Original assignee: Карл Цейсс Индустриелль Месстехник Гмбх
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2012-05-20
Also published as: BRPI0811437A2; WO2008135144A1; CN101688766B; RU2009145166A; DE102007022326B4; DE102007022326A1; CN101688766A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: machine includes measuring head with measuring sensor. Measuring head has the possibility of being moved relative to measuring object. Contact probe (28) to touch the measuring object is fixed on measuring head. Contact probe (28) is connected to measuring head (26) by means of passive turning-and-inclined mechanism (60) providing the possibility of changing the position of contact probe in space. That passive turning-and-inclined mechanism (60) includes transmission (86, 92) having inlet and outlet sides. From outlet side, the transmission is connected to contact probe (28) with possibility of changing the position of contact probe (28) relative to measuring head (26), and from inlet side, it has at least one access point (88) for application of external drive moment to change position of contact probe (28).

EFFECT: improving flexibility of machine, readiness and measurement accuracy on objects with various multiple measurement points.

15 cl, 8 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к координатно-измерительной машине (также называемой просто измерительной машиной) для определения пространственных координат на объекте измерения, содержащей измерительную головку (также называемую щуповой головкой) с измерительным датчиком, несущую конструкцию, выполненную для перемещения измерительной головки относительно объекта измерения, контактный щуп для прикосновения к объекту измерения и пассивный поворотно-наклонный механизм (также известный как поворотный механизм), посредством которого контактный щуп связан с измерительной головкой с возможностью изменения положения в пространстве.The present invention relates to a coordinate measuring machine (also referred to simply as a measuring machine) for determining spatial coordinates on a measuring object containing a measuring head (also called a stylus) with a measuring sensor, supporting structure designed to move the measuring head relative to the measuring object, a contact probe for touching the measuring object and a passive pan-tilt mechanism (also known as a rotary mechanism), through which o the contact probe is connected to the measuring head with the possibility of changing the position in space.

Кроме того, изобретение относится к пассивному поворотно-наклонному механизму для такой координатно-измерительной машины.In addition, the invention relates to a passive swivel mechanism for such a coordinate measuring machine.

Уровень техникиState of the art

Подобная координатно-измерительная машина и подобный поворотно-наклонный механизм известны, например, из публикации DE 19605776 А1. Известная координатно-измерительная машина имеет измерительную головку с контактным щупом, закрепленным на нижнем свободном конце вертикально расположенной пиноли. Пиноль установлена с возможностью перемещения в вертикальном направлении, в результате чего измерительная головка может перемещаться перпендикулярно рабочему столу, который служит для размещения (базирования) объекта измерения. Пиноль, в свою очередь, расположена на траверсе портала с возможностью перемещения по этой траверсе в первом горизонтальном направлении. Портал может перемещаться вместе с пинолью во втором горизонтальном направлении, так что измерительная головка имеет возможность перемещения в общей сложности по трем перпендикулярным друг другу координатным осям. Максимальные пути перемещения измерительной головки по трем координатным осям определяют измерительный объем, в пределах которого можно определять пространственные координаты на объекте измерения.Such a coordinate measuring machine and a similar pan-tilt mechanism are known, for example, from the publication DE 19605776 A1. The known coordinate measuring machine has a measuring head with a contact probe mounted on the lower free end of a vertically positioned quill. The support is installed with the possibility of movement in the vertical direction, as a result of which the measuring head can move perpendicular to the desktop, which serves to accommodate (base) the measurement object. The pinol, in turn, is located on the traverse of the portal with the ability to move along this traverse in the first horizontal direction. The portal can move together with the quill in the second horizontal direction, so that the measuring head has the ability to move a total of three coordinate axes perpendicular to each other. The maximum paths for moving the measuring head along the three coordinate axes determine the measuring volume, within which spatial coordinates can be determined on the measurement object.

Для проведения измерения объект измерения располагают на рабочем столе. Затем к выбранным точкам измерений на объекте измерения прикасаются свободным кончиком (наконечником) контактного щупа. Тогда по положению измерительной головки внутри измерительного объема, а также по отклонениям контактного щупа относительно измерительной головки можно определить пространственные координаты точки измерения, к которой прикоснулся щуп. Путем определения нескольких пространственных координат в различных точках измерений можно определять геометрические размеры объекта измерения и даже его контур. Типичной областью применения подобных координатно-измерительных машин является измерение изделий для контроля качества.To carry out the measurement, the measurement object is placed on the desktop. Then to the selected measurement points on the measurement object touch the free tip (tip) of the contact probe. Then, by the position of the measuring head inside the measuring volume, as well as by the deviations of the contact probe relative to the measuring head, it is possible to determine the spatial coordinates of the measuring point to which the probe has touched. By determining several spatial coordinates at various measurement points, it is possible to determine the geometric dimensions of the measurement object and even its contour. A typical field of application for such coordinate measuring machines is the measurement of products for quality control.

Часто находящиеся на объекте измерения точки измерений оказываются в труднодоступном для контактного щупа месте, например в случае, если требуется определить глубину отверстия, расположенного на объекте измерения сбоку. Для того чтобы добраться до таких "спрятанных" точек измерений, известно применение различных контактных щупов и/или комбинаций контактных щупов. Например, существуют конфигурации контактных щупов, в которых контактный щуп расположен поперек оси Z координатно-измерительной машины. Для решения разнообразных и сложных измерительных задач требуется часто менять контактные щупы и/или комбинации контактных щупов. Это является недостатком, поскольку на замену контактных щупов уходит время, и поэтому время, затрачиваемое на проведение измерения, удлиняется. Кроме того, имеющиеся в распоряжении комбинации контактных щупов имеют ограниченную гибкость. Если, например, требуется определить глубину высверленного отверстия, проходящего с наклоном к поверхности объекта измерения на 45°, потребуется подходящий для этого контактный щуп или подходящая комбинация контактных щупов.Often the measurement points located on the measurement object are inaccessible to the contact probe, for example, if it is necessary to determine the depth of the hole located on the measurement object on the side. In order to get to such “hidden” measurement points, it is known to use various contact probes and / or combinations of contact probes. For example, there are contact probe configurations in which the contact probe is located across the Z axis of the coordinate measuring machine. To solve a variety of complex measurement tasks, it is often necessary to change contact probes and / or combinations of contact probes. This is a disadvantage, since it takes time to replace the contact probes, and therefore the time taken to take the measurement is lengthened. In addition, the available touch probe combinations have limited flexibility. If, for example, it is required to determine the depth of a drilled hole extending at an angle of 45 ° to the surface of the measurement object, a suitable contact probe or a suitable combination of contact probes will be required.

В упомянутой выше публикации DE 19605776 А1 предлагается контактный щуп с пассивным поворотно-наклонным механизмом. Поворотно-наклонный механизм позволяет изменять пространственное положение контактного щупа относительно измерительной головки. Например, с помощью такого механизма контактный щуп можно наклонить относительно оси Z, например, на угол 30° или 40° и дополнительно повернуть вокруг оси Z. Поворотно-наклонный механизм, известный из DE 19605776 А1, не имеет привода для совершения таких движений поворота и наклона (отсюда название "пассивный поворотно-наклонный механизм"). Для изменения положения контактного щупа в измерительном объеме координатно-измерительной машины расположен упор в виде звездообразного тела. Контактный щуп с помощью приводов координатно-измерительной машины вводят в один из промежутков между зубцами звездообразного тела до тех пор, пока он там не будет там зажат. Затем измерительную головку координатно-измерительной машины перемещают внутри измерительного объема, в результате чего пространственное положение контактного щупа относительно измерительной головки изменяется. Внутри поворотно-наклонного механизма расположен подпружиненный фиксатор, создаваемое которым усилие фиксации пересиливается движениями измерительной головки при зажатом контактном щупе.The aforementioned publication DE 19605776 A1 proposes a contact probe with a passive pan-tilt mechanism. The swivel-tilt mechanism allows you to change the spatial position of the contact probe relative to the measuring head. For example, using such a mechanism, the contact probe can be tilted relative to the Z axis, for example, by an angle of 30 ° or 40 ° and further rotated around the Z axis. The tilt-and-tilt mechanism, known from DE 19605776 A1, does not have a drive to perform such rotation movements and tilt (hence the name "passive pan-tilt mechanism"). To change the position of the contact probe in the measuring volume of the coordinate measuring machine, an emphasis is placed in the form of a star-shaped body. The contact probe using the drives of the coordinate measuring machine is introduced into one of the spaces between the teeth of the star-shaped body until it is clamped there. Then the measuring head of the coordinate measuring machine is moved inside the measuring volume, as a result of which the spatial position of the contact probe relative to the measuring head changes. A spring-loaded lock is located inside the tilt-and-tilt mechanism, the locking force created by this force is overpowered by the movements of the measuring head when the contact probe is clamped.

Из публикации DE 2804398 А1 известна другая координатно-измерительная машина, в которой пространственное положение контактного щупа относительно измерительной головки может изменяться с помощью упора во время перемещения измерительной головки.From the publication DE 2804398 A1, another coordinate measuring machine is known in which the spatial position of the contact probe relative to the measuring head can be changed by means of a stop during the movement of the measuring head.

Однако подобные пассивные поворотно-наклонные механизмы не получили на практике широкого распространения. Большим недостатком этих механизмов является наличие упора, необходимого для изменения ориентации контактного щупа. Этот упор приходится устанавливать в пределах располагаемого измерительного объема, что в действительности значительно сокращает измерительный объем, имеющийся в наличии для объекта измерения. Тем же, что на практике нашло разнообразное применение, явились измерительные головки с активными поворотно-наклонными механизмами для изменения ориентации контактного щупа относительно измерительной головки. Активные поворотно-наклонные механизмы снабжены встроенными приводами, с помощью которых можно изменять ориентацию контактного щупа относительно измерительной головки. Примеры активных поворотно-наклонных механизмов раскрыты в публикациях ЕР 1126237 А2, US 5189806 или DE 3711644 А1. Однако у активных поворотно-наклонных механизмов имеется тот недостаток, что измерительный датчик, т.е. измерительный преобразователь, с помощью которого можно определять отклонения контактного щупа относительно измерительной головки, находится между контактным щупом и осями поворота и наклона (с точки зрения контактного щупа датчик расположен перед приводами). Вследствие этого расстояние между наконечником контактного щупа и соответствующей осью вращательного движения относительно велико. Как следствие, пути перемещения на объекте измерения должны быть относительно большими. Кроме того, в случае использования активных поворотно-наклонных механизмов максимальная общая масса контактных щупов или их комбинаций сравнительно мала, поскольку из-за недостатка места в измерительном датчике не устанавливаются тарировочные механизмы.However, such passive pan-tilt mechanisms are not widely used in practice. A big drawback of these mechanisms is the emphasis necessary to change the orientation of the contact probe. This emphasis has to be set within the available measuring volume, which in fact significantly reduces the measuring volume available for the measurement object. The same that in practice has found various applications, were measuring heads with active rotary-tilt mechanisms to change the orientation of the contact probe relative to the measuring head. Active pan-tilt mechanisms are equipped with built-in drives with which you can change the orientation of the contact probe relative to the measuring head. Examples of active pan-tilt mechanisms are disclosed in publications EP 1126237 A2, US 5189806 or DE 3711644 A1. However, active pan-tilt mechanisms have the disadvantage that a measuring sensor, i.e. a measuring transducer, with which you can determine the deviations of the contact probe relative to the measuring head, is located between the contact probe and the axis of rotation and tilt (from the point of view of the contact probe, the sensor is located in front of the actuators). As a result, the distance between the tip of the contact probe and the corresponding axis of rotational motion is relatively large. As a result, the travel paths on the measurement object must be relatively large. In addition, in the case of active pan-tilt mechanisms, the maximum total mass of the contact probes or their combinations is relatively small, because due to the lack of space in the measuring sensor calibration mechanisms are not installed.

В публикации DE 4424225 А1 раскрыта измерительная головка с центральным измерительным датчиком и генераторами измерительной силы, позволяющими создавать заданное предварительное отклонение контактного щупа по трем взаимно перпендикулярным координатным осям. Измерительные головки такого рода используются во многих координатно-измерительных машинах, однако без поворотно-наклонных механизмов для контактного щупа или используемой комбинации контактных щупов.The publication DE 4424225 A1 discloses a measuring head with a central measuring sensor and measuring force generators, which make it possible to create a predetermined preliminary deflection of the contact probe along three mutually perpendicular coordinate axes. Measuring heads of this kind are used in many coordinate measuring machines, however, without swivel mechanisms for the contact probe or the combination of contact probes used.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Исходя из рассмотренного уровня техники в основу настоящего изобретения была положена задача разработки координатно-измерительной машины указанного выше типа, которая обеспечивала бы очень высокую гибкость, быстроту и в то же время точность выполнения измерений на объектах измерений с множеством различных точек измерений. При этом максимальный располагаемый измерительный объем должен использоваться как можно эффективнее.Based on the considered prior art, the present invention was based on the task of developing a coordinate measuring machine of the above type, which would provide very high flexibility, speed, and at the same time, the accuracy of measurements at measurement objects with many different measurement points. In this case, the maximum available measuring volume should be used as efficiently as possible.

Одним объектом изобретения является координатно-измерительная машина указанного выше типа, в которой пассивный поворотно-наклонный механизм содержит передачу, имеющую входную и выходную стороны, причем с выходной стороны передача связана с контактным щупом с возможностью изменения положения контактного щупа относительно измерительной головки, а с входной стороны - имеет по меньшей мере одно место доступа для приложения внешнего вращающего момента для изменения положения контактного щупа. При этом предлагаемая в изобретении координатно-измерительная машина также содержит линейный упор, выполненный, в частности, в виде зубчатой рейки и имеющий продольное измерение, причем измерительная головка имеет возможность перемещения относительно линейного упора вдоль его продольного измерения.One object of the invention is a coordinate measuring machine of the type indicated above, in which the passive pan-tilt mechanism comprises a transmission having an input and an output side, and on the output side, the transmission is connected with a contact probe with the possibility of changing the position of the contact probe relative to the measuring head, and with the input side - has at least one access point for applying external torque to change the position of the contact probe. Moreover, the coordinate measuring machine according to the invention also comprises a linear stop made, in particular, in the form of a gear rack and having a longitudinal measurement, the measuring head being able to move relative to the linear stop along its longitudinal measurement.

Благодаря этому линейному упору изобретение позволяет очень простым и экономичным образом создавать внешний движущий момент, прикладываемый к поворотно-наклонному механизму, с помощью имеющихся у координатно-измерительной машины исполнительных приводов. Предпочтительно, чтобы линейный упор был расположен в центральной области координатно-измерительной машины.Thanks to this linear emphasis, the invention makes it possible in a very simple and economical way to create an external torque applied to the rotary-tilt mechanism using the actuators available for the coordinate measuring machine. Preferably, the linear stop is located in the central region of the coordinate measuring machine.

Еще одним объектом изобретения является поворотно-наклонный механизм, содержащий средство сопряжения для разъемного присоединения к измерительной головке, опору для установки контактного щупа и передачу, имеющую входную и выходную стороны, причем с выходной стороны передача связана с опорой с возможностью изменения положения контактного щупа относительно измерительной головки, а с входной стороны - имеет по меньшей мере одно место доступа для приложения внешнего движущего момента для изменения положения контактного щупа.Another object of the invention is a rotary-tilting mechanism comprising coupling means for detachable connection to the measuring head, a support for installing a contact probe and a transmission having input and output sides, the transmission being connected to the support on the output side with the possibility of changing the position of the contact probe relative to the measuring head, and from the input side - has at least one access point for applying external torque to change the position of the contact probe.

Предлагаемая в изобретении координатно-измерительная машина сочетает в себе преимущества измерительной головки с центральным измерительным датчиком с преимуществами, которые дает контактный щуп, поворачиваемый относительно измерительной головки. В противоположность известным ранее предложениям предлагаемая в изобретении координатно-измерительная машина не нуждается в упоре, на который контактный щуп опирается или в котором он зажимается для изменения положения контактного щупа, т.е. его перестановки, относительно измерительной головки. В отличие от известных решений пассивный поворотно-наклонный механизм имеет передачу с внешним местом доступа, позволяющим прикладывать непосредственно к самому поворотно-наклонному механизму крутящий, или движущий, момент. Этот движущий момент можно создавать, например, электрическим приводом, который, однако, в отличие от активных поворотно-наклонных механизмов расположен за пределами механизма, предпочтительно как можно ближе к центру координатно-измерительной машины. Например, вал внешнего электрического привода может входить в соответствующее гнездо поворотно-наклонного механизма, находясь в зацеплении с этим гнездом, для приложения к входной стороне передачи движущего момента для изменения положения контактного щупа.The coordinate measuring machine of the invention combines the advantages of a measuring head with a central measuring sensor with the advantages of a contact probe rotated relative to the measuring head. In contrast to previously known proposals, the coordinate measuring machine according to the invention does not need a stop on which the contact probe rests or in which it is clamped to change the position of the contact probe, i.e. its rearrangement, relative to the measuring head. In contrast to the known solutions, the passive pan-tilt mechanism has a transmission with an external access point, which makes it possible to apply a torque, or driving torque, directly to the pan-tilt mechanism itself. This driving moment can be created, for example, by an electric drive, which, however, in contrast to the active rotary-tilt mechanisms, is located outside the mechanism, preferably as close to the center of the coordinate measuring machine as possible. For example, the shaft of an external electric drive can enter the corresponding socket of the pan-tilt mechanism, being engaged with this socket, to apply to the input side of the transmission of torque to change the position of the contact probe.

В предпочтительном же варианте выполнения координатно-измерительной машины, который подробнее рассматривается ниже при описании осуществления изобретения, координатно-измерительная машина использует уже имеющиеся исполнительные приводы координатно-измерительной машины, т.е. в предпочтительном варианте дополнительных приводов не требуется.In a preferred embodiment of the coordinate measuring machine, which is discussed in more detail below when describing the implementation of the invention, the coordinate measuring machine uses the already existing actuators of the coordinate measuring machine, i.e. in a preferred embodiment, additional drives are not required.

Предлагаемая в изобретении координатно-измерительная машина независимо от ее практической реализации имеет то преимущество, что измерительный объем практически без ограничений доступен для расположения в нем объекта измерения. Кроме того, внешний движущий момент может прикладываться к поворотно-наклонному механизму в центральном положении измерительной головки внутри измерительного объема, благодаря чему для изменения пространственной ориентации контактного щупа требуются лишь небольшие пути перемещений. Центральный измерительный датчик, расположенный, если смотреть от контактного щупа, после осей поворота и наклона, может быть выполнен гораздо более сложным, чем в активных поворотно-наклонных шарнирах, поскольку имеющееся в распоряжении конструктивное пространство оказывает весьма небольшое влияние на удобство доступа к объекту измерения. Существенным преимуществом является возможность использования измерительной головки с одним или несколькими генераторами измерительной силы, которые позволяют, с одной стороны, создавать предварительное отклонение контактного щупа, а с другой стороны, обеспечивают тарирование. Благодаря центральному измерительному датчику можно сравнительно просто интегрировать и другие тарировочные механизмы или использовать их далее.The coordinate measuring machine proposed in the invention, regardless of its practical implementation, has the advantage that the measuring volume is practically unlimited for the location of the measurement object in it. In addition, an external driving torque can be applied to the rotary-tilt mechanism in the central position of the measuring head inside the measuring volume, so that only small travel paths are required to change the spatial orientation of the contact probe. The central measuring sensor, located when viewed from the contact probe, after the rotation and tilt axes, can be made much more complicated than in active swivel-tilt joints, since the available structural space has very little effect on the ease of access to the measurement object. A significant advantage is the possibility of using a measuring head with one or more generators of measuring force, which allow, on the one hand, to create a preliminary deviation of the contact probe, and on the other hand, provide calibration. Thanks to the central measuring sensor, it is relatively easy to integrate other calibration mechanisms or use them further.

С другой стороны, предлагаемая в изобретении координатно-измерительная машина дает все преимущества, которые следует из возможности управляемого изменения положения контактного щупа относительно измерительной головки. В частности, сложные объекты измерения с различными точками измерений можно измерять меньшим количеством контактных щупов и/или комбинаций контактных щупов. Поскольку можно сократить число замен контактных щупов, которые приходилось делать ранее, предлагаемая в изобретении координатно-измерительная машина позволяет очень быстро решать сложные измерительные задачи. Кроме того, центральный измерительный датчик позволяет выполнять очень точные измерения.On the other hand, the coordinate measuring machine proposed in the invention provides all the advantages that result from the possibility of a controlled change in the position of the contact probe relative to the measuring head. In particular, complex measuring objects with different measuring points can be measured with fewer contact probes and / or contact probe combinations. Since it is possible to reduce the number of replacements of contact probes that had to be done earlier, the coordinate measuring machine proposed in the invention allows solving very complex measuring problems very quickly. In addition, the central measuring sensor enables very accurate measurements.

Таким образом, указанная выше задача полностью решена.Thus, the above problem is completely solved.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения поворотно-наклонный механизм содержит по меньшей мере один блокировочный механизм, имеющий разомкнутое состояние и замкнутое состояние, причем в разомкнутом состоянии блокировочный механизм освобождает контактный щуп, давая возможность изменить положение контактного щупа посредством передачи, а в замкнутом состоянии блокировочный механизм блокирует контактный щуп, препятствуя его повороту.In a preferred embodiment, the pivoting mechanism comprises at least one locking mechanism having an open state and a closed state, wherein in the open state the locking mechanism releases the touch probe, making it possible to change the position of the contact probe through transmission, and in the closed state, the locking mechanism locks contact probe, preventing it from turning.

В другом варианте контактный щуп может также удерживаться в своем положении, например, трением, преодолеваемым с помощью прикладываемого извне движущего крутящего момента. Использование блокировочного механизма, имеющего разомкнутое состояние и замкнутое состояние, обеспечивает по сравнению с фрикционным замыканием бóльшую силу фиксации, действующую на контактный щуп в замкнутом состоянии. Такая бóльшая сила фиксации обеспечивает более высокую точность измерения и препятствует непреднамеренному изменению положения контактного щупа, например, при касании объекта измерения.In another embodiment, the contact probe may also be held in position, for example, by friction, overcome by externally applied torque. The use of a locking mechanism having an open state and a closed state provides, in comparison with the frictional closure, a greater fixing force acting on the contact probe in the closed state. Such a higher clamping force provides higher measurement accuracy and prevents inadvertent changes in the position of the contact probe, for example, when touching the measurement object.

В еще одном варианте осуществления изобретения поворотно-наклонный механизм имеет по меньшей мере первую и вторую оси вращения, причем первая ось вращения проходит в плоскости, параллельной контактному щупу, а вторая ось вращения проходит поперек контактного щупа. Предпочтительно, чтобы первая и вторая оси вращения были ортогональны друг другу.In yet another embodiment, the pivoting mechanism has at least a first and a second axis of rotation, the first axis of rotation extending in a plane parallel to the contact probe and the second axis of rotation extending across the contact probe. Preferably, the first and second axis of rotation are orthogonal to each other.

В этом варианте осуществления изобретения поворотно-наклонный механизм позволяет гибко устанавливать контактный щуп во множестве положений, находящихся в пределах некоторого шарового сегмента. В другом варианте настоящее изобретение также может быть реализовано в механизме, имеющем лишь одну ось, относительно которой возможно движение контактного щупа, причем для упрощения понятие "поворотно-наклонный механизм" употребляется при раскрытии настоящего изобретения и для таких упрощенных механизмов. Большая гибкость, обеспечиваемая наличием двух осей вращения, позволяет осуществлять измерения с большей быстротой и вариативностью.In this embodiment, the tilt-and-tilt mechanism allows flexible installation of the touch probe in a variety of positions within a certain spherical segment. In another embodiment, the present invention can also be implemented in a mechanism having only one axis, relative to which the touch probe can move, and to simplify the concept of "rotary-tilt mechanism" is used when disclosing the present invention and for such simplified mechanisms. The greater flexibility provided by the presence of two axes of rotation allows measurements to be made with greater speed and variability.

В еще одном варианте осуществления изобретения блокировочный механизм содержит первое стопорное устройство и второе стопорное устройство, причем первое стопорное устройство блокирует контактный щуп относительно первой оси вращения, а второе стопорное устройство блокирует контактный щуп относительно второй оси вращения. В этом варианте осуществления изобретения контактный щуп можно целенаправленно освобождать для поворота относительно первой или второй оси вращения. В частности, этот вариант осуществления изобретения позволяет изменять положение контактного щупа относительно одной из осей вращения, в то время как относительно второй оси вращения контактный щуп застопорен, так что относительно этой второй оси вращения контактный щуп стабильно удерживается в неподвижном состоянии. Этот вариант осуществления изобретения дает возможность очень точного изменения положения (перестановки) контактного щупа и, как следствие, обеспечивает очень высокую точность измерений.In yet another embodiment, the locking mechanism comprises a first locking device and a second locking device, wherein the first locking device blocks the contact probe relative to the first axis of rotation, and the second locking device blocks the contact probe relative to the second axis of rotation. In this embodiment, the contact probe can be purposefully released to rotate about a first or second axis of rotation. In particular, this embodiment of the invention makes it possible to change the position of the contact probe relative to one of the rotation axes, while the contact probe is locked relative to the second axis of rotation, so that the contact probe is stably held stationary relative to this second axis of rotation. This embodiment of the invention makes it possible to very accurately change the position (rearrangement) of the contact probe and, as a result, provides very high measurement accuracy.

В еще одном варианте осуществления изобретения передача выполнена с возможностью изменения положения контактного щупа относительно первой или второй осей вращения.In yet another embodiment of the invention, the transmission is configured to reposition the touch probe relative to the first or second axis of rotation.

В этом варианте осуществления изобретения по меньшей мере отдельные детали передачи используются для перестановки как относительно первой оси вращения, так и относительно второй оси вращения. Таким образом, речь идет о передаче, которая при необходимости имеет несколько альтернативных выходных сторон. В другом варианте каждая ось вращения может быть связана с собственной, отдельной передачей. Предпочтительный же вариант осуществления изобретения по сравнению с этим обеспечивает уменьшение веса, что является выгодным в отношении длин и конфигураций используемых контактных щупов. Особенно выгоден этот вариант осуществления изобретения в комбинации с первым и вторым стопорными устройствами, блокирующими поворотно-наклонный механизм относительно первой и второй осей вращения и расцепляемыми по отдельности. Эта комбинация делает конструкцию предлагаемого в изобретении поворотно-наклонного механизма очень простой и легкой. Благодаря применению отдельных стопорных устройств передача может быть реализована с меньшим числом деталей.In this embodiment of the invention, at least the individual transmission parts are used to rearrange both the first axis of rotation and the second axis of rotation. Thus, we are talking about the transfer, which, if necessary, has several alternative output sides. In another embodiment, each axis of rotation may be associated with its own, separate gear. The preferred embodiment of the invention, in comparison, provides weight reduction, which is advantageous with respect to the lengths and configurations of the contact probes used. This embodiment of the invention is particularly advantageous in combination with the first and second locking devices blocking the pivoting mechanism relative to the first and second rotation axes and disengaged separately. This combination makes the design of the pan / tilt mechanism of the invention very simple and easy. Thanks to the use of individual locking devices, the transmission can be realized with fewer parts.

В еще одном варианте осуществления изобретения поворотно-наклонный механизм содержит по меньшей мере одно управляющее устройство, выполненное с возможностью перевода по меньшей мере одного блокировочного механизма из замкнутого состояния в разомкнутое состояние.In yet another embodiment, the tilt-and-tilt mechanism comprises at least one control device configured to translate at least one locking mechanism from a closed state to an open state.

В этом варианте осуществления изобретения контактный щуп можно целенаправленно разблокировать с помощью управляющего устройства, чтобы установить новое положение контактного щупа. Управляющее устройство предпочтительно интегрировать в поворотно-наклонный механизм, что позволяет обойтись без модификации измерительной головки.In this embodiment of the invention, the contact probe can be deliberately unlocked with a control device to establish a new position of the contact probe. It is preferable to integrate the control device into a pan-tilt mechanism, which avoids modification of the measuring head.

В еще одном варианте осуществления изобретения поворотно-наклонный механизм имеет дополнительное место доступа, предназначенное для воздействия на управляющее устройство.In yet another embodiment of the invention, the pan-tilt mechanism has an additional access point intended to act on the control device.

Этот вариант осуществления изобретения позволяет простым образом дооборудовать уже существующие координатно-измерительные машины новым поворотно-наклонным механизмом.This embodiment of the invention makes it possible in a simple manner to retrofit already existing coordinate measuring machines with a new rotary-inclined mechanism.

В еще одном варианте осуществления изобретения поворотно-наклонный механизм содержит приводное колесо, прежде всего зубчатое колесо с наружным зубчатым венцом, которое образует дополнительное место доступа.In yet another embodiment of the invention, the pivoting mechanism comprises a drive wheel, in particular a gear wheel with an external gear ring, which forms an additional access point.

Как поясняется ниже при рассмотрении предпочтительного варианта осуществления изобретения, приводное колесо, например зубчатое колесо с наружным зубчатым венцом, позволяет простым и экономичным образом создавать и прикладывать движущий момент с помощью исполнительных приводов, уже имеющихся у координатно-измерительной машины. В принципе, вместо зубчатого колеса можно также использовать фрикционную передачу.As explained below when considering a preferred embodiment of the invention, a drive wheel, for example a gear wheel with an external gear ring, allows a simple and economical way to create and apply a torque using actuating drives already available with the coordinate measuring machine. In principle, a friction gear can also be used instead of a gear.

В еще одном варианте осуществления изобретения управляющее устройство имеет по меньшей мере три состояния, причем в его первом состоянии блокировочный механизм блокирует контактный щуп относительно всех осей вращения, а во втором и третьем состояниях блокировочный механизм освобождает контактный щуп для поворота относительно соответствующей оси вращения.In yet another embodiment of the invention, the control device has at least three states, wherein in its first state, the locking mechanism blocks the touch probe with respect to all rotation axes, and in the second and third states the locking mechanism releases the contact probe for rotation about the corresponding rotation axis.

Этот вариант осуществления изобретения обеспечивает особенно легкую и компактную реализацию предлагаемого в изобретении поворотно-наклонного механизма, использующую все преимущества вышеупомянутых вариантов осуществления изобретения.This embodiment provides a particularly lightweight and compact implementation of the pan-tilt mechanism according to the invention, utilizing all the advantages of the aforementioned embodiments.

В еще одном варианте осуществления изобретения передача содержит второе приводное колесо, прежде всего второе зубчатое колесо с наружным зубчатым венцом, которое образует место доступа для приложения внешнего движущего момента.In yet another embodiment of the invention, the transmission comprises a second drive wheel, in particular a second gear with an external gear ring, which forms an access point for applying external torque.

Как отмечено выше, зубчатое колесо с наружным зубчатым венцом представляет собой очень простое, легкое и экономичное средство, позволяющее создавать внешний движущий момент с помощью исполнительных приводов, уже имеющихся у координатно-измерительной машины. В принципе, для этого можно использовать и фрикционную передачу. Оба этих варианта очень просты и экономичны в осуществлении.As noted above, a gear wheel with an external gear rim is a very simple, lightweight and economical tool that allows you to create an external torque using actuators already available on the coordinate measuring machine. In principle, a friction gear can also be used for this. Both of these options are very simple and economical to implement.

В еще одном варианте осуществления изобретения поворотно-наклонный механизм содержит по меньшей мере один эксцентрик, соединенный со вторым приводным колесом с фиксацией от проворачивания. В другом варианте осуществления изобретения еще один эксцентрик расположен на корпусе, установленном с возможностью поворота вокруг первой оси вращения вместе с контактным щупом.In yet another embodiment, the pivoting mechanism comprises at least one eccentric coupled to a second drive wheel and secured against rotation. In another embodiment, another eccentric is located on a housing rotatably mounted about a first axis of rotation together with a contact probe.

Такие эксцентрики позволяют очень просто и точно устанавливать соответствующее положение контактного щупа относительно измерительной головки. Для этого в предпочтительном варианте можно использовать измерительный датчик, при этом измерительная головка касается эксцентриком известной точки измерения (опорная точка измерения). Использование эксцентриков позволяет простым образом определять соответствующее положение контактного щупа относительно каждой из осей вращения.Such eccentrics make it possible to very simply and accurately set the corresponding position of the contact probe relative to the measuring head. For this, in the preferred embodiment, a measuring sensor can be used, with the measuring head touching the eccentric of a known measuring point (reference measuring point). The use of eccentrics makes it easy to determine the corresponding position of the contact probe relative to each of the axes of rotation.

В еще одном варианте осуществления изобретения несущая конструкция имеет траверсу, на которой расположена зубчатая рейка, причем измерительная головка имеет возможность перемещения относительно траверсы.In yet another embodiment, the supporting structure has a crosshead on which a gear rack is located, the measuring head being able to move relative to the crosshead.

В координатно-измерительной машине портальной или мостовой компоновки линейный упор предпочтительно располагать на траверсе портала, или мостике, что позволяет изменять положения контактного щупа перемещениями на особенно малые расстояния. Кроме того, измерительный объем такой координатно-измерительной машины полностью свободен для установки объекта измерения.In a coordinate measuring machine of a portal or bridge arrangement, the linear emphasis is preferably placed on the portal traverse, or bridge, which allows you to change the position of the contact probe by movements over particularly small distances. In addition, the measuring volume of such a coordinate measuring machine is completely free to install the measurement object.

В еще одном варианте осуществления изобретения измерительная головка содержит по меньшей мере один генератор измерительной силы, способный создавать предварительное отклонение контактного щупа.In yet another embodiment of the invention, the measuring head comprises at least one measuring force generator capable of creating a preliminary deflection of the contact probe.

Этот вариант осуществления изобретения выгоден, поскольку он позволяет использовать фактор измерительной силы для соединения поворотно-наклонного механизма с источником, создающим внешний движущий момент, например описанной выше зубчатой рейкой и/или внешним электрическим приводом.This embodiment of the invention is advantageous because it allows the use of a measuring force factor to connect the tilt-and-tilt mechanism to a source generating an external driving moment, for example the gear rack and / or external electric drive described above.

В еще одном варианте осуществления изобретения поворотно-наклонный механизм установлен на измерительной головке съемным образом.In yet another embodiment of the invention, the swivel mechanism is mounted on the measuring head in a removable manner.

Этот вариант осуществления изобретения позволяет использовать поворотно-наклонный механизм на измерительной головке в качестве замены обычным контактным щупам или комбинациям контактных щупов. Кроме того, в этом варианте осуществления изобретения возможно простое и экономичное дооснащение существующих координатно-измерительных машин.This embodiment of the invention allows the use of a swivel mechanism on the measuring head as a replacement for conventional contact probes or combinations of contact probes. In addition, in this embodiment, a simple and cost-effective retrofitting of existing coordinate measuring machines is possible.

Разумеется, что рассмотренные выше и рассматриваемые ниже признаки могут использоваться в рамках осуществления изобретения не только в конкретных описанных комбинациях, но и в других комбинациях либо по отдельности.Of course, that the features discussed above and discussed below can be used in the framework of the invention not only in the specific combinations described, but also in other combinations or individually.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Ниже приведено описание вариантов осуществления изобретения со ссылкой на чертежи, на которых показано:The following is a description of embodiments of the invention with reference to the drawings, which show:

на фиг.1 - координатно-измерительная машина в одном варианте осуществления настоящего изобретения,figure 1 - coordinate measuring machine in one embodiment of the present invention,

на фиг.2 - упрощенное изображение измерительной головки с датчиком и генератором измерительной силы,figure 2 is a simplified image of the measuring head with a sensor and a generator of measuring force,

на фиг.3 - предпочтительный вариант выполнения поворотно-наклонного механизма для показанной на фиг.1 координатно-измерительной машины, в разрезе вертикальной плоскостью,figure 3 is a preferred embodiment of the swivel mechanism for shown in figure 1 coordinate measuring machine, in the context of a vertical plane,

на фиг.4-8 - поворотно-наклонный механизм, показанный на фиг.3, в различных рабочих состояниях.figure 4-8 is a rotary-inclined mechanism shown in figure 3, in various operating states.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 в качестве примера представлен вариант выполнения предлагаемой в изобретении новой координатно-измерительной машины, которая в целом обозначена номером 10. Координатно-измерительная машина 10 в этой компоновке имеет основание 12, на котором с возможностью перемещения в продольном направлении установлен портал 14. Направление движения портала 14 относительно основания 12 обычно обозначают как ось Y. На расположенной вверху траверсе портала 14 расположена каретка 16, установленная с возможностью перемещения в поперечном направлении. Поперечное направление обычно обозначают как ось X. На каретке 16 закреплена пиноль 18, имеющая возможность перемещения в направлении оси Z, т.е. перпендикулярно основанию 12. Номерами 20, 22, 24 обозначены измерительные устройства, с помощью которых можно определять положение портала 14, каретки 16 и пиноли 18. Как правило, в качестве измерительных устройств 20, 22, 24 используют стеклянные масштабные линейки, риски которых считываются с помощью пригодных для этого датчиков.Figure 1 shows, by way of example, an embodiment of the new coordinate measuring machine according to the invention, which is generally indicated by the number 10. The coordinate measuring machine 10 in this arrangement has a base 12 on which a portal 14 is mounted with the possibility of moving in the longitudinal direction. The direction of movement of the portal 14 relative to the base 12 is usually referred to as the Y axis. On the upper traverse of the portal 14 there is a carriage 16 that is mounted to move in the transverse direction. The transverse direction is usually referred to as the X axis. A support 18 is fixed to the carriage 16, which can move in the direction of the Z axis, i.e. perpendicular to the base 12. The numbers 20, 22, 24 indicate measuring devices with which you can determine the position of the portal 14, carriage 16 and pins 18. As a rule, glass scale rulers are used as measuring devices 20, 22, 24, the risks of which are read from using suitable sensors for this.

На нижнем свободном конце пиноли 18 расположена измерительная головка 26 с контактным щупом 28. Контактный щуп 28 на своем нижнем свободном конце имеет шарик 29, который служит для прикосновения к объекту 30 измерения в точке измерения. С помощью измерительных устройств 20, 22, 24 можно определять положение измерительной головки 26 в пределах измерительного объема при касании щупом точки измерения. Тогда в зависимости от положения измерительной головки можно определять пространственные координаты точки измерения, которой касается щуп.A measuring head 26 is located on the lower free end of the pinole 18 with a contact probe 28. The contact probe 28 has a ball 29 at its lower free end, which serves to touch the measurement object 30 at the measurement point. Using the measuring devices 20, 22, 24, it is possible to determine the position of the measuring head 26 within the measuring volume when the probe touches the measuring point. Then, depending on the position of the measuring head, it is possible to determine the spatial coordinates of the measuring point to which the probe touches.

Номером 32 обозначен блок управления и обработки данных. Блок 32 управления и обработки данных служит, с одной стороны, для управления механическими приводами, обеспечивающими движения измерительной головки 26 по трем координатным осям X, Y и Z. Кроме того, блок 32 управления и обработки данных считывает показания измерительных устройств 20, 22, 24 и в зависимости от них, а также в зависимости от отклонений контактного щупа 28 определяет фактические пространственные координаты точки измерения, а при необходимости и другие геометрические характеристики объекта 30 измерения. Номером 34 обозначен пульт управления, который может быть дополнительно предусмотрен для управления перемещением измерительной головки 26 в режиме ручного управления.Number 32 designates the control unit and data processing. The control and data processing unit 32 serves, on the one hand, to control mechanical actuators providing the movement of the measuring head 26 along the three coordinate axes X, Y and Z. In addition, the data control and processing unit 32 reads the readings of the measuring devices 20, 22, 24 and depending on them, as well as depending on the deviations of the touch probe 28 determines the actual spatial coordinates of the measurement point, and, if necessary, other geometric characteristics of the measurement object 30. The number 34 indicates the control panel, which can be additionally provided for controlling the movement of the measuring head 26 in the manual control mode.

В одном варианте осуществления изобретения на траверсе портала 14 закреплена зубчатая рейка 36. Зубчатая рейка 36 расположена таким образом, чтобы с помощью пиноли 18 измерительную головку 26 можно было переместить в зону зубчатой рейки 36, как это подробнее поясняется ниже при рассмотрении фиг.3-8. Вместо зубчатой рейки здесь можно расположить, например, поверхность трения, которая может обкатываться фрикционным колесом. Кроме того, в других вариантах осуществления изобретения здесь может быть установлен электрический привод, предназначенный для того, чтобы создавать внешний движущий момент для изменения положения контактного щупа 28. Кроме того, зубчатая рейка 36 или электрический привод (на чертеже не показан) также может быть расположена в другом месте в пределах измерительного объема координатно-измерительной машины 10, например на одной из колонн портала и/или на магазине контактных щупов, который для упрощения на чертеже не показан.In one embodiment of the invention, a gear rack 36 is fixed to the crosshead of the portal 14. The gear rack 36 is positioned so that with the aid of a pin 18, the measuring head 26 can be moved to the area of the gear rack 36, as is explained in more detail below with reference to FIGS. 3-8 . Instead of a gear rack, it is possible to arrange here, for example, a friction surface that can be run in by a friction wheel. In addition, in other embodiments of the invention, an electric drive may be provided here to provide an external driving torque for changing the position of the contact probe 28. In addition, a gear rack 36 or an electric drive (not shown) may also be located in another place within the measuring volume of the coordinate measuring machine 10, for example, on one of the columns of the portal and / or on the store contact probes, which is not shown in the drawing for simplicity.

На фиг.2 в упрощенном, схематичном представлении иллюстрируется принцип работы измерительной головки 26. Измерительная головка 26 имеет неподвижную часть 38 и подвижную часть 40, соединенные друг с другом двумя пластинчатыми пружинами 42, 44. Пластинчатые пружины 42, 44 образуют пружинный параллелограмм, позволяющий подвижной части 40 перемещаться в направлении стрелки 46 (и обратно). Таким образом, контактный щуп 28 может отклоняться из своего нейтрального положения на расстояние D. Номером 28' схематически обозначен контактный щуп 28 в отклоненном положении.Figure 2 in a simplified, schematic representation illustrates the principle of operation of the measuring head 26. The measuring head 26 has a fixed part 38 and a movable part 40 connected to each other by two leaf springs 42, 44. The leaf springs 42, 44 form a spring parallelogram, allowing movable parts 40 move in the direction of arrow 46 (and vice versa). Thus, the contact probe 28 can deviate from its neutral position by a distance D. The contact probe 28 in the deflected position is schematically indicated by 28 '.

Отклонение контактного щупа 28 относительно неподвижной части 38 может быть следствием прикосновения щупа к объекту 30 измерения в точке измерения. Отклонение контактного щупа предпочтительно учитывается при определении пространственных координат. Кроме того, в предпочтительных вариантах осуществления изобретения отклонение контактного щупа может создаваться с помощью генератора измерительной силы, как это подробнее поясняется ниже.The deviation of the touch probe 28 relative to the fixed portion 38 may be due to the touch of the probe to the measurement object 30 at the measurement point. The deflection of the contact probe is preferably taken into account when determining the spatial coordinates. In addition, in preferred embodiments of the invention, the deflection of the contact probe can be generated using a measuring force generator, as is explained in more detail below.

На неподвижной части 38 и подвижной части 40 расположено по одному упору 48, 50. Упоры 48, 50 выступают параллельно пластинчатым пружинам 42, 44 и параллельно друг другу. Между упорами 48, 50 расположены датчик 52 (в данном случае представлен измерительной шкалой 54) и генератор 56 измерительной силы. Датчик 52 может представлять собой подвижную катушку (также известную как звуковая катушка), измерительный преобразователь Холла, пьезорезистивный датчик или какой-либо иной датчик, с помощью которого можно определить пространственное отклонение контактного щупа 28 относительно неподвижной части 38. Генератор 56 измерительной силы может быть, например, подвижной катушкой (катушкой линейного электропривода), с помощью которой оба упора 48, 50 можно притягивать друг к другу или отжимать друг от друга.On the fixed part 38 and the movable part 40, one stop 48, 50 is located. The stops 48, 50 protrude parallel to the leaf springs 42, 44 and parallel to each other. Between the stops 48, 50 are a sensor 52 (in this case, represented by a measuring scale 54) and a measuring force generator 56. The sensor 52 may be a movable coil (also known as a voice coil), a Hall transducer, a piezoresistive sensor, or some other sensor that can be used to determine the spatial deviation of the contact probe 28 relative to the fixed part 38. The measuring force generator 56 may be for example, a movable coil (coil of a linear electric drive), with which both stops 48, 50 can be attracted to each other or squeezed from each other.

Измерительная головка 26, показанная на фиг.2 упрощенно, обеспечивает возможность отклонения контактного щупа только в направлении стрелки 46.The measuring head 26, shown in figure 2 simplified, provides the possibility of deflection of the contact probe only in the direction of arrow 46.

Однако специалистам известно, что подобная измерительная головка, как правило, допускает соответствующее отклонение в направлении двух других ортогональных осей пространственной системы координат. Вариант выполнения подобной измерительной головки описан в упомянутой выше публикации DE 4424225 А1, содержание которой включено в описание путем ссылки. Однако возможности осуществления изобретения не ограничиваются этим особым исполнением измерительной головки и допускают применение других измеряющих или переключающих измерительных головок.However, those skilled in the art know that such a measuring head, as a rule, allows a corresponding deviation in the direction of two other orthogonal axes of the spatial coordinate system. An embodiment of such a measuring head is described in the aforementioned publication DE 4424225 A1, the contents of which are incorporated herein by reference. However, the possibilities of carrying out the invention are not limited to this particular embodiment of the measuring head and allow the use of other measuring or switching measuring heads.

Специалистам известно, что измерительная головка, изображенная на фиг.2 в сильно упрощенной форме, как правило, имеет опору, на которой контактный щуп 28 крепится с возможностью его замены.Specialists know that the measuring head shown in figure 2 in a very simplified form, as a rule, has a support on which the contact probe 28 is mounted with the possibility of replacement.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения вместо контактного щупа 28 в опору измерительной головки 26, предназначенную для контактных щупов, вставляется поворотно-наклонный механизм с контактным щупом 28, что позволяет закреплять на измерительной головке 26 на выбор поворотно-наклонный механизм или обычный контактный щуп. Предпочтительный вариант выполнения поворотно-наклонного механизма рассмотрен ниже подробнее со ссылкой на фиг.3-8.In a preferred embodiment of the invention, instead of the contact probe 28, a swivel mechanism with a contact probe 28 is inserted into the support of the probe 26 for contact probes, which allows the swivel mechanism or a conventional contact probe to be mounted on the pickup head 26. A preferred embodiment of the pivoting mechanism is discussed in more detail below with reference to FIGS. 3-8.

Предпочтительный поворотно-наклонный механизм в целом обозначен на фиг.3-8 номером 60. Поворотно-наклонный механизм 60 имеет на своем верхнем конце диск 62, пригнанный к имеющейся у измерительной головки 26 опоре для контактных щупов. В этом случае речь идет об обычном стыковочном диске, традиционно используемом в сменных контактных щупах. Стыковочный диск 62 закреплен на основе 64. Основа 64 представляет собой неподвижное звено поворотно-наклонного механизма 60. На ее нижнем свободном конце установлено первое зубчатое колесо 66 с радиальным наружным зубчатым венцом 67 (т.е. цилиндрическое зубчатое колесо). Зубчатое колесо 66 установлено на основе 64 с возможностью поворота относительно вертикальной оси 68 поворотно-наклонного механизма 60.The preferred pan-tilt mechanism is generally designated 60 in FIGS. 3-8. The pan-tilt mechanism 60 has a disk 62 at its upper end that is fitted to the support for the touch probes of the measuring head 26. In this case, we are talking about a conventional docking disk, traditionally used in interchangeable contact probes. A docking disc 62 is mounted on a base 64. The base 64 is a fixed link of the tilt-and-tilt mechanism 60. A first gear 66 with a radial outer gear ring 67 (i.e., a cylindrical gear wheel) is mounted on its lower free end. The gear wheel 66 is mounted on the basis of 64 with the possibility of rotation relative to the vertical axis 68 of the rotary-inclined mechanism 60.

Основа 64 в рассматриваемом варианте имеет выполненную внутри нее полость, на дне которой закреплена штанга 70, проходящая вертикально вниз. Штанга 70 на своем нижнем свободном конце имеет тарелку 72, на которую опирается винтовая пружина 74.The base 64 in the considered embodiment has a cavity made inside it, at the bottom of which a rod 70 is fixed, extending vertically downward. The rod 70 at its lower free end has a plate 72, on which a coil spring 74 is supported.

Концентрично со штангой 70 установлена трубка 76, способная вертикально перемещаться по штанге 70 (см. фиг.4). Трубка 76 имеет на своем нижнем конце конусный элемент 78, а на своем верхнем конце - двухконусный элемент 80, неподвижно соединенные с трубкой 76.Concentric with the rod 70, a tube 76 is installed, capable of vertically moving along the rod 70 (see figure 4). Tube 76 has a conical element 78 at its lower end, and a biconical element 80 fixedly connected to the tube 76 at its upper end.

Номером 82 обозначен осевой корпус, расположенный концентрично с трубкой 76. Осевой корпус 82 прижимается пружиной 74 к нижнему концу основы 64. Между обращенными друг к другу торцевыми поверхностями основы 64 и осевого корпуса 82 расположен узел 84 шарикового зацепления. Узел 84 шарикового зацепления образует первое стопорное устройство, посредством которого осевой корпус 82 опирается на основу 64 с фиксацией от проворачивания. Узел 84 шарикового зацепления включает в себя первую и вторую цепочки шариков, причем первая цепочка шариков расположена в кольцевом пазу на нижнем свободном конце основы 64, а вторая цепочка шариков расположена в соответствующем кольцевом пазу на верхнем конце осевого корпуса 82. Шарики вдавливаются в зацепление между собой усилием затяжки пружины 74. Вместо зацепления типа "шарики с шариками" может использоваться зацепление типа "шарики с роликами", торцовое зубчатое зацепление или другой подходящий блокировочный механизм.82 designates an axial housing concentrically located with the tube 76. The axial housing 82 is pressed by a spring 74 to the lower end of the base 64. Between 84 facing end faces of the base 64 and the axial housing 82 is a ball engagement assembly 84. The ball engaging assembly 84 forms a first locking device whereby the axial housing 82 rests on a support 64 to prevent it from turning. Ball engaging assembly 84 includes a first and second ball chain, wherein the first ball chain is located in an annular groove at the lower free end of the base 64, and the second ball chain is located in a corresponding annular groove at the upper end of the axial housing 82. The balls are pressed into engagement with each other spring tightening force 74. Instead of ball-to-ball gearing, ball-and-wheel gearing, end gearing or other suitable locking mechanism may be used.

На верхнем конце осевого корпуса 82 (под узлом 84 шарикового зацепления) установлено второе зубчатое колесо 86 с радиальным наружным зубчатым венцом 88. Зубчатое колесо 86 имеет возможность вращения вместе с осевым корпусом 82 вокруг вертикальной оси 68, как только узел 84 шарикового зацепления разомкнется рассматриваемым ниже образом. В показанной на фиг.3 рабочей ситуации зубчатое колесо 86 застопорено от проворачивания узлом 84 шарикового зацепления.A second gear 86 with a radial outer gear ring 88 is mounted at the upper end of the axial housing 82 (under the ball engaging assembly 84). The gear 86 is rotatable with the axial housing 82 about the vertical axis 68 as soon as the ball engaging assembly 84 opens as discussed below. way. In the operating situation shown in FIG. 3, the gear 86 is locked from being rotated by the ball engagement assembly 84.

Осевой корпус 82 имеет на своей боковой поверхности под зубчатым колесом 86 опору, в которой с возможностью поворота установлен полый вал 90. Полый вал 90 вытянут перпендикулярно вертикальной оси 68 и может поворачиваться вокруг поперечной оси 91 (фиг.7). На полом валу 90 установлено еще одно зубчатое колесо 92 с радиальными наружными зубьями 94. Наружные зубья 94 находятся в зацеплении с торцевым зубчатым венцом 96, расположенным в виде замкнутого кольца на нижней стороне зубчатого колеса 86.The axial housing 82 has a support on its side surface under the gear 86, in which the hollow shaft 90 is rotatably mounted. The hollow shaft 90 is elongated perpendicular to the vertical axis 68 and can rotate around the transverse axis 91 (Fig. 7). Another gear wheel 92 with radial outer teeth 94 is installed on the hollow shaft 90. The outer teeth 94 are engaged with the end gear ring 96 located in the form of a closed ring on the underside of the gear wheel 86.

Кроме того, на полом валу 90 установлен еще один осевой корпус 98, соединенный с фиксацией от проворачивания с зубчатым колесом 92. Осевой корпус 98 блокируется с фиксацией от проворачивания еще одним узлом 100 шарикового зацепления у боковой поверхности первого осевого корпуса 82. Узел 100 шарикового зацепления образует второе стопорное устройство, которое замкнуто, пока осевой корпус 98 прижимается еще одной пружиной 102 к первому осевому корпусу 82. В этом случае также вместо зацепления типа "шарики с шариками" может использоваться зацепление типа "шарики с роликами" или торцовое зубчатое зацепление.In addition, another axial housing 98 is mounted on the hollow shaft 90, coupled to rotation lock with gear 92. The axial housing 98 is locked to prevent rotation by another ball engagement unit 100 at a side surface of the first axial housing 82. Ball engagement assembly 100 forms a second locking device, which is closed while the axial housing 98 is pressed by another spring 102 to the first axial housing 82. In this case, instead of ball-to-ball engagement, engagement of the type "Balls with rollers" or mechanical gearing.

Наружные зубья 94 зубчатого колеса 92 проходят не по всей наружной окружности зубчатого колеса 92, а лишь по дуге длиной примерно 270°. В секторе зубчатого колеса 92, где наружные зубья 94 отсутствуют, в соответствующем держателе съемным образом закреплен контактный щуп 28.The outer teeth 94 of the gear 92 do not extend along the entire outer circumference of the gear 92, but only along an arc of about 270 ° in length. In the sector of the gear wheel 92, where the outer teeth 94 are absent, the contact probe 28 is removably fixed in the corresponding holder.

На торцевой поверхности осевого корпуса 98, обращенной к боковой поверхности первого осевого корпуса 82, расположен толкатель 104 (фиг.6), который своим свободным концом опирается на коническую поверхность конусного элемента 78. За счет подъема конусного элемента 78 толкатель 104 отжимается наружу, в результате чего узел 100 шарикового зацепления размыкается, делая возможным вращательное движение зубчатого колеса 92.On the end surface of the axial housing 98, facing the lateral surface of the first axial housing 82, there is a pusher 104 (FIG. 6), which with its free end rests on the conical surface of the cone element 78. By lifting the cone element 78, the pusher 104 is squeezed out, resulting whereby the ball engagement unit 100 is opened, making possible the rotational movement of the gear 92.

Аналогичным образом двухконусный элемент 80 взаимодействует на верхнем конце трубки 76 с двумя другими толкателями 106, 108 (фиг.4). Толкатели 106, 108 могут быть установлены с подпружиниванием, что позволяет расположить их в заданном исходном положении. Основа 64 имеет на своем нижнем свободном конце два радиальных высверленных отверстия, в каждом из которых расположен с возможностью перемещения соответствующий толкатель 106, 108. Толкатели 106, 108 находятся в одной плоскости с первым зубчатым колесом 66. Толкатель 106 опирается на верхнюю коническую поверхность двухконусного элемента 80, а толкатель 108 прилегает к нижней конической поверхности двухконусного элемента 80. Если надавить на толкатель 106 в направлении стрелки 110 (фиг.4), он посредством двухконусного элемента 80 отожмет трубку 76 вниз, преодолев силу упругости пружины 74. Поскольку конусный элемент 78 на нижнем конце трубки 76 упирается в осевой корпус 82, это движение трубки 86 приведет к тому, что вниз будет отжат весь осевой корпус 82, в том числе второе зубчатое колесо 86 и третье зубчатое колесо 92. Это движение обозначено на фиг.4 стрелкой 112. Движением осевого корпуса 82 в направлении стрелки 112 стопорное устройство в виде первого узла 84 шарикового зацепления размыкается. В этом рабочем состоянии осевой корпус 82 вместе с застопоренным на нем зубчатым колесом 92 можно повернуть вокруг вертикальной оси 68.Similarly, the biconical element 80 interacts at the upper end of the tube 76 with two other pushers 106, 108 (FIG. 4). Pushers 106, 108 can be spring loaded, which allows them to be placed in a predetermined initial position. The base 64 has at its lower free end two radial drilled holes, in each of which is located a movable pusher 106, 108. The pushers 106, 108 are in the same plane with the first gear 66. The pusher 106 is supported on the upper conical surface of the two-cone element 80, and the pusher 108 is adjacent to the lower conical surface of the two-cone element 80. If you press on the pusher 106 in the direction of arrow 110 (Fig. 4), he will press the tube 76 downward by means of the two-cone element 80, sharing the spring force 74. Since the cone element 78 at the lower end of the tube 76 abuts against the axial housing 82, this movement of the tube 86 will cause the entire axial housing 82 to be pushed down, including the second gear wheel 86 and the third gear wheel 92 4. This movement is indicated in FIG. 4 by arrow 112. By moving the axial housing 82 in the direction of arrow 112, the locking device in the form of a first ball engagement unit 84 is opened. In this operating condition, the axial housing 82, together with the gear wheel 92 locked on it, can be rotated about a vertical axis 68.

Если же надавить на толкатель 108 радиально внутрь в направлении стрелки 114 (фиг.6), толкатель посредством двухконусного элемента 80 сдвинет трубку 76 вверх. За счет этого перемещения конусный элемент 78 приподнимается вверх и отжимает толкатель 104 радиально наружу, в результате чего второй узел 100 шарикового зацепления размыкается. В этом рабочем состоянии (фиг.6) зубчатое колесо 92 может быть повернуто относительно осевого корпуса 82.If you push the pusher 108 radially inward in the direction of the arrow 114 (Fig.6), the pusher by means of a two-cone element 80 will move the tube 76 up. Due to this movement, the cone element 78 rises up and pushes the pusher 104 radially outward, as a result of which the second ball engagement unit 100 opens. In this operating state (FIG. 6), the gear 92 can be rotated relative to the axial housing 82.

Для приведения в действие толкателей 106, 108 зубчатое колесо 66 имеет расположенную радиально внутри эксцентрическую выемку 116. В показанном на фиг.3 рабочем состоянии выемка 116 расположена таким образом, что ни один из двух толкателей 106, 108 не сдвинут в направлении двухконусного элемента 80. Таким образом, трубка 76 вместе с конусным элементом 78 и двухконусным элементом 80 находится в исходном (нулевом) положении. Оба узла 84, 100 шарикового зацепления находятся в замкнутом состоянии. Контактный щуп 28 зафиксирован в заданном положении и в заданной ориентации относительно измерительной головки (на чертеже не показана).In order to actuate the pushers 106, 108, the gear 66 has an eccentric recess 116 located radially inside. In the operating state shown in FIG. 3, the recess 116 is positioned so that neither of the two pushers 106, 108 is shifted in the direction of the double cone element 80. Thus, the tube 76 together with the conical element 78 and the two-conical element 80 is in the initial (zero) position. Both ball joint assemblies 84, 100 are in a closed state. The contact probe 28 is fixed in a predetermined position and in a predetermined orientation relative to the measuring head (not shown in the drawing).

Для того чтобы теперь изменить положение контактного щупа 28, т.е. переставить его, измерительную головку 26 координатно-измерительной машины 10 сначала перемещают в зону зубчатой рейки 36. Затем с помощью генераторов 56 измерительной силы зубчатое колесо 66 вводят в зацепление с зубчатой рейкой 36 (фиг.4). Теперь перемещением измерительной головки 26 параллельно зубчатой рейке 36 (в направлении оси X) создают движущий момент, воздействующий на зубчатое колесо 66. В зависимости от направления перемещения измерительной головки 26 относительно зубчатой рейки 36 зубчатое колесо 66 поворачивается по часовой стрелке или против часовой стрелки. В показанном на фиг.4 рабочем состоянии эксцентрическая выемка 116 за счет вращательного движения в области толкателя 108 "раскрывается". В области же толкателя 106 выемка 116 "закрывается", и толкатель 106 выдавливается внутрь в направлении стрелки 110. Вследствие этого трубка 76 отжимается вниз и уводит с собой осевой корпус 82, преодолевая силу упругости пружины 74. Теперь первый узел 84 шарикового зацепления разомкнут.In order to now change the position of the contact probe 28, i.e. rearrange it, the measuring head 26 of the coordinate measuring machine 10 is first moved to the area of the gear rack 36. Then, using the generators 56 of the measuring force, the gear 66 is engaged with the gear rack 36 (Fig. 4). Now, by moving the measuring head 26 parallel to the gear rack 36 (in the direction of the X axis), a moment is generated that acts on the gear 66. Depending on the direction of movement of the measuring head 26 relative to the gear rack 36, the gear 66 rotates clockwise or counterclockwise. In the operating state shown in FIG. 4, the eccentric recess 116 is “opened” due to rotational movement in the region of the follower 108. In the area of the pusher 106, the recess 116 is "closed", and the pusher 106 is squeezed inward in the direction of the arrow 110. As a result, the tube 76 is pushed down and takes away the axial housing 82, overcoming the elastic force of the spring 74. Now, the first ball engaging unit 84 is open.

Как показано на фиг.5, измерительную головку 26 следующим действием перемещают в направлении оси Z, чтобы ввести в зацепление с зубчатой рейкой 36 второе зубчатое колесо 86. Далее, новым перемещением измерительной головки 26 вдоль оси Х и, соответственно, вдоль зубчатой рейки 36 осевой корпус 82 поворачивают вокруг вертикальной оси 68, как это показано на фиг.5 стрелкой 118. Как только будет достигнуто желаемое угловое положение контактного щупа 28 относительно вертикальной оси 68, перемещение измерительной головки 26 относительно зубчатой рейки 36 прекращают. С помощью генераторов 56 измерительной силы зубчатое колесо 86 выводят из зацепления с зубчатой рейкой 36. Затем пиноль 18 с измерительной головкой 26 снова перемещают в направлении оси Z и первое зубчатое колесо 66 снова вводят в зацепление с зубчатой рейкой 36 (фиг.4). Перемещением измерительной головки 26 вдоль зубчатой рейки 36 в противоположном направлении трубка 76 снова освобождается, и пружина 74 вдавливает осевой корпус 82 в узел шарикового зацепления на основе 64. Теперь вновь установленное угловое положение контактного щупа 28 зафиксировано.As shown in FIG. 5, the measuring head 26 is moved in the direction of the Z axis to engage the second gear wheel 86 with the gear rack 36. Further, by moving the measuring head 26 along the X axis and, accordingly, along the gear rack 36 axially, the housing 82 is rotated around a vertical axis 68, as shown in FIG. 5 by arrow 118. As soon as the desired angular position of the contact probe 28 relative to the vertical axis 68 is reached, the movement of the measuring head 26 relative to the gear rack 36 raschayut. Using the measuring force generators 56, the gear 86 is disengaged from the gear rack 36. Then, the pin 18 with the measuring head 26 is again moved in the Z axis direction and the first gear 66 is again engaged with the gear rack 36 (FIG. 4). By moving the measuring head 26 along the gear rack 36 in the opposite direction, the tube 76 is released again, and the spring 74 presses the axial housing 82 into the ball engagement unit based on 64. Now the newly set angular position of the contact probe 28 is fixed.

Изменение положения контактного щупа 28 относительно второй оси 91 вращения представлено на фиг.6 и 7. И в этом случае сначала вводят зубчатое колесо 66 в зацепление с зубчатой рейкой 36. Соответствующим перемещением измерительной головки 26 вдоль зубчатой рейки 36 поворачивают зубчатое колесо 66 таким образом, что толкатель 108 сдвигает двухконусный элемент 80 вверх. Тем самым толкатель 104 на втором осевом корпусе 98 отжимается радиально наружу (стрелка 120). Второй узел 100 шарикового зацепления размыкается. Затем измерительную головку 26 поднимают в направлении оси Z, чтобы ввести второе зубчатое колесо 86 в зацепление с зубчатой рейкой 36. Перемещением измерительной головки 26 вдоль зубчатой рейки 36 создают движущий момент, который посредством зубьев 94, 96 передается на зубчатое колесо 92. Вследствие этого контактный щуп 28 поворачивается вокруг поперечной оси 91, что показано на фиг.7 двусторонней стрелкой 122.A change in the position of the contact probe 28 relative to the second axis of rotation 91 is shown in FIGS. 6 and 7. And in this case, the gear 66 is first engaged with the gear rack 36. By corresponding movement of the measuring head 26 along the gear rack 36, the gear 66 is rotated in such a way that the pusher 108 pushes the biconical element 80 up. Thus, the pusher 104 on the second axial housing 98 is pressed radially outward (arrow 120). The second ball engagement assembly 100 opens. Then, the measuring head 26 is raised in the direction of the Z axis in order to engage the second gear 86 with the gear rack 36. By moving the measuring head 26 along the gear rack 36, a torque is generated which is transmitted via the teeth 94, 96 to the gear wheel 92. As a result, the contact the probe 28 rotates around the transverse axis 91, which is shown in Fig.7 with a double-sided arrow 122.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения длина толкателя 104 и угол конусности конусного элемента 78 подобраны таким образом, чтобы узел 100 шарикового зацепления не размыкался полностью, а оставался в состоянии минимального сцепления. Таким образом создается тормозящий момент, препятствующий обратному вращению контактного щупа 28 под действием силы тяжести при расцеплении зубчатого колеса 86 и зубчатой рейки 36. Для специалистов должно быть очевидным, что для создания соответствующего тормозящего момента можно использовать и другие средства, например электромагнит и/или рабочий элемент фрикционной передачи, который при разомкнутом узле 100 шарикового зацепления прилегает к зубчатому колесу 92.In preferred embodiments of the invention, the length of the plunger 104 and the taper angle of the cone element 78 are selected so that the ball engaging assembly 100 does not open completely, but remains in a state of minimal engagement. This creates a braking torque that prevents the reverse rotation of the contact probe 28 under the action of gravity when the gear 86 and the gear rack 36 are disengaged. For specialists it should be obvious that other means can be used to create the corresponding braking torque, for example, an electromagnet and / or working friction gear element, which, when the ball engagement unit 100 is open, abuts against the gear wheel 92.

Возвратом первого зубчатого колеса 66 в прежнее положение толкатель 108 устанавливается в свое исходное положение, и узел 100 шарикового зацепления снова блокирует контактный щуп 28.By returning the first gear 66 to its former position, the plunger 108 is set to its original position, and the ball engaging assembly 100 again locks the contact probe 28.

На фиг.8 показан вариант, позволяющий определять соответствующее положение контактного щупа 28 относительно измерительной головки 26. Для определения этого положения служат два эксцентриковых диска 124, 126. Первый эксцентриковый диск 124 соединен с осевым корпусом 82 с фиксацией от проворачивания и расположен концентрично с осевым корпусом 82, благодаря чему на внешней периферии эксцентрикового диска 124 можно определить угловое положение осевого корпуса 82 относительно вертикальной оси 68. Второй эксцентриковый диск 126 соединен с фиксацией от проворачивания со вторым зубчатым колесом 86 и расположен таким образом, что по эксцентриковому диску 126 можно определить угловое положение зубчатого колеса 86 относительно вертикальной оси 68. Теперь для определения пространственного положения контактного щупа 28 измерительную головку 26 подводят к зубчатой рейке 36 (или другой заданной опорной точке измерения положения) таким образом, чтобы эксцентриковый диск 126 коснулся зубчатой рейки 36. Тогда с помощью датчика 52 измерительной головки можно определить угловое положение зубчатого колеса 86. Затем измерительную головку 26 перемещают таким образом, чтобы зубчатой рейки 36 (или другой заданной опорной точки измерения положения) коснулся эксцентриковый диск 124. С помощью датчика 52 измерительной головки определяют угловое положение осевого корпуса 82. Поскольку в этом варианте осуществления изобретения угловое положение зубчатого колеса 86 представляет сумму угловых перемещений вокруг вертикальной оси 68 и поперечной оси 91, по разности угловых положений двух эксцентриковых дисков 124, 126 можно определить угловое положение контактного щупа 28 относительно поперечной оси 91. В другом варианте угловое положение контактного щупа 28 можно определять и иным образом, например с помощью датчиков приращений, расположенных в зоне зубчатого колеса 92 и в зоне осевого корпуса 82.On Fig shows an option that allows you to determine the appropriate position of the contact probe 28 relative to the measuring head 26. To determine this position are two eccentric discs 124, 126. The first eccentric disc 124 is connected to the axial housing 82 with a lock from rotation and is concentric with the axial housing 82, whereby the angular position of the axial housing 82 relative to the vertical axis 68 can be determined on the outer periphery of the eccentric disk 124. The second eccentric disk 126 is connected with a fixation from turning with the second gear wheel 86 and is positioned so that the angular position of the gear wheel 86 relative to the vertical axis 68 can be determined from the eccentric disk 126. Now, to determine the spatial position of the contact probe 28, the measuring head 26 is brought to the gear rack 36 (or other predetermined reference point position measurement) so that the eccentric disc 126 touches the gear rack 36. Then, with the help of the sensor 52 of the measuring head, the angular position of the gear 86 can be determined. Then, the measuring head 26 is moved so that the rack 36 (or other predetermined reference position measuring point) touches the eccentric disk 124. Using the sensor 52 of the measuring head, the angular position of the axial housing 82 is determined. Since in this embodiment, the angular position of the gear 86 represents the sum of the angular displacements around the vertical axis 68 and the transverse axis 91, from the difference in the angular positions of the two eccentric discs 124, 126, the angular position of the contact of the probe 28 relative to the transverse axis 91. In another embodiment, the angular position of the contact probe 28 can be identified and otherwise, for example by increments sensors disposed in the zone of the gear 92 and in the zone of the axial body 82.

Еще один вариант осуществления изобретения, отличный от рассмотренных выше, предусматривает создание движущего момента для изменения положения контактного щупа 28 иными средствами, нежели с помощью зубчатой рейки 36 и соответствующего перемещения измерительной головки 26 вдоль зубчатой рейки 36. Например, движущий момент можно прикладывать с помощью электрического двигателя прямо к зубчатым колесам 66, 86. Предпочтительно, чтобы такой приводной двигатель (на чертежах не показан) также располагался в зоне траверсы портала 14.Another embodiment of the invention, different from those discussed above, provides for creating a driving moment for changing the position of the contact probe 28 by other means than using the gear rack 36 and correspondingly moving the measuring head 26 along the gear rack 36. For example, the driving moment can be applied using an electric the engine directly to the gears 66, 86. It is preferable that such a drive motor (not shown in the drawings) is also located in the area of the yoke 14.

Во всех описанных выше вариантах осуществления изобретения зубчатое колесо 86 образует передачу, с входной стороны которой (доступ через наружные зубья 94) можно прикладывать движущий момент для изменения положения контактного щупа 28. В зависимости от того, какую ось вращения должен переставить контактный щуп 28, зубчатое колесо 86 взаимодействует с зубчатым колесом 92 для передачи на контактный щуп 28 движущего момента. Узлы 84, 100 шарикового зацепления образуют блокировочный механизм, с помощью которого контактный щуп 28 освобождается или блокируется с фиксацией от проворачивания. Зубчатое колесо 66 образует вместе с толкателями 104-108 и вместе с трубкой 76 и конусными элементами 78, 80 управляющее устройство, с помощью которого блокировочный механизм можно по выбору перевести из замкнутого состояния в разомкнутое состояние. Весь поворотно-наклонный механизм 60 не имеет встроенного в него привода, что позволяет выполнить поворотно-наклонный механизм 60 очень легким и поэтому обеспечивает возможность его установки как единого целого в опору измерительной головки 26, предназначенную для контактных щупов. Оси 68, 91 вращения пассивного поворота находятся между контактным щупом 28 и центральным измерительным датчиком, что позволяет использовать все преимущества центрального измерительного датчика. В частности, с предлагаемым в изобретении поворотно-наклонным механизмом 60 можно использовать уже существующие сложные измерительные головки, не модифицируя последние. Разумеется, необходимо лишь внести соответствующие изменения в программное обеспечение по обработке данных, чтобы учесть соответствующее положение контактного щупа 28 относительно измерительной головки 26. Центральный измерительный датчик и предпочтительное центральное положение головки для приложения движущего момента практически не уменьшают располагаемый измерительный объем. Предпочтительно, чтобы зубчатая рейка 36 (или другой приводной механизм для создания движущего момента) была расположена в зоне верхнего крайнего положения измерительной головки 26 по оси Z, чтобы измерительный объем оставался в значительной мере свободным.In all the embodiments described above, the gear wheel 86 forms a gear, from the input side of which (access through the external teeth 94), a torque can be applied to change the position of the contact probe 28. Depending on which axis of rotation the contact probe 28 must be rearranged, the gear the wheel 86 interacts with the gear wheel 92 to transmit torque to the touch probe 28. The ball engagement units 84, 100 form a locking mechanism by which the contact probe 28 is released or locked to prevent rotation. The gear wheel 66 forms, together with the pushers 104-108 and together with the tube 76 and conical elements 78, 80, a control device with which the locking mechanism can optionally be transferred from the closed state to the open state. The entire pan-tilt mechanism 60 does not have a drive integrated in it, which makes the pan-tilt mechanism 60 very lightweight and therefore makes it possible to install it as a whole in the support of the measuring head 26, intended for contact probes. The passive rotation axes 68, 91 are located between the contact probe 28 and the central measuring sensor, which makes it possible to take full advantage of the central measuring sensor. In particular, with the inventive pan-tilt mechanism 60, existing complex measuring heads can be used without modifying the latter. Of course, it is only necessary to make the appropriate changes to the data processing software in order to take into account the corresponding position of the contact probe 28 relative to the measuring head 26. The central measuring sensor and the preferred central position of the head for applying a torque practically do not reduce the available measuring volume. Preferably, the gear rack 36 (or other drive mechanism for generating torque) is located in the zone of the upper extreme position of the measuring head 26 along the Z axis so that the measuring volume remains substantially free.

Claims

1. A coordinate measuring machine for determining spatial coordinates on the measurement object (30), comprising a measuring head (26) with a measuring sensor (52), a supporting structure (14, 16, 18) made to move the measuring head (26) relative to the object (30) measurements, a contact probe (28) for touching the measurement object (30) and a passive pan-tilt mechanism (60) by which the contact probe (28) is connected to the measuring head (26) with the possibility of changing the position of the contact probe in space , etc why does the passive swivel-tilt mechanism (60) comprise a gear (86, 92), which has an input and an output side and is connected to the contact probe (28) with the possibility of changing the position of the contact probe (28) relative to the measuring head (26), and on the input side there is at least one access point (88) for applying an external driving moment to change the position of the contact probe (28), the coordinate measuring machine also comprising a linear stop (36) having a longitudinal measurement, and a measuring head (26 ) and EET movable relative to the stop line (36) along its longitudinal dimension.

2. The coordinate measuring machine according to claim 1, characterized in that the rotary-inclined mechanism (60) comprises at least one locking mechanism having an open state and a closed state, wherein in the open state the locking mechanism releases the contact probe (28), giving the opportunity to change the position of the contact probe (28) through transmission (86, 92), and in the closed state, the locking mechanism blocks the contact probe (28), preventing it from turning.

3. The coordinate measuring machine according to claim 2, characterized in that the rotary-inclined mechanism (60) has at least a first (68) and a second (91) axis of rotation, the first axis of rotation (68) extending in a plane parallel to contact probe (28), and the second axis of rotation (91) extends across the contact probe (28).

4. A coordinate measuring machine according to claim 3, characterized in that the locking mechanism comprises a first locking device (84) and a second locking device (100), the first locking device (84) blocking the contact probe (28) relative to the first axis (68 ) rotation, and the second locking device (100) blocks the contact probe (28) relative to the second axis (91) of rotation.

5. A coordinate measuring machine according to claim 4, characterized in that the transmission (86, 92) is configured to change the position of the contact probe (28) relative to the first (68) or second (91) axis of rotation.

6. Coordinate measuring machine according to claim 2, characterized in that the rotary-inclined mechanism (60) contains at least one control device (66, 76, 78, 80, 104, 106, 108), configured to translate according to at least one locking mechanism from a closed state to an open state.

7. The coordinate measuring machine according to claim 6, characterized in that the rotary-inclined mechanism (60) has an additional access place (67) intended to act on the control device (66, 76, 78, 80, 104, 106, 108 )

8. The coordinate measuring machine according to claim 7, characterized in the presence of a first drive wheel, in particular a gear wheel (66) with an external gear ring (67), which forms an additional access point.

9. The coordinate measuring machine according to claim 6, characterized in that the control device (66, 76, 78, 80, 104, 106, 108) has at least three states, moreover, in its first state, the locking mechanism (84, 100 ) locks the contact probe (28) with respect to all rotation axes, and in the second and third states, the locking mechanism (84, 100) releases the contact probe (28) for rotation about the corresponding axis of rotation (68, 91).

10. A coordinate measuring machine according to claim 8, characterized in that the transmission (86, 92) comprises a second drive wheel, especially a second gear wheel (86) with an external gear ring (88), which forms an access point (88).

11. The coordinate measuring machine according to claim 10, characterized by the presence of an eccentric (126) connected to the second drive wheel (86) with rotation lock.

12. The coordinate measuring machine according to claim 1, characterized in that the supporting structure (14, 16, 18) has a traverse on which a linear stop (36) is located, wherein the measuring head (26) is movable relative to the traverse.

13. A coordinate measuring machine according to claim 12, characterized in that the measuring head (26) comprises at least one measuring force generator (56) capable of creating a preliminary deflection of the contact probe (28).

14. The coordinate measuring machine according to claim 1, characterized in that the rotary-inclined mechanism (60) is mounted on the measuring head (26) in a removable manner.

15. The rotary-inclined mechanism for a coordinate measuring machine according to one of claims 1 to 14, comprising coupling means (62) for detachable connection to the measuring head (26) and a support for mounting a contact probe (28), characterized by the presence of a gear (86 , 92), with input and output sides, and on the output side, the transmission is connected to the support with the possibility of changing the position of the contact probe (28) relative to the measuring head (26), and on the input side it has at least one access point (88) for external traffic applications moment for changing the position of the contact probe (28).