SE500234C2 - Maskinstativ innefattande en portal jämte sätt att bestämma geometrin hos portalen vid maskinstativets deformation - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 500 234 2 utforma maskinstativet så att dess deformationer är lättare att mäta och beräkna än vid tidigare kända koordinatmätmaski- ner, så att mätresultatet på ett enkelt och tillförlitligt sätt kan korrigeras med hänsyn till alla förekommande defor- mationer, samt så att temperaturdeformationer inte inducerar 7, spänningar eller moment i konstruktionen.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen medelst ett maskinsta- tiv av inledningsvis nämnt slag, vilket är kännetecknat av att den horisontella balken är förbunden med det första benet medelst en led, som medger rotation av balken i vertikalpla- net för benen, och med det andra benet medelst en förbind- ning, som medger rotation av balken i nämnda vertikalplan samt förskjutning av balken relativt det andra benet i bal- kens längsriktning.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen är den mäthuvu- det uppbärande stången förskjutbart uppburen på en överligga- re, vilken i sin ena ände är uppburen på den horisontella balken förskjutbar i balkens längdriktning vinkelrätt mot överliggarens längsriktning och roterbar i ett mot balkens längdriktning vinkelrätt vertikalplan. överliggarens ände. motstående den med den horisontella balken förbundna änden är uppburen av ett tredje vertikalt ben genom en förbindning, som medger förskjutning av överliggaren relativt det tredje vertikala benet i överliggarens längdriktning samt rotation av överliggaren i ett vertikalplan parallellt med ett verti- kalplan genom portalen, med vilken överliggarens motstående ände är förbunden, och i ett mot detta plan vinkelrätt verti- kalplan. Vidare är längdmätningsorgan anordnade för att mäta längden av de i maskinstativet ingående komponenterna och ett mätorgan förefinns anordnat mäta det första benets utböjning och organ är anordnade för att mäta utböjningen av det andra benet i en riktning vinkelrätt mot detta ben och mot planet innehållande de första och andra benen hos maskinstativet.

Uppfinningen avser även ett sätt att vid maskinstativ, sär- skilt maskinstativ för s.k. koordinatmätmaskiner, innefat- tande åtminstone en första portal bestående av två parallel- 10 15 20 25 30 35 500 254 3 la, relativt ett fundament vrid- och böjstyvt infästa verti- kala första och andra ben, vilka ben uppbär en horisontell balk, på vilken en stång eller motsvarande för uppbärande av ett mäthuvud eller ett verktyg eller motsvarande är förskjut- bart uppburen, bestämma den av maskinstativets deformation betingade geometrin hos portalen, kännetecknat av att den horisontella balken förbindes med det första benet medelst en led, som medger rotation av balken i ett vertikalplanet in- nehållande benen, och med det andra benet medelst en för- bindning, som medger rotation av balken i nämnda vertikalplan samt förskjutning av balken relativt det andra benet i bal- kens längsriktning; att de absoluta längderna av de vertikala benen samt funda- mentet längs en linje sammanfallande med projektionen av den horisontella balken uppmätes.

Enligt en föredragen utföringsform av detta sätt beräknas utböjningen av den horisontella balken beroende på läget av det av stången uppburna mäthuvudet enligt elementarfallet för rak balk på två stöd belastad med en punktlast och maskinsta- tivet uppbygges maskinstativet så att alla horisontella balkar i sina ändar förbindes med uppbärande komponenter medelst sådana förbindningar att bägge balkändarna är roter- bara i ett vertikalplan genom resp. balks längssymmetriplan och en ände är förskjutbar i balkens längsriktning och att de horisontella balkarnas nedböjning beräknas enligt elemen- tarfallet för rak balk på två stöd belastad med en punktlast.

I en fördelaktig variant uppmätes utböjningen av varje por- tals första och andra ben. I Nedan beskrives uppfinningen närmare i samband med på bifoga- de ritning visade olika deformationsfall samt ett utförings- exempel av uppfinningen, där; figur 1 visar en koordinatmätmaskin av känt slag, figur 2 visar koordinatmätmaskinen i figur 1 sedd från dess ena gavel, 10 15 20 25 30 35 500 234 4 figur 3a, 3b och 4 illustrerar olika belastningsfall, figur 5 visar ett enkelt belastningsfall, figur 6 visar mycket schematiskt en perspektivvy av ett maskinstativ enligt en utföringsform av uppfinningen; fig. 7 och 8 visar maskinstativet i figur 1 i en vy från sidan resp. bakifrån; fig. 9a och 9b visar i'ett tvärsnitt resp. i en sidovy en första utföringsform av en led användbar i ett maskinstativ enligt uppfinningen; fig. 10a och 10b visar en andra utföringsform av en led användbar i ett maskinstativ enligt uppfinningen; fig. 11 visar en variant av maskínstativet i fig. 6 försett med en tredje utföringsform av en led användbar i ett maskin- stativ enligt uppfinningen; fig. 12 visar i större skala en tvärsnittsvy av den i fig. 11 'illustrerade leden; fig. 13 och 14 visar en fjärde utföringsform en led användbar i ett maskinstativ enligt uppfinningen i två olika positio- ner; fig. 15 visar en variant av den i fig. 13 och 14 visade leden; och fig. 16 visar en schematisk perspektivvy av en andra utfö- ringsform av ett maskinstativ enligt uppfinningen.

I figur 1 visas schematiskt en koordinatmätmaskin av en första typ, nämligen av Gantry-typ. En mätprobe 1 kan för- flyttas utmed tre inbördes vinkelräta koordinataxlar X,Y och Z. Mätmaskinen är uppbyggd av fyra vertikala ben 6, på vilka två balkar 4, 5 är fast anbringade. En överliggare i form av 10 15 20 25 30 35 500 234 5 en ytterligare balk 2 är förskjutbart anordnad utmed balkar- nas 4, 5 längdriktning, dvs. i Y-led. En stång 3 är förskjut- bart fästad vid överliggaren 2 så att stången dels är för- skjutbar i vertikalled, dvs. i Z-led, dels så att stången är förskjutbar längs överliggarens 2 längdriktning, dvs. i X- led.

I den nedre änden av stången 3 förefinns mätproben 1 anbring- ad. På varje respektive balk 4, 5 och på överliggaren och stången 3 finns mätskalor anbringade i direkt förbindelse med balkarna resp. överliggaren för att indikera det inbördes läget, vilket anger mätprobens 1 läge i koordinatsystemet.

Eftersom en koordinatmätmaskin är avsedd för en utomordent- ligt noggrann uppmätning av ett mätobjekts mått är det av yttersta vikt att känna till balksystemets deformationer under olika betingelser, för att därigenom kunna justera mätresultaten genom en av deformationerna betingad korrek- tion. ' Beroende på orsak kan deformationerna indelas i tre huvud- typer: i _ 1. Statisk deformation beroende på förflyttning av tyngd- punktsläget för det rörliga X,Y,Z systemet. 2. Dynamiska påkänningar beroende på masskrafter vid accele- ration av det rörliga X,Y,Z systemet. 3. Förändringar beroende på att temperaturen hos balksystemet ändras.

Föreliggande uppfinning avser att uppbygga ett maskinstaiv så att alla tre typer av deformationer kan beaktas vid korrek- tionen.

Deformationerna ger dels upphov till förändringar av maski- nens geometri och balkarnas rakhet, dels till en förflyttning av läget för mätkoordinatsystemets origo.

Nedan beskrives deformationer av en mätmaskin av den ovan nämnda typen Gantry omfattande dess horisontella balkar 4, 5 10 15 20 25 30 35 500 234 6 och benen 6 även om principerna är tillämpliga för andra typer av koordinatmätmaskiner.

I figur 2 visas koordinatmätmaskinen enligt figur 1 schema- tiskt sedd från dess ena gavelände i figur 1. På grund av tyngden av X/Z-systemet 2, 3 kommer gaveln att anta en defor- merad form, vilket visas i kraftig överdrift i figur 3a och 3b. Som framgår genom en jämförelse mellan figur 3a och 3b, är den uppkomna deformationen beroende av var X/Z-systemet 2, 3 är beläget utmed balken 5. Som framgår av figur 3b kommer alla lägen som inte sammanfaller med symmetriläget utmed balken 5 att resultera i att stångens läge inte sammanfaller med lodlinjen. Detta medför att mätproben blir förskjuten både i Z-led och X-led.

Vid en acceleration av X/Y-systemet 2, 3 i pilens A riktning i figur 4 erhålles en reaktionskraft i balksystemet 5, 6 som tenderar att deformera gaveln åt motsatt håll i pilens B riktning eller i motsatt riktning beroende på hur drivningen är anordnad. Detta ger framför allt upphov till att systemets origo förskjutes i någon av dessa riktningar.

Med kännedom om det rörliga systemets 2, 3 vikt, dess läge utmed Y-axeln och den momentana accelerationen skulle det givetvis vara fullt möjligt att teoretiskt beräkna maskin- gavelns aktuella deformation i varje ögonblick.I praktiken blir det emellertid mycket komplicerade och osäkra beräk- ningar som därvid måste genomföras. Benen 6 kommer sålunda att bli böjbelastade genom ett vridmoment som uppstår genom böjning av balken 5, vilken i sin tur är utsatt för böjning genom utbredd last samt punktlast och vridmoment. Vidare måste till detta adderas påverkan genom dynamiska laster.

I verkligheten kommer deformationen även att påverkas av inhomogena materialparametrar, såsom balkarnas väggtjocklek, variationer i hållfasthetsegenskaper etc.. Det är således mycket svårt att erhålla tillförlitliga värden för accelera- tioner hos det rörliga systemet. 10 15 20 25 30 35 500 234 7 I ett system enligt figur 5, där balken är utförd som en fritt upplagd balk, reduceras beräkningsproblemet statiskt till ett enkelt elementärfall.

Uppfinningen syftar till att i görligaste mån utforma en koordinatmätmaskins stativ så att böjbelastningar på i stati- vet ingående komponenter undvikes och så att de förekommande böjbelastningar, som ej kan undvikas, med god noggrannhet kan beräknas enligt elementarfallet för rak balk på tvâ stöd belastad med en punktlast.

En utföringsform av ett sålunda utformat maskinstativ visas i figurerna 6-8.

Detta stativ innefattar tre vertikala ben 7,8 och 9 anordnade på ett fundament 10, De vertikala benen 7 och 8 uppbär mellan sig en horisontell balk 11, vilken i sin tur tillsammans med det vertikala benet 9 uppbär en överliggare 12. Denna över- liggare 12 uppbär en stång med en mätprob, vilken stång överensstämmer med den med hänvisning till figurerna 1-4 beskrivna stången 3 och av tydlighetsskäl inte visas i figu- rerna 6-8.

De vertikala benen 7 och 8 är bägge fast infästa i fundamen- tet 10. Den horisontella balken 11 är i sin ena ände för- bunden med det fasta vertikala benet 8 medelst en led 13 av lämplig typ, som medger rotation av balken 11 i ett Y-Z-plan, och i sin andra ände förbunden med benet 7 medelst en för- bindelse 14, som dels medger rotation av balken 11 i ett Y-Z- plan dels medger translationsrörelse av balken 11 i y-led relativt benet 7. Det är även fördelaktigt att utforma denna förbindelse så att den medger rotation av balken 11 X-Z- planet för att undvika att eventuell skevhet hos balken ger upphov till att spänningar introduceras i benen och balken vid infästningen av denna balk. I sin enklaste form kan denna förbindelse 14 bestå av en kula 15 placerad mellan ändarna av benet 7 resp. balken 11. Överliggaren 12 är i sin ena ände förbunden med den horison- 10 15 20 25 30 35 500 254 8 tella balken 11 genom en förbindelse 16, som dels medger för- skjutning av överliggaren i balkens 11 längsriktning, dvs. i Y-led, dels rotation av överliggaren i ett X-Z-plan, och i sin andra ände förbunden med det vertikala benet 9 genom en förbindelse 17, som dels medger rotation av överliggaren 12 relativt benet 9 i ett X-Z-plan dels translationsrörelse av överliggaren i dess längsriktning, dvs. i X-led. Analogt med balken 11 är det fördelaktigt att även utforma denna för- bindelse roterbar i alla riktningar och i sin enklaste form kan denna förbindelse bestå av en kula 18. Det vertikala benet 9 är genom en lagring 19 vrid- och böjfast förbundet med fundamentet 10 men linjärt förskjutbart i Y-led. Över- liggaren 12 är genom styrningar, t.ex. styrflänsar, förhind- rad att röra sig i Y-led relativt benet 9.

Förbindelsen 16 utgöres i det visade utföringsexemplet av en på balken 11 förskjutbart lagrad konsol 20, vilken via en svängled 21 av lämpligt slag är förbunden med överliggaren 12.

Förbindelsen 19 utgöres av en med detlvertikala benet 9 fast förbunden konsol 22, vilken är förskjutbart lagrad på en styrbalk 23 ingående i fundamentet 10.

Konsolerna 20 och 22 är företrädesvis lagrade på balkarna 11 resp. 23 med hjälp av luftlager, men andra typer av lagringar är naturligtvis tänkbara inom ramen för uppfinningen.

Vid en koordinatmätmaskin enligt figurerna 6-8 är den sta- tiska deformationen av den portal, som bildas av de vertikala benen 7 och 8 och den horisontella balken 11, sammansatt av en nedböjning av balken 11 och linjär kompression av benen 7,8. Den statiska deformationen av de i denna portal ingående komponenterna kan således uppdelas i elementära belastnings- fall och därmed även lätt beräknas för olika positioner av den mätproben uppbärande överliggaren 12.

I detta sammanhang påpekas att vid statiskt obestämda system, exempelvis som vid den i figurerna 1-3 visade koordinatmät- 10 15 20 25 30 35 500 254 9 maskinen, medför temperaturgradienter och varierande läge av rörliga punktlasten 2,3 deformationer i enlighet med vad som visas i figurerna 3a och 3b, vilket ger upphov till en för- flyttning av koordinatsystemets origo. Storleken av denna förflyttning är mycket svår att bestämma, i synnerhet när temperaturgradienter och rörlig last förekommer samtidigt, vilket oftast är fallet.

Enbart genom att utforma lederna i stativet hos en koordinat- mätmaskin så att de bägge benen i de portaler, som stativet innehåller, är förbundna med den ovanpåliggande balken genom en vridled resp. genom en kombinerad vrid- och glidled, såsom ovan beskrivits, elimineras i det närmaste helt de horison- tella krafter som strävar att böja benen och därmed också origoförflyttningen. Därigenom erhålles en 80%-ig förbättring av maskinens stabilitet, dvs. reproducerbarhet av mätningarna och kalibreringen, enbart med uppmätning av benens och bal- karnas längdförändringar utan att utböjningar av ben och balkar uppmätes eller beräknas.

Uppmätning eller beräkning av balkar och ben möjliggör natur- ligtvis ytterligare förbättringar av maskinens stabilitet och den ovan beskrivna utformningen av stativet förenklar de mätningar och/eller beräkningar som kräves för detta ändamål.

Den dynamiska deformationen för benet 8 hos den portal, som bildas av de vertikala benen 7 och 8 och den horisontella balken 11, kan exempelvis med god noggrannhet bestämmas som om en punktlast accelereras eller retarderas under förflytt- ning längs balken 11. Under dessa förutsättningar kan den utböjning av benet 8 som de dynamiska belastningarna leder till för den av benen 7,8 och balken 11 uppbyggda portalen lätt beräknas eller uppmätas. Temperaturdeformation yttrar sig endast som längdförändringar av de i portalen ingående komponenterna och inducerar inte några spänningar i portalen.

Denna deformation kan således lätt bestämmas genom att mäta den absoluta längden av portalens komponenter.

För att bestämma den statiska deformationen av överliggaren 10 15 20 25 30 35 500 234 10 12 och det förskjutbara benet 9 kan ovannämnda portal 7,8,11 betraktas som ett fast ben med en längd motsvarande den nedböjda balkens 11 avstånd till fundamentet och den statiska deformationen för överliggaren 12 och benet 9 kan beräknas med samma elementarfall som för motsvarande komponenter hos ovannämnda portal 7,8,11.

De dynamiska belastningarna vid förskjutning av överliggaren i Y-led leder i huvudsak till att överliggaren strävar att vrida sig i X-Y-planet och konsolen 20 överför denna vrid- kraft till balken 11. Genom att förse benet 8 med en led som förutom roterbarhet i Y-Z-planet också besitter en roterbar- het i X-Y-planet kan man undvika att vridspänningar överföres till benet 8. I ett alternativt utförande kan således leden 13 ersättas av en kulled. Därvid slopas leden 21 och konsolen 20, vilken är vridstyvt förbunden med balken 11, och över- liggaren blir således vridstyvt förenade. Eventuella vrid- rörelser beroende på t.ex. längdändring hos benet 9 sker då kring kulleden mellan benet 8 och balken 11 resp. leden 14.

Origoförflyttning p.g.a. utböjning av-benet 8 i X- resp. Y- led kan enkelt mätas eller alternativt beräknas eftersom de komplexa belastningsfallen vid inspända balkar genom upp- finningen reducerats till enklare belastningsfall.

De dynamiska belastningarna vid förskjutning av den mätproben uppbärande stången (icke visad) längs överliggaren 12, dvs. i X-led, kommer inte att påverka benet 9 utan leder endast till en förskjutning av överliggaren i X-led samt en vridning av konsolen 20 kring en Y-axel och kan lätt beräknas eller uppmätas. Det påpekas i detta sammanhang att denna vridnings inverkan på mätresultatet är försumbar.

Ett sätt att undvika torsion av balken 11 är att ersätta vridleden 21 och det vridstyva lagret 20 med ett icke vrid- styvt lager, exempelvis det med hänvisning till figurerna 13 och 14 beskrivna lagret. Likaledes undvikes torsion av balken 11 om förbindningen 13 utformas som en kulled, såsom tidigare nämnts. Origoförflyttningen kan enkelt bestämmas genom upp- 10 15 20 25 30 35 500 254 11 mätning av utböjningen av benet 8 i X- och Y-led och utböj- ningen av benet 7 i X-led. Alternativt kan utböjningarna beräknas eftersom de komplexa belastningsfallen vid inspända balkar reducerats till enklare belastningsfall. Även för överliggaren 12 och benet 9 kommer temperaturdefor- mationer endast att yttra sig som längdförändringar av dessa element, vilka lätt kan uppmätas.

Genom att det ovan beskrivna maskinstativet är uppbyggt så att temperaturdeformationer inte inducerar moment eller spänningar i konstruktionen och därmed inte ger upphov till svårbestämda krafter, vilket annars skulle vara fallet, är det möjligt att utan alltför krångliga beräkningar korrigera mätresultatet för uppträdande deformationer av alla typer under förutsättning att de i maskinstativet ingående kompo- nenternas längd kontinuerligt mätes. Av denna anledning är längmätningsorgan 24 anordnade i varje komponent hos stativet såsom schematiskt visas i figurerna 7 och 8. Organen 24 kan med fördel utgöras av invarbaserade mätsonder i enlighet med SE-B- 466 518, till vilken hänvisas för närmare detaljer om uppbyggnaden av sådana mätsonder, men även andra typer av längdmätningsorgan är naturligtvis möjliga att använda.

Vidare är benet 8 företrädesvis utformat så styvt att defor- mation på grund av dynamisk belastning blir försumbart liten och lagringarna för konsolerna 20,22 utformade så vridstyva i X-Y-planet att även lagersvängningarna i detta plan blir försumbart små. Üärigenom reduceras uppträdande deformationer till enbart längdförändringar, vilka uppmätes med hjälp av organen 24, och balkböjningar, vilka kan bestämmas med hjälp av elementär balkteori. Efter att deformationerna har be- stämts kan uppmätta positionsvärden lätt korrigeras.

För att förhindra en förflyttning av origopunkten genom utböjning av benet 8 vid dynamiska belastningar vid höga accelerationer måste detta utformas med mycket kraftiga dimensioner. För att undvika att utföra benet 8 i alltför kraftiga dimensioner för att därigenom förhindra en origoför- 10 15 20 25 30 35 500 234 12 flyttning, kan, såsom indikerats ovan, i en variant av den beskrivna utföringsformen istället en böjning av benet 8 tillåtas och därvid medelst givare mäta benets 8 utböjning i Y- och X-led. Givaren kan utföras så att den verkar mellan benet 8 och en referensbalk, som har ett med mycket hög precision bestämt läge relativt fundamentet 10. Alternativt bringas nämnda uppmätning av deformationen ske medelst en optisk eller en elektronisk beröringsfri givare. Det kan även vara lämpligt att, speciellt vid höga accelerationer, uppmäta benets 7 utböjning'i X-led. I en variant av uppfinningen är således maskinstavet försett med sådana givare.

För att mäta nämnda parametrar kan lämpliga kända mätmetoder, såsom optiska metoder, induktiva metoder eller kapacitiva metoder användas. Dylika mättekniker är väl kända, varför dessa inte beskrives i detta sammanhang.

I figurerna 9-14 visas olika typer av förbindningar, vilka liksom förbindningarna 14 och 17 medger translationsrörelse i en riktning samt rotationsrörelser i två mot varandra vinkel- räta plan. _ Figur 9a och figur 9 b visar en snittvy resp. en vy från sidan av en förbindning uppbyggd av ett linjärlager 25, t.ex. ett kul- eller rullagrat bord av vanligen förekommande stan- dardtyp, vilket är försett med en kulled 26. En sådan för- bindning kan ersätta förbindningarna 14 och 17 med kulleden fäst till balken 11 eller överliggaren 12 och linjärlagret fäst till benet 7 eller 9.

Figur 10a och figur 10b visar i en vy framifrån resp. i en delvis genomskuren vy från sidan en förbindning, som endast skiljer sig från de i figurerna 7 och 8 visade förbindningar- na 14 och 17 genom att en kula 27 löper i V-formade spår 28 upptagna i de element 29,30, som skall förbindas, t.ex. benet 7 och balken 11.

I figur 11 visas en portal motsvarande portalen 7,8,11 i figurerna 6-8, varvid de i den i figur 11 visade portalen 10 15 20 25 30 35 13 500 254 ingående komponenterna givits samma hänvisningsbeteckningar som i dessa figurer med tillägg av ett primtecken. I portalen 7',8',11' är benet 7'och balken 11' förbundna medelst en led 31, vilken medger samma rörelser som förbindelsen 14 och som visas i tvärsnitt i större skala i figur 12. Såsom framgår av denna figur innefattar denna förbindning 31 en i tvärsnitt H- formig länk 32 och två svängtappar 33,34, vilka löper genom motstående skänkeländar hos länken och igenom urtagningar i ändarna av balken 11' och benet 7”. Svängtappen 33 är i sin mitt utformad som en kula 35 och urtagningen i balken 11' har en denna kula komplementerande form. Balken 11' är förskjut- bar i X-led genom att länken 32 roterar kring tapparna 33,34 och kan rotera i ett Y-Z-plan kring tappen 33 och i ett X-Z- plan kring kulan 35.

I figur 13 visas en konsol 36, vilken medelst luftlager 37,38,39 är glidbar längs en balk 40 eller liknande i en riktning vinkelrät mot papperets plan. Luftlagren är förbund- na med konsolen 36 via kulleder 41,42,43 och kulleden 43 samt tillhörande luftlager 39 har gjorts fjädrande med hjälp av en fjädringsanordning 44. Därigenom är konsolen 36 icke vrid- styvt lagrad och kan förutom att glida längs balken 40 även vrida sig i papperets plan, vilket illustreras i figur 14, och i ett mot detta plan vinkelrätt plan.

I figur 15 visas en variant av förbindningen enligt figurerna 13 och 14, i vilken en konsol 45 uppbärande tre lageruppsätt- ningar 46,47,48, utgör förbindning mellan en balk 11" mot- svarande balken 11 i figurerna 6-8 och en överliggare 12" motsvarande överliggaren 12 i figurerna 6-8. Varje lagerupp- sättning 46,47,48 är uppbyggd av två lagerenheter anordnade efter varandra i längsriktningen för balken 11"' och varje lagerenhet är liksom de i figurerna 13 och 14 visade lageren- heterna uppbyggda av ett luftlager försett med en kulled. En sådan förbindning medger förutom den linjära förskjutningen av överliggaren 12" utmed balken 11" en vridning av över- liggaren 12"' i papperets plan.

I figur 16 visas en andra utföringsform av en koordinatmät- 10 15 20 25 30 500 254 14 maskin, vilken skiljer sig från den i figurerna 6-8 visade maskinen genom att det förskjutbara benet 9 enligt den i dessa figurer visade utföringsformen har ersatts med en fast portal 7B,8B,11B. I figur 16 har komponenter motsvarande likadana komponenter i figurerna 6-8 givits samma hänvis- ningsbeteckningar med tillägg av A eller B. Vid denna utfö- ringsform har massan hos stativets förskjutbara delar mins- kats jämfört med den i figurerna 6-8 visade utföringsformen, vilket innebär att de dynamiska belastningarna blir mindre.

Det påpekas i detta sammanhang att de längdförändringar och vridningar, som uppträder i en koordinatmätmaskins stativ, utgöres av bråkdelar av en millimeter resp. bråkdelar av en grad.

De beskrivna utföringsformerna av mätmaskiner kan naturligt- vis modifieras inom ramen för uppfinningen och även tillämpas på andra typer av koordinatmätmaskiner, t.ex. maskiner med stativ, som endast har en portal, eller stativ med förskjut- bar portal. Vidare är uppfinningen även tillämpbar på andra typer av maskiner än mätmaskiner av här angivet slag. Sålunda kan uppfinningen tillämpas på allehanda maskiner innefattande ett stativ vilket skall vara noggrannt inriktat mot ett objekt, exempelvis ett objekt som skall bearbetas. Därvid utnyttjas uppfinningen på ovan och nedan angivet sätt för att beräkna maskinstativets deformationer, varefter korrigeringar utföres av exempelvis ett bearbetningsverktygs läge relativt objektet. Föreliggande uppfinning är således inte begränsad till att appliceras på någon särskild typ av maskin, även om uppfinningen främst är avsedd att appliceras på mätmaskiner.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 500 234 15 Patentkrav

1. Maskinstativ, särskilt maskinstativ för s.k. koordinat- mätmaskiner, innefattande åtminstone en första portal be- stående av två parallella, relativt ett fundament (10) vrid- och böjstyvt infästa vertikala första och andra ben (7,8), vilka ben uppbär en horisontell balk (11), på vilken en stång eller motsvarande för uppbärande av ett mäthuvud eller ett verktyg eller motsvarande är förskjutbart uppburen, k ä n - n e t e c k n a t av att den horisontella balken (11) är förbunden med det första benet (8) medelst en led (13), som medger rotation av balken (11) i vertikalplanet för benen (7,8), och med det andra benet (7) medelst en förbindning (14), som medger rotation av balken (11) i nämnda vertikal- plan samt förskjutning av balken relativt det andra benet i balkens längsriktning.

2. Maskinstativ enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den mäthuvudet uppbärande stången är förskjutbart upp- buren på en överliggare (12), vilken i sin ena ände är upp- buren på den horisontella balken (11) förskjutbar i balkens längdriktning vinkelrätt mot överliggarens längsriktning och roterbar i ett mot balkens (11) längdriktning vinkelrätt vertikalplan.

3. Maskinstativ enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att överliggarens (12) ände motstående den med den horison- tella balken (11) förbundna änden är uppburen av ett tredje vertikalt ben (9) genom en förbindning, som medger förskjut- ning av överliggaren (12) relativt det tredje vertikala benet (9) i överliggarens längdriktning samt rotation av överligga- ren i ett vertikalplan parallellt med ett vertikalplan genom portalen (7,8,11), med vilken överliggarens motstående ände är förbunden, och i ett mot detta plan vinkelrätt vertikal- plan.

4. Maskinstativ enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att överliggarens (12A) ände motstående den med den horison- tella balken (11A) förbundna änden är uppburen av en andra 10 15 20 25 30 25 500 254 16 portal (7B,8B,11B), som är identisk med den första portalen (7A,8A,l1A).

5. Maskinstativ enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a t av förbindelsen mellan det andra benet (7) och den ovanpåliggande balken (11) även medger rotation kring en axel, som löper i balkens längdriktning.

6. Maskinstativ enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att leden mellan det första benet (8) och den ovanpåliggande balken (11) även medger rotation kring en axel, som löper i balkens längdriktning.

7. Maskinstativ enligt krav 5 och 6, k ä n n e t e c k n a t av att förbindelserna mellan balken (11) och de första och andra benen (8,7) medger rotation i alla plan.

8. Maskinstativ enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a t av att längdmätningsorgan (24) är anordna- de för att mäta längden av de i maskinstativet ingående komponenterna (7-12;7A,8A,10A,11A,12A,7B,8B,11B).

9. Maskinstativ enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t a v, att ett mätorgan förefinns anordnat mäta det första benets (8;8A,8B) utböjning.

10. Maskinstativ enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att organ är anordnade för att mäta det andra benets (7;7A,7B) utböjning. '

11. Sätt att vid maskinstativ, särskilt maskinstativ för s.k. koordinatmätmaskiner, innefattande åtminstone en första portal (7,8,11) bestående av två parallella, relativt ett fundament vrid- och böjstyvt infästa vertikala första och andra ben (7,8), vilka ben uppbär en horisontell balk (11), på vilken en stång eller motsvarande för uppbärande av ett mäthuvud eller ett verktyg eller motsvarande är förskjutbart uppburen, bestämma den av maskinstativets deformation be- tingade geometrin hos portalen, k ä n n e't e c k n a t av 10 15 20 25 30 1", 500 234 att den horisontella balken (11) förbindes med det första benet (8) medelst en led (13), som medger rotation av balken i ett vertikalplan innehållande benen (7,8), och med det andra benet (7) medelst en förbindning, som medger rotation av balken i nämnda vertikalplan samt förskjutning av balken relativt det andra benet i balkens längsriktning; att de absoluta längderna av de vertikala benen samt funda- mentet (10) längs en linje sammanfallande med projektionen av den horisontella balken uppmätes.

12. Sätt enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a t av att utböjningen av den horisontella balken (11) beroende på läget av det av stången uppburna mäthuvudet beräknas enligt elemen- tarfallet för rak balk på två stöd belastad med en punktlast.

13. Sätt enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a t av att maskinstativet uppbygges så att alla horisontella balkar (11,12;11A,12A,11B)i sina ändar förbindes med uppbärande komponenter (7,8,11,9;7A,8A,11A,12A,7B,8B,l1B) medelst sådana förbindningar (13,14,16,17;13A,14A,16A,17B,13B,143) att bägge balkändarna är roterbara i ett vertikalplan genom resp. balks längssymmetriplan och en ände är förskjutbar i balkens längs- riktning och att de horisontella balkarnas nedböjning be- räknas enligt elementarfallet för rak balk på två stöd be- lastad med en punktlast.

14. Sätt enligt något av kraven 11-13, k ä n n e t e c k - n a t av att utböjningen av varje portals (7,8,11;7A, 8A,11A,7B,8B,11B) första ben (8;8A,8B) uppmätes.