DE102016201574B4 - Coordinate measuring machine with a quill, method for operating the coordinate measuring machine and method for manufacturing the coordinate measuring machine - Google Patents
Coordinate measuring machine with a quill, method for operating the coordinate measuring machine and method for manufacturing the coordinate measuring machine Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016201574B4 DE102016201574B4 DE102016201574.5A DE102016201574A DE102016201574B4 DE 102016201574 B4 DE102016201574 B4 DE 102016201574B4 DE 102016201574 A DE102016201574 A DE 102016201574A DE 102016201574 B4 DE102016201574 B4 DE 102016201574B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- quill
- connecting line
- coordinate measuring
- measuring machine
- facing surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
- G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
- G01B3/002—Details
- G01B3/008—Arrangements for controlling the measuring force
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
- G01B5/0016—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to weight
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Koordinatenmessgerät (1) mit einer Pinole (27; 57), an der ein Sensor zum Aufnehmen von Messwerten zur Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks (12) anbringbar ist und deren vertikale Position durch Bewegung der Pinole (27; 57) einstellbar ist, wobei eine nach oben weisende Oberfläche (44) der Pinole (27) und/oder eine nach oben weisende Oberfläche (65) eines mit der Pinole (57) verbundenen Bauteils (64), das sich bei einer Bewegung der Pinole (57) mitbewegt, zumindest einen während eines Betriebes des Koordinatenmessgerätes unter Unterdruck stehenden Gasraum begrenzt, so dass die Pinole (27; 57) eine nach oben gerichtete Kraft erfährt, die einer Differenz zwischen einem Gasdruck in einer Umgebung der Pinole (27; 57) und dem Unterdruck entspricht.Coordinate measuring device (1) with a quill (27; 57) on which a sensor for recording measured values for determining coordinates of a workpiece (12) can be attached and the vertical position of which can be adjusted by moving the quill (27; 57) upwardly facing surface (44) of the quill (27) and / or an upwardly facing surface (65) of a component (64) connected to the quill (57) which moves with a movement of the quill (57), at least one limited gas space which is under negative pressure during operation of the coordinate measuring machine, so that the quill (27; 57) experiences an upward force which corresponds to a difference between a gas pressure in the vicinity of the quill (27; 57) and the negative pressure.
Description
Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät mit einer Pinole, an der ein Sensor zum Aufnehmen von Messwerten zur Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks anbringbar ist und deren vertikale Position durch Bewegung der Pinole einstellbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Koordinatenmessgeräts.The invention relates to a coordinate measuring device with a quill, to which a sensor for recording measured values for determining coordinates of a workpiece can be attached and the vertical position of which can be adjusted by moving the quill. The invention also relates to a method for operating and a method for producing such a coordinate measuring device.
Koordinatenmessgeräte mit einer Pinole sind seit langem bekannt. Der Sensor (z.B. ein taktiler Sensor oder ein optischer Sensor) wird oder ist meist am unteren Ende der Pinole befestigt. Während des Betriebes des Koordinatenmessgeräts wird die Pinole bewegt, insbesondere um das zu vermessende Werkstück aus verschiedenen Sensorpositionen abzutasten. Pinolen werden z.B. an Koordinatenmessgeräten in Portalbauweise oder in Gantry-Bauweise eingesetzt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Typen von Koordinatenmessgeräten beschränkt.Coordinate measuring machines with a quill have been known for a long time. The sensor (e.g. a tactile sensor or an optical sensor) is or is usually attached to the lower end of the quill. While the coordinate measuring machine is in operation, the quill is moved, in particular in order to scan the workpiece to be measured from different sensor positions. Quills are e.g. used on coordinate measuring machines in portal design or in gantry design. However, the invention is not restricted to these types of coordinate measuring machines.
Die Pinole ist relativ zu einem tragenden Teil des Koordinatenmessgeräts beweglich und durch Bewegung der Pinole ist die vertikale Position der Pinole einstellbar. Es besteht daher das Problem, dass das Gewicht der Pinole die Vermessung des von dem Koordinatenmessgerät zu vermessenden Werkstücks beeinflussen kann. Insbesondere kann das Gewicht zu einer Verformung von tragenden Teilen des Koordinatenmessgeräts führen, insbesondere abhängig von der Position der Pinole relativ zu der Basis des Koordinatenmessgeräts. Ferner kann sich das Gewicht der Pinole störend auf die Messung der Position der Pinole auswirken. Außerdem kann das Gewicht der Pinole bei der Bewegung der Pinole störend sein. Insbesondere bewirkt das Gewicht eine Trägheit und können daher Maximalwerte für die Beschleunigung und Geschwindigkeit bei der Bewegung der Pinole vorgegeben sein.The quill is movable relative to a supporting part of the coordinate measuring machine and the vertical position of the quill can be adjusted by moving the quill. There is therefore the problem that the weight of the quill can influence the measurement of the workpiece to be measured by the coordinate measuring machine. In particular, the weight can lead to a deformation of load-bearing parts of the coordinate measuring machine, in particular depending on the position of the quill relative to the base of the coordinate measuring machine. Furthermore, the weight of the quill can interfere with the measurement of the position of the quill. In addition, the weight of the quill can interfere with the movement of the quill. In particular, the weight causes inertia and maximum values can therefore be specified for the acceleration and speed during the movement of the quill.
Anordnungen zum Ausgleichen der Gewichtskraft sind bereits vorgeschlagen worden. Früher wurde der Gewichtsausgleich durch Gegengewichte vorgenommen. Koordinatenmessgeräte dieser Art sind z.B. in der
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, anstelle des Gegengewichts Pneumatikzylinder vorzusehen. Ein entsprechendes Koordinatenmessgerät ist beispielsweise in der
Vorbekannte Kompensationseinrichtungen haben auch den Nachteil eines hohen Platzbedarfs. So weist z.B. das Koordinatenmessgerät (im Folgenden abgekürzt durch KMG) nach
Kompensationseinrichtungen mit mechanischen Federn haben prinzipiell den Nachteil, dass sie das Gewicht der Pinole nicht in allen vertikalen Positionen der Pinole exakt ausgleichen können.Compensation devices with mechanical springs in principle have the disadvantage that they cannot exactly balance the weight of the quill in all vertical positions of the quill.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Koordinatenmessgerät mit einer Pinole anzugeben, deren Gewicht kompensiert werden kann, ohne zusätzliche Kräfte zu erzeugen, die bei der Bewegung der Pinole störend sind. Insbesondere soll die Gewichtskraftkompensation einstellbar sein, um unterschiedliche Gewichte von wahlweise und austauschbar an der Pinole angebrachten Gelenken, Messköpfen, und/oder Messsensoren zum Abtasten des zu vermessenden Werkstücks ebenfalls kompensieren zu können. Weitere Aufgaben der Erfindung sind es, ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts und ein Verfahren zum Herstellen eines entsprechenden Koordinatenmessgeräts anzugeben.It is an object of the present invention to provide a coordinate measuring machine with a quill whose weight can be compensated without generating additional forces which interfere with the movement of the quill. In particular, the weight force compensation should be adjustable in order to also be able to compensate for different weights of joints, measuring heads and / or measuring sensors for scanning the workpiece to be measured, which are optionally and exchangeably attached to the quill. Further objects of the invention are to specify a corresponding method for operating a coordinate measuring machine and a method for producing a corresponding coordinate measuring machine.
Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird das Gewicht der Pinole zumindest teilweise durch einen Unterdruck in zumindest einem Gasraum kompensiert, der oberhalb eines Materialbereichs liegt. Der Materialbereich ist Teil der Pinole und/oder eines fest mit der Pinole verbundenen zusätzlichen Bauteils und begrenzt den zumindest einen Gasraum. Da der Druck in dem Gasraum geringer als in der Umgebung der Pinole ist, kann er als Unterdruck bezeichnet werden und kann der Zustand des Gasraumes als Vakuum bezeichnet werden. Um das Gewicht, d.h. die Gewichtskraft, der Pinole zumindest teilweise kompensieren zu können, liegt der Gasraum oberhalb des Teils der Pinole und/oder des zusätzlichen, mit der Pinole verbundenen Bauteils. Die Erfindung ist nicht auf einen einzigen Gasraum mit Unterdruck beschränkt. Vielmehr kann die Pinole und/oder oder zumindest ein mit der Pinole fest verbundenes zusätzliches Bauteil insgesamt mehr als einen unter Unterdruck stehenden Gasraum an dessen Unterseite begrenzen.According to a basic idea of the present invention, the weight of the quill is at least partially compensated for by a negative pressure in at least one gas space which is above a material area. The material area is part of the quill and / or an additional component firmly connected to the quill and delimits the at least one gas space. Since the pressure in the gas space is lower than in the vicinity of the quill, it can be referred to as negative pressure and the state of the gas space can be referred to as vacuum. To get the weight, i.e. the weight force to be able to at least partially compensate the quill, the gas space lies above the part of the quill and / or the additional component connected to the quill. The invention is not limited to a single gas space with negative pressure. Rather, the quill and / or at least one additional component firmly connected to the quill can delimit more than one gas space under negative pressure on its underside.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein Unterdruck in dem zumindest einen Gasraum auf einfache Weise und zu geringen Herstellungskosten erzeugt werden kann. Ferner verursacht das in dem Gasraum und dessen Zuleitung unter geringem Druck stehende Gas bei Bewegung der Pinole keine erhebliche Reibung und daher keine Reibungs- und Querkräfte, die die Dynamik der Bewegung der Pinole nachteilig beeinflussen. Dies ermöglicht insbesondere bei einer geradlinigen Bewegung der Pinole eine sehr hohe Bewegungsdynamik bei ebenfalls hoher Genauigkeit der Einstellung der vertikalen Position der Pinole. Anders ausgedrückt beeinflusst die vakuum-basierte Gewichtskompensation eine exakte Bewegungsführung der Pinole nicht negativ.The invention has the advantage that a negative pressure can be generated in the at least one gas space in a simple manner and at low production costs. Furthermore, the gas, which is under low pressure in the gas space and its supply line, does not cause any significant friction when the quill moves and therefore no frictional and transverse forces which adversely affect the dynamics of the quill movement. In particular, when the quill moves in a straight line, this enables very high dynamics of movement with an equally high level of accuracy in setting the vertical position of the quill. In other words, the vacuum-based weight compensation does not adversely affect the precise motion control of the quill.
Ein weiterer Vorteil der Nutzung von Vakuum zur Gewichtskompensation besteht darin, dass in dem Gasraum auch bei Bewegung der Pinole keine Wärme erzeugt wird, wie es bei Reibung zwischen beweglichen Teilen bekannter Kompensationseinrichtungen der Fall ist. Wärme führt zu Änderungen der Abmessungen der betroffenen Teile des Koordinatenmessgeräts und kann insbesondere zu Messfehlern beim Ablesen der Maßstäbe von Bewegungsachsen führen.Another advantage of using a vacuum to compensate for weight is that no heat is generated in the gas space even when the quill moves, as is the case with friction between movable ones Share known compensation devices is the case. Heat leads to changes in the dimensions of the affected parts of the coordinate measuring machine and can in particular lead to measurement errors when reading the scales of axes of movement.
Insbesondere können die Bewegungsmechanik und der Bewegungsantrieb der Pinole wie aus dem Stand der Technik bekannt ausgeführt sein. Z.B. kann eine Luftlagerung vorgesehen sein, die die Bewegung der Pinole relativ zu einem tragenden Teil lagert. Z.B. kann die Bewegung der Pinole über einen Reibradantrieb angetrieben werden. Es können aber auch andere Antriebe (z.B. über Zahnrad und/oder Spindel) eingesetzt werden.In particular, the movement mechanism and the movement drive of the quill can be designed as known from the prior art. E.g. an air bearing can be provided which supports the movement of the quill relative to a supporting part. E.g. the movement of the quill can be driven by a friction wheel drive. However, other drives can also be used (e.g. via a gear wheel and / or spindle).
Unter einer Pinole eines Koordinatenmessgeräts wird ein bewegliches Teil verstanden, dessen vertikale Position (d.h. Position in vertikaler Richtung) einstellbar ist. An der Pinole ist ein Sensor zum Aufnehmen von Messwerten zum Zweck der Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks angebracht oder anbringbar. Um das Gewicht der Pinole gering zu halten, kann die Pinole innen hohl sein. Dies ist jedoch kein für eine Pinole zwingend erforderliches Merkmal. Insbesondere kann die Pinole in der vertikalen Richtung linear beweglich sein, sodass die vertikale Position unmittelbar durch Bewegen der Pinole in der vertikalen Richtung eingestellt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Pinole nicht oder nicht exakt in vertikaler Richtung linear beweglich ist, sondern das Koordinatenmessgerät eine Bewegungsmechanik aufweist, die die Pinole in anderer Weise von oben nach unten bewegt (und umgekehrt). Z.B. kann die Pinole an einer Parallelogramm-Bewegungsmechanik angebracht sein. Der Bewegung in vertikaler Richtung kann daher eine Bewegung in anderer Richtung und/oder um eine Drehachse überlagert sein. In jedem Fall weist das Koordinatenmessgerät ein tragendes Teil auf, relativ zu dem die Pinole von oben nach unten und umgekehrt beweglich ist. Die vertikale Position der Pinole wird z.B. relativ zu diesem tragenden Teil gemessen. Das tragende Teil kann wiederum beweglich relativ zu einem anderen Teil des Koordinatenmessgeräts sein. Bei dem tragenden Teil kann es sich z.B. um einen Querschlitten des Koordinatenmessgeräts handeln, der in horizontaler Richtung linearbeweglich ist. Sämtliche beweglichen Teile des Koordinatenmessgeräts können manuell und/oder maschinell angetrieben werden, um sie zu bewegen. Insbesondere kann der Messsensor unten an der Pinole befestigt sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Meist wird der Sensor über eine mechanische Schnittstelle auswechselbar an der Pinole befestigt, z.B. über einen Wechselteller. Ferner ist es bekannt, den Sensor (z.B. taktilen oder optischen Sensor) über einen Messkopf an der Pinole zu befestigen. Ferner optional kann der Sensor über zumindest eine Bewegungsmechanik (z.B. ein Drehgelenk oder Dreh-/ Schwenkgelenk) an der Pinole befestigt sein.A quill of a coordinate measuring machine is understood to be a moving part whose vertical position (i.e. position in the vertical direction) can be adjusted. A sensor for recording measured values for the purpose of determining coordinates of a workpiece is attached or can be attached to the quill. To keep the weight of the quill low, the quill can be hollow on the inside. However, this is not a mandatory feature for a quill. In particular, the quill can be linearly movable in the vertical direction, so that the vertical position is adjusted directly by moving the quill in the vertical direction. However, it is also possible that the quill is not or not exactly linearly movable in the vertical direction, but the coordinate measuring machine has a movement mechanism that moves the quill from top to bottom in a different way (and vice versa). E.g. the quill can be attached to a parallelogram movement mechanism. The movement in the vertical direction can therefore be superimposed on a movement in another direction and / or about an axis of rotation. In any case, the coordinate measuring machine has a supporting part, relative to which the quill is movable from top to bottom and vice versa. The vertical position of the quill is e.g. measured relative to this supporting part. The supporting part can in turn be movable relative to another part of the coordinate measuring machine. The load-bearing part can e.g. be a cross slide of the coordinate measuring machine, which is linearly movable in the horizontal direction. All moving parts of the coordinate measuring machine can be driven manually and / or by machine in order to move them. In particular, the measuring sensor can be attached to the bottom of the quill. However, this is not absolutely necessary. Usually the sensor is attached to the quill in an exchangeable manner via a mechanical interface, e.g. via an adapter plate. It is also known to attach the sensor (e.g. tactile or optical sensor) to the quill using a measuring head. Furthermore, the sensor can optionally be attached to the quill via at least one movement mechanism (e.g. a swivel joint or swivel / swivel joint).
Wie bereits erwähnt ist der Begriff Koordinatenmessgerät nicht auf Koordinatenmessgeräte in Portalbauweise beschränkt, sondern schließt z. B. insbesondere auch Geräte in Gantrybauweise mit ein. Auch können von dem Begriff optional Maschinen mit erfasst sein, die zwar nicht primär als Koordinatenmessgeräte konzipiert sind, die aber so eingerichtet sind, wie ein Koordinatenmessgerät zu arbeiten. Z. B. gehören dazu Werkzeugmaschinen, an denen anstelle eines Bearbeitungswerkzeuges ein Sensor zur Erfassung der Werkstückoberfläche (beispielsweise ein taktiler Sensor) an einer Pinole befestigt ist. Bezüglich der Bewegungsmechanik sind außer Portalmechaniken mit zueinander kaskadierten linearen Bewegungsachsen beispielsweise Hexapodenmechaniken mit einer Pinole möglich.As already mentioned, the term coordinate measuring machine is not limited to coordinate measuring machines in portal design, but includes z. B. in particular also devices with a gantry design. The term optionally also includes machines that are not primarily designed as coordinate measuring machines, but that are set up to work like a coordinate measuring machine. This includes, for example, machine tools on which, instead of a machining tool, a sensor for detecting the workpiece surface (for example a tactile sensor) is attached to a quill. With regard to the movement mechanics, in addition to portal mechanics with linear movement axes cascaded to one another, for example hexapod mechanics with a quill are possible.
Insbesondere wird ein Koordinatenmessgerät mit einer Pinole vorgeschlagen, an der ein Sensor zum Aufnehmen von Messwerten zur Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks anbringbar ist und deren vertikale Position durch Bewegung der Pinole einstellbar ist. Eine nach oben weisende Oberfläche der Pinole und/oder eine nach oben weisende Oberfläche eines mit der Pinole verbundenen Bauteils, das sich bei einer Bewegung der Pinole mitbewegt, begrenzt zumindest einen während eines Betriebes des Koordinatenmessgerätes unter Unterdruck stehenden Gasraum, so dass die Pinole eine nach oben gerichtete Kraft erfährt, die einer Differenz zwischen einem Gasdruck in einer Umgebung der Pinole und dem Unterdruck entspricht.In particular, a coordinate measuring device with a quill is proposed, on which a sensor for recording measured values for determining coordinates of a workpiece can be attached and whose vertical position can be adjusted by moving the quill. An upward-facing surface of the quill and / or an upward-facing surface of a component connected to the quill, which moves along with a movement of the quill, delimits at least one gas space that is under negative pressure during operation of the coordinate measuring machine, so that the quill Upward force is experienced, which corresponds to a difference between a gas pressure in a vicinity of the quill and the negative pressure.
Ferner wird ein Verfahren vorgeschlagen zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts mit einer Pinole, an der ein Sensor zum Aufnehmen von Messwerten zur Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks angebracht ist und deren vertikale Position durch Bewegung der Pinole eingestellt wird, wobei an einer nach oben weisenden Oberfläche der Pinole und/oder an einer nach oben weisenden Oberfläche eines mit der Pinole verbundenen Bauteils, das sich bei einer Bewegung der Pinole mitbewegt, ein Unterdruck erzeugt wird, so dass die Pinole eine nach oben gerichtete Kraft erfährt, die einer Differenz zwischen einem Gasdruck in einer Umgebung der Pinole und dem Unterdruck entspricht. Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Koordinatenmessgeräts.Furthermore, a method is proposed for operating a coordinate measuring machine with a quill, on which a sensor for recording measured values for determining coordinates of a workpiece is attached and the vertical position of which is set by moving the quill, wherein on an upward-facing surface of the quill and / or a negative pressure is generated on an upwardly facing surface of a component connected to the quill and which moves with a movement of the quill, so that the quill experiences an upward force that is a difference between a gas pressure in an area surrounding the Quill and the negative pressure. Refinements of the operating method result from the description of the refinements of the coordinate measuring machine.
Außerdem wird ein Verfahren vorgeschlagen zum Herstellen eines Koordinatenmessgeräts, insbesondere des Koordinatenmessgeräts nach einer der beschriebenen Ausgestaltungen, mit folgenden Schritten:
- • Anordnen einer Pinole an einer tragenden Konstruktion des Koordinatenmessgeräts, sodass eine vertikale Position der Pinole durch Bewegung der Pinole einstellbar ist, wobei an der Pinole ein Sensor zum Aufnehmen von Messwerten zur Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks anbringbar ist,
- • Ausbilden zumindest eines Gasraumes oberhalb einer nach oben weisenden Oberfläche der Pinole und/oder oberhalb einer nach oben weisende Oberfläche eines mit der Pinole verbundenen Bauteils, das sich bei einer Bewegung der Pinole mitbewegt, wobei der Gasraum während eines Betriebes des Koordinatenmessgerätes unter Unterdruck steht, so dass die Pinole während des Betriebes eine nach oben gerichtete Kraft erfährt, die einer Differenz zwischen einem Gasdruck in einer Umgebung der Pinole und dem Unterdruck entspricht.
- • Arranging a quill on a supporting structure of the coordinate measuring machine so that a vertical position of the quill can be adjusted by moving the quill, with a sensor for recording measured values for determining the coordinates of a workpiece being attachable to the quill,
- • Forming at least one gas space above an upward-facing surface of the quill and / or above an upward-facing surface of a component connected to the quill, which moves with a movement of the quill, wherein the gas space is under negative pressure during operation of the coordinate measuring machine, so that the quill experiences an upward force during operation, which corresponds to a difference between a gas pressure in the vicinity of the quill and the negative pressure.
Der zumindest eine Gasraum kann über eine Verbindungsleitung mit einer Unterdruck-Erzeugungseinrichtung verbunden sein. Vorzugsweise ist/wird die Unterdruck-Erzeugungseinrichtung separat und entfernt von dem Koordinatenmessgerät angeordnet. Die Verbindungsleitung verbindet daher den Gasraum, der durch die nach oben weisende Oberfläche begrenzt wird/ist mit der Unterdruck-Erzeugungseinrichtung, wenn das Koordinatenmessgerät betrieben wird. Die Unterdruck-Erzeugungseinrichtung ist jedoch nicht Teil des Koordinatenmessgeräts. Z.B. kann die Unterdruck-Erzeugungseinrichtung zumindest eine Vakuumpumpe aufweisen, die zumindest den Innenraum der Verbindungsleitung und optional auch einen Gasbehälter teilweise evakuiert, der vorzugsweise ebenfalls separat und entfernt von dem Koordinatenmessgerät angeordnet ist/wird. Ein solcher Gasbehälter stellt ein Puffervolumen zur Verfügung, um den Gasdruck innerhalb der Verbindungsleitung und damit auch in den Gasraum in der nach oben weisenden Oberfläche konstant zu halten.The at least one gas space can be connected to a negative pressure generating device via a connecting line. Preferably, the vacuum generating device is / is arranged separately and remotely from the coordinate measuring machine. The connecting line therefore connects the gas space, which is / is delimited by the upwardly facing surface, with the negative pressure generating device when the coordinate measuring machine is operated. However, the vacuum generating device is not part of the coordinate measuring machine. E.g. For example, the negative pressure generating device can have at least one vacuum pump which partially evacuates at least the interior of the connecting line and optionally also a gas container, which is / is preferably also arranged separately and remotely from the coordinate measuring machine. Such a gas container provides a buffer volume in order to keep the gas pressure constant within the connecting line and thus also in the gas space in the upwardly facing surface.
Insbesondere weist das Koordinatenmessgerät eine Verbindungsleitung auf, die gemeinsam mit der nach oben weisenden Oberfläche den Gasraum begrenzt und eine Verbindung des Gasraums mit einer Unterdruck-Erzeugungseinrichtung ermöglicht. Bei der Verbindungsleitung, die Teil des Koordinatenmessgeräts ist, kann es sich um die gesamte Verbindungsleitung oder um einen Abschnitt der gesamten Verbindungsleitung handeln, die zu der Unterdruck-Erzeugungseinrichtung führt, während das Koordinatenmessgerät betrieben wird. Ein Verlauf, eine Form und/oder eine Größe der Verbindungsleitung des KMG ist variabel und passt sich bei Bewegung der Pinole an eine vertikale Position der Pinole an, so dass die nach oben weisende Oberfläche den unter Unterdruck stehenden Gasraum jeweils in verschiedenen vertikalen Positionen der Pinole begrenzt und die Pinole daher in den verschiedenen vertikalen Positionen jeweils eine nach oben gerichtete Kraft erfährt.In particular, the coordinate measuring machine has a connecting line which, together with the upward-facing surface, delimits the gas space and enables the gas space to be connected to a vacuum generating device. The connecting line, which is part of the coordinate measuring machine, can be the entire connecting line or a section of the entire connecting line that leads to the negative pressure generating device while the coordinate measuring machine is being operated. A course, shape and / or size of the connecting line of the CMM is variable and adapts itself to a vertical position of the quill when the quill is moved, so that the upward-facing surface of the gas space under negative pressure is in different vertical positions of the quill limited and the quill therefore experiences an upward force in each of the various vertical positions.
Dem entspricht bei dem Betriebsverfahren die Verwendung einer derartigen Verbindungsleitung, die zumindest Teil einer Verbindung des Gasraums mit einer Unterdruck-Erzeugungseinrichtung ist.In the operating method, this corresponds to the use of a connecting line of this type which is at least part of a connection between the gas space and a vacuum generating device.
Bezüglich des Herstellungsverfahrens entspricht dem, eine derartige Verbindungsleitung zu der nach oben weisenden Oberfläche zu führen, sodass die Verbindungsleitung gemeinsam mit der nach oben weisenden Oberfläche den Gasraum begrenzt und eine Verbindung des Gasraums mit einer Unterdruck-Erzeugungseinrichtung ermöglicht.With regard to the production method, this corresponds to leading such a connecting line to the upward-facing surface, so that the connecting line, together with the upward-facing surface, delimits the gas space and enables the gas space to be connected to a vacuum generating device.
Da der Verlauf, die Form und/oder die Größe der Verbindungsleitung des KMG variabel ist/sind, kann die Pinole bewegt werden und herrscht während des Betriebes des KMG an der nach oben weisenden Oberfläche der Unterdruck. In Bezug auf eine Verbindungsleitung mit variablem Verlauf bedeutet dies, dass sich der Verlauf der Verbindungsleitung oder zumindest eines Abschnitts der Verbindungsleitung von der nach oben weisenden Oberfläche zu der Unterdruck-Erzeugungseinrichtung ändert, wenn die Pinole bewegt wird und sich daher die vertikale Position der Pinole verändert. Wenn sich lediglich der Verlauf der Verbindungsleitung durch die Bewegung der Pinole ändert, hat dies den Vorteil, dass sich das Volumen innerhalb der Verbindungsleitung nicht ändert und daher auch der Unterdruck nicht durch die Bewegung der Pinole verändert wird. Since the course, the shape and / or the size of the connecting line of the CMM is / are variable, the quill can be moved and there is negative pressure on the upward-facing surface during operation of the CMM. With regard to a connecting line with a variable course, this means that the course of the connecting line or at least a section of the connecting line changes from the upwardly facing surface to the vacuum generating device when the quill is moved and therefore the vertical position of the quill changes . If only the course of the connecting line changes due to the movement of the quill, this has the advantage that the volume within the connecting line does not change and therefore the negative pressure is not changed either by the movement of the quill.
Allerdings kann es verhältnismäßig aufwendig sein, die Erzeugung von Zwangskräften auf die Pinole zu vermeiden, wenn sich lediglich der Verlauf der Verbindungsleitung bei Bewegung der Pinole ändert.However, it can be relatively expensive to avoid the generation of constraining forces on the quill if only the course of the connecting line changes when the quill moves.
Daher wird bevorzugt, dass sich die Form und/oder die Größe der Verbindungsleitung des KMG ändern, wenn die vertikale Position der Pinole verändert wird. Insbesondere wird in diesem Fall eine Längenänderung der Verbindungsleitung des KMG bevorzugt. Z.B. können in diesem Fall Vakuumschläuche als Verbindungsleitung verwendet werden, die aus der Handhabungstechnik zum Heben und Tragen von Gegenständen bekannt sind. Bei der Anwendung dieser Handhabungstechnik werden zumeist hochgewichtige Gegenstände angehoben und in dem gehobenen Zustand transportiert, wobei an einer nach oben weisenden Oberfläche des gehobenen Gegenstandes ein Gasraum mit Unterdruck vorhanden ist.It is therefore preferred that the shape and / or size of the connecting line of the CMM change when the vertical position of the quill is changed. In this case, a change in length of the connecting line of the CMM is particularly preferred. E.g. In this case, vacuum hoses can be used as connecting lines, which are known from handling technology for lifting and carrying objects. When using this handling technique, heavy objects are mostly lifted and transported in the lifted state, a gas space with negative pressure being present on an upwardly facing surface of the lifted object.
Es wird daher in Bezug auf die Verbindungsleitung des KMG bevorzugt, dass sich die Verbindungsleitung ausgehend von der nach oben weisenden Oberfläche nach oben erstreckt. Dies ermöglicht bei Veränderung der vertikalen Position der Pinole, dass sich die Länge der Verbindungsleitung in vertikaler Richtung an die veränderte oder sich verändernde vertikale Position der Pinole anpasst. Insbesondere bleibt das Ende der Verbindungsleitung an der nach oben weisenden Oberfläche während der Bewegung der Pinole permanent in Kontakt mit dem Teil, das die nach oben weisende Oberfläche bildet. Dadurch ist der Gasraum, den die nach oben weisende Oberfläche gemeinsam mit der Verbindungsleitung begrenzt, jedenfalls im Bereich der Pinole permanent während der Bewegung nach außen abgeschlossen. Sehr geringe Gas-Undichtigkeiten im Bereich der Pinole können auf einfache Weise durch den Betrieb der Unterdruck-Erzeugungseinrichtung (z.B. der zumindest einen Vakuumpumpe) ausgeglichen werden, sodass der Unterdruck z.B. permanent während der Bewegung der Pinole konstant bleibt.With regard to the connecting line of the CMM, it is therefore preferred that the connecting line extends upwards from the surface pointing upwards. When changing the vertical position of the quill, this enables the length of the connecting line in the vertical direction to adapt to the changed or changing vertical position of the quill. In particular, the end of the connecting line on the upwardly facing surface remains permanently in contact with the part that forms the upwardly facing surface during the movement of the quill. As a result, the gas space, which the upwardly facing surface together with the connecting line delimits, is permanently closed off at least in the area of the quill during the movement to the outside. Very slight gas leaks in the area of the quill can easily be compensated for by operating the vacuum generating device (eg the at least one vacuum pump) so that the vacuum remains constant, for example, permanently while the quill is moving.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Verbindungsleitung einen Vakuumschlauch auf, dessen Länge veränderbar ist, wobei sich die Länge des Vakuumschlauchs mit einer Bewegung der Pinole nach unten vergrößert und umgekehrt (d.h. mit einer Bewegung der Pinole nach oben verkleinert sich die Länge). Eine Verbindungsleitung (insbesondere ein Vakuumschlauch), deren Länge veränderbar ist, hat den Vorteil, dass die Verbindungsleitung die Positionsänderung ihres Endes an der Pinole zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig ausgleichen kann. Es ist daher keine aufwendige zusätzliche mechanische Konstruktion erforderlich, die die Position des Endes der Verbindungsleitung an die veränderte vertikale Position der Pinole anpasst und/oder Zwangskräfte durch die Umlenkung von Leitungsabschnitten der Verbindungsleitung reduziert.According to an advantageous embodiment, the connecting line has a vacuum hose, the length of which can be changed, the length of the vacuum hose increasing with a downward movement of the quill and vice versa (i.e. with an upward movement of the quill, the length is reduced). A connecting line (in particular a vacuum hose), the length of which can be changed, has the advantage that the connecting line can at least partially and preferably completely compensate for the change in position of its end on the quill. There is therefore no need for a complex additional mechanical construction that adapts the position of the end of the connecting line to the changed vertical position of the quill and / or reduces constraining forces by deflecting line sections of the connecting line.
Zwar können auch aufgrund einer Längenänderung der Verbindungsleitung Kräfte auf die Pinole ausgeübt werden. Diese Kräfte können jedoch bei geeigneter Wahl der Verbindungsleitung eine sehr geringe Stärke haben. Z.B. kann die Verbindungsleitung einen teleskopartig längenveränderbaren Körper aufweisen, dessen Länge sich mit einer Bewegung der Pinole nach unten vergrößert und umgekehrt. Die zwischen den einzelnen Elementen des teleskopartig längenveränderbaren Körpers wirkenden Reibungskräfte können durch geeignete Wahl des Materials oder der Materialien insbesondere an den aneinander angrenzenden Oberflächen der Segmente minimiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindungsleitung wie bereits erwähnt einen Vakuumschlauch aufweisen, dessen Länge veränderbar ist. Aus der bereits genannten Handhabungstechnik sind geeignete Vakuumschläuche bekannt, deren Länge ebenfalls veränderbar ist.It is true that forces can also be exerted on the quill due to a change in length of the connecting line. With a suitable choice of the connecting line, however, these forces can have a very low strength. E.g. The connecting line can have a telescopically adjustable body, the length of which increases with a downward movement of the quill and vice versa. The frictional forces acting between the individual elements of the telescopically variable-length body can be minimized by a suitable choice of the material or materials, in particular on the surfaces of the segments that are adjacent to one another. As an alternative or in addition, the connecting line can have a vacuum hose, the length of which can be changed, as already mentioned. Suitable vacuum hoses are known from the handling technology already mentioned, the length of which can also be changed.
Vorzugsweise verläuft entlang einer Wand des Vakuumschlauchs zumindest ein elastisch verformbares Stabilisierungselement, das die Wand gegen Kräfte stabilisiert, welche aufgrund des Unterdrucks auf die Wand einwirken. Bereiche der Wand zwischen Abschnitten des Stabilisierungselements können z.B. von einem tuchförmigen Material gebildet sein, z.B. einem Gewebe oder Vlies mit luftdichter Beschichtung oder Imprägnierung, oder einer oder mehreren Lagen Kunststoff (in welchem Fall auf ein Gewebe verzichtet werden kann). Das elastisch verformbare Stabilisierungselement ist insbesondere so ausgestaltet und mit sonstigen Bestandteilen der Wand des Vakuumschlauchs kombiniert, dass bei Längenänderung des Vakuumschlauchs eine Rückstellkraft erzeugt wird, die bei Fehlen anderer Kräfte dazu führen würde, dass die Längenänderung rückgängig gemacht wird. Umgekehrt kann sich der Vakuumschlauch bereits zu Beginn einer Bewegung der Pinole in einem Zustand befinden, in dem das zumindest eine elastisch verformbare Stabilisierungselement vorgespannt ist, d.h. die Vorspannungskräfte unterstützen die Längenänderung, die bei Bewegung der Pinole stattfindet.At least one elastically deformable stabilizing element, which stabilizes the wall against forces that act on the wall due to the negative pressure, preferably runs along a wall of the vacuum hose. Areas of the wall between sections of the stabilizing element can e.g. be formed from a sheet material, e.g. a fabric or fleece with an airtight coating or impregnation, or one or more layers of plastic (in which case a fabric can be dispensed with). The elastically deformable stabilization element is designed and combined with other components of the wall of the vacuum hose that a restoring force is generated when the vacuum hose changes in length, which in the absence of other forces would lead to the change in length being reversed. Conversely, at the beginning of a movement of the quill, the vacuum hose can be in a state in which the at least one elastically deformable stabilizing element is pretensioned, i.e. the pretensioning forces support the change in length that takes place when the quill moves.
Vorzugsweise ist der Unterdruck in der Verbindungsleitung auf die durch das zumindest eine elastisch verformbare Stabilisierungselemente erzeugten Kräfte abgestimmt und kompensieren die durch die Druckunterschiede zwischen der Umgebung der Pinole und dem Gasraum bewirkten Differenzdruckkräfte und die elastischen Verformungskräfte des oder der Stabilisierungselemente gemeinsam das Gewicht bzw. die Gewichtskraft der Pinole (und optional der daran befestigten Teile, wie z. B. Messensor und Drehgelenk) .The negative pressure in the connecting line is preferably matched to the forces generated by the at least one elastically deformable stabilizing element and compensate for the differential pressure forces caused by the pressure differences between the area around the quill and the gas space and the elastic deformation forces of the stabilizing element or elements together, the weight or the weight force the quill (and optionally the parts attached to it, such as the measuring sensor and swivel joint).
Falls die elastischen Verformungskräfte des oder der Stabilisierungselemente sich mit der Längenänderung des Vakuumschlauchs verändern, wird es bevorzugt, dass eine Steuerung der Unterdruck-Erzeugungseinrichtung diese derart steuert, dass der Unterdruck und damit die Differenzdruckkräfte an die geänderten elastischen Kräfte angepasst werden, sodass die Summe der beiden Kräfte trotz Längenänderung konstant bleibt. Zumindest wird bevorzugt, dass ein Teil der Änderung der elastischen Kräfte mit Längenänderung des Vakuumschlauchs durch Änderung des Unterdrucks ausgeglichen wird.If the elastic deformation forces of the stabilizing element (s) change with the change in length of the vacuum hose, it is preferred that a controller of the negative pressure generating device controls this in such a way that the negative pressure and thus the differential pressure forces are adapted to the changed elastic forces so that the sum of the both forces remains constant despite the change in length. It is at least preferred that part of the change in the elastic forces with a change in length of the vacuum hose is compensated for by changing the negative pressure.
Unabhängig von der Frage, ob das elastisch verformbare Stabilisierungselement eine in Längsrichtung des Vakuumschlauchs wirkende Kraft erzeugt oder nicht, hat ein Vakuumschlauch mit Stabilisierungselement den Vorteil, dass er seinen Außendurchmesser bei Längenänderung lediglich geringfügig oder nicht wesentlich ändert. Auch hat die Konstruktion des Vakuumschlauchs mit elastisch verformbarem Stabilisierungselement und tuchförmigen Wandbereichen den Vorteil, dass er auf einfache Weise und kostengünstig herstellbar ist. Im Unterschied zu Verbindungsleitungen mit Teilelementen, die sich bei Längenänderung relativ zueinander bewegen und dabei miteinander in Kontakt sind (wie z.B. bei dem teleskopartig längenveränderbaren Körper), treten bei einem solchen Vakuumschlauch lediglich vernachlässigbar kleine Reibungskräfte bei Längenänderung auf. Z.B. kann das zumindest eine elastisch verformbare Stabilisierungselement die Form einer Helix-Feder haben.Regardless of the question of whether the elastically deformable stabilizing element generates a force acting in the longitudinal direction of the vacuum hose or not, a vacuum hose with a stabilizing element has the advantage that it changes its outer diameter only slightly or not significantly when changing length. The construction of the vacuum hose with an elastically deformable stabilizing element and cloth-shaped wall areas also has the advantage that it can be produced in a simple and inexpensive manner. In contrast to connecting lines with sub-elements that move relative to one another when the length changes and are in contact with one another (such as the telescopically length-adjustable body), only negligibly small frictional forces occur with such a vacuum hose when the length changes. For example, the at least one elastically deformable stabilizing element can have the shape of a helical spring.
Die Erfindung hat insbesondere bei motorischem Antrieb der Bewegung der Pinole den Vorteil, dass der Antrieb lediglich eine sehr geringe Antriebsleistung benötigt, da das Gewicht der Pinole zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig kompensiert ist. Da ferner Querkräfte aufgrund der Gewichtskompensation vermieden werden, kann der Antrieb insbesondere eine Linearbewegung der Pinole in geradliniger Richtung erzeugen (insbesondere in vertikaler Richtung), die sehr präzise ausschließlich in der geradlinigen Richtung verläuft. Da ferner auf Gegengewichte verzichtet werden kann, ist die bei Bewegung der Pinole insgesamt bewegte Masse gering. Die Verbindungsleitung kann eine sehr geringe Masse habe.The invention has the advantage, particularly when the movement of the quill is driven by a motor, that the drive only requires a very low drive power, since the weight of the quill is at least partially and preferably completely compensated. Since lateral forces are also avoided due to the weight compensation, the drive can in particular generate a linear movement of the quill in a straight direction (in particular in a vertical direction) which runs very precisely and exclusively in the straight direction. Since counterweights can also be dispensed with, the total moving mass when the quill moves is small. The connecting line can have a very low mass.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen schematisch:
-
1 ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise, das eine in vertikaler Richtung (z-Richtung) bewegliche Pinole aufweist, -
2 einen Längsschnitt durch eine Pinole mit einer ersten Ausführungsform einer in Längsrichtung längenveränderlichen Verbindungsleitung, wobei sich die Pinole in einer oberen vertikalen Position befindet, -
3 diePinole aus 2 , wobei sich die Pinole in einer unteren vertikalen Position befindet, -
4 eine Teildarstellung der in2 und 3 dargestellten Pinole mit einer Andeutung der am unteren Ende auf die Pinole wirkenden Kräfte, die durch Unterdruck erzeugt werden, -
5 zwei verschiedene Längenzustände eines Vakuumschlauchs mit einem helixförmigen elastisch verformbaren Stabilisierungselement, -
6 einen Längsschnitt durch eine Pinole mit einer zweiten Ausführungsform von Verbindungsleitungen, wobei sich die Pinole in einer oberen vertikalen Position befindet, -
7 diePinole aus 6 , die sich in einer unteren vertikalen Position befindet, -
8 eine Teildarstellung der in6 und 7 dargestellten Pinole in einem Bereich, wo die Enden der Verbindungsleitungen an einem mit der Pinole verbundenen zusätzlichen Bauteil enden, und -
9 zwei verschiedene Zustände einer Verbindungsleitung mit verschiedenen Längen, wobei es sich bei dem dargestellten Abschnitt der Verbindungsleitung um einen teleskopartig längenveränderbaren Körper handelt.
-
1 a coordinate measuring machine in portal design, which has a quill movable in vertical direction (z-direction), -
2 a longitudinal section through a quill with a first embodiment of a connecting line variable in length in the longitudinal direction, wherein the quill is in an upper vertical position, -
3 the quill off2 with the quill in a lower vertical position, -
4th a partial representation of the in2 and3 shown quill with an indication of the forces acting on the quill at the lower end, which are generated by negative pressure, -
5 two different lengths of a vacuum hose with a helical, elastically deformable stabilizing element, -
6th a longitudinal section through a quill with a second embodiment of connecting lines, wherein the quill is in an upper vertical position, -
7th the quill off6th which is in a lower vertical position, -
8th a partial representation of the in6th and7th quill shown in an area where the ends of the connecting lines end at an additional component connected to the quill, and -
9 two different states of a connecting line with different lengths, wherein the section of the connecting line shown is a telescopically variable length body.
Entlang der den Messtisch
An dem zweiten Schlitten
Auf dem Messtisch
Über eine Anschlussleitung
Unter dem Begriff tragender Teil ist in Bezug auf die Pinole eines KMG zu verstehen, dass der tragende Teil bei Fehlen einer Gewichtskompensation der Pinole das Gewicht der Pinole trägt. Bei konventionellen Gewichtskraft-Kompensationseinrichtungen würde der tragende Teil auch bei Vorhandensein der Gewichtskraft-Kompensationseinrichtung zumindest einen Teil des Gewichts der Pinole tragen, je nach Ausführungsform der Gewichtskraft-Kompensationseinrichtung. Bei der erfindungsgemäßen Gewichtskraftkompensation trägt der tragende Teil jedoch denjenigen Teil des Gewichts der Pinole nicht, der durch den Unterdruck in dem Gasraum oder den Gasräumen kompensiert wird. Bevorzugter Maßen wird das Gewicht und damit auch die Gewichtskraft vollständig durch Unterdruck kompensiert.In relation to the quill of a CMM, the term load-bearing part means that the load-bearing part bears the weight of the quill if there is no weight compensation of the quill. In conventional weight compensation devices, the load-bearing part would also bear at least part of the weight of the quill, even if the weight compensation device is present, depending on the embodiment of the weight compensation device. In the weight force compensation according to the invention, however, the load-bearing part does not carry that part of the weight of the quill which is compensated for by the negative pressure in the gas space or spaces. Preferably, the weight and thus also the weight is completely compensated for by negative pressure.
Anhand von
Der tragende Teil der in
Auch die Darstellung des Antriebsmotors
Bei dem in
Am oberen Ende der Verbindungsleitung
Im Ausführungsbeispiel der
Wenn der Innenraum der Verbindungsleitung
Die nach oben weisende Oberfläche muss sich nicht, wie in
In allen Fällen ist jedoch eine nach oben weisende Oberfläche der Pinole vorhanden, oberhalb der sich ein Gasraum mit geringerem Druck als unterhalb der Pinole befindet, wenn die Gewichtskraftkompensation während des Betriebes des KMG aktiv ist.In all cases, however, there is an upward-facing surface of the quill, above which there is a gas space with a lower pressure than below the quill when the weight force compensation is active during operation of the CMM.
Bei der nach oben weisenden Oberfläche muss es sich nicht um eine ebene Oberfläche handeln. Z.B. kann die Oberfläche gekrümmt sein. Es kann sich bei der nach oben weisenden Oberfläche auch um eine verteilte Oberfläche handeln. Die nach oben weisende Oberfläche wird im Allgemeinen durch alle Teil-Oberflächen der Pinole und der zumindest einen Verbindungsleitung gebildet, oberhalb von der oder oberhalb von denen sich ein Gasraum mit geringerem Druck als außerhalb der Verbindungsleitung befindet. Dabei wird die für die Gewichtskraftkompensation durch Druckdifferenz bzw. Unterdruck wirksame nach oben weisende Oberfläche durch die Summe aller Flächen gebildet, die einen unter Unterdruck stehenden Gasraum nach unten begrenzen. Jede derartige Teilfläche liefert einen Beitrag zu der wirksamen Gesamtfläche, wobei der Beitrag durch vertikale Projektion auf eine senkrecht zur vertikalen Richtung, also in horizontale Richtung verlaufende ebene Projektionsfläche berechnet werden kann.The upward facing surface need not be a flat surface. E.g. the surface can be curved. The surface facing upward can also be a distributed surface. The upwardly facing surface is generally formed by all partial surfaces of the quill and the at least one connecting line, above or above which there is a gas space with a lower pressure than outside the connecting line. In this case, the upward-facing surface effective for weight compensation by pressure difference or negative pressure is formed by the sum of all areas that limit a gas space under negative pressure downwards. Each such partial area makes a contribution to the effective total area, the contribution being able to be calculated by vertical projection onto a plane projection area running perpendicular to the vertical direction, that is to say in the horizontal direction.
Im Fall des Ausführungsbeispiels der
Aufgrund des helixförmigen Verstärkungselements
Die obigen Überlegungen zu der wirksamen, nach oben weisenden Oberfläche der Pinole gehen von einer Verbindungsleitung mit konstantem Querschnitt aus, die sich in vertikale Richtung erstreckt. Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen sich der Querschnitt der Verbindungsleitung in ihrem Verlauf von unten nach oben verjüngt oder erweitert. Da die Verbindungsleitung an der Pinole befestigt ist, wirken sich die auf die Verbindungsleitung einwirkenden Kräfte zumindest teilweise auch auf die Pinole und damit auf die Gewichtskompensation aus. Wenn sich die Verbindungsleitung von unten nach oben verjüngt, reduziert sich die für die Gewichtskompensation wirksame horizontale Fläche auf den kleinsten horizontalen Querschnitt der Verbindungsleitung, da der Druck außerhalb der Verbindungsleitung eine nach unten gerichtete Kraft auf die Wand der Verbindungsleitung ausübt. Wenn sich der Querschnitt der Verbindungsleitung in ihrem Verlauf von unten nach oben vergrößert, gilt entsprechendes. In diesem Fall übt der Umgebungsdruck eine zusätzliche nach oben gerichtete Kraft auf die Wand der Verbindungsleitung aus.The above considerations on the effective, upwardly facing surface of the quill are based on a connecting line with a constant cross section, which extends in the vertical direction. However, cases are also conceivable in which the cross section of the connecting line tapers or widens in its course from bottom to top. Since the connecting line is attached to the quill, the forces acting on the connecting line also have an at least partial effect on the quill and thus on the weight compensation. If the connecting line tapers from bottom to top, the horizontal area effective for weight compensation is reduced to the smallest horizontal cross-section of the connecting line, since the pressure outside the connecting line exerts a downward force on the wall of the connecting line. If the cross-section of the connecting line increases in its course from bottom to top, the same applies. In this case, the ambient pressure exerts an additional upward force on the wall of the connecting line.
Dagegen tragen die auf horizontal verlaufende Anschlussleitungen (wie z.B. auf die in
Das Ausführungsbeispiel der
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich im Inneren der Pinole
Die Abdeckung
Wie aus dem Unterschied der
Wie die vergrößerte Teildarstellung der
Die Befestigung zumindest einer Verbindungsleitung an einem zusätzlichen Bauteil, das mit der Pinole verbunden ist, hat den Vorteil, dass die wirksame Fläche der nach oben weisenden Oberfläche, welche den Gasraum nach unten begrenzt, nicht durch den innerhalb der Pinole zur Verfügung stehenden Raum beschränkt ist. Vielmehr können z.B. die beiden nach oben weisenden Oberflächen
Die z. B. in
Während
Im Folgenden wird ein Beispiel für die Dimensionierung einer nach oben weisenden Oberfläche und der entsprechenden horizontalen Querschnittsfläche einer Verbindungsleitung beschrieben. Die durch die Gewichtskraftkompensation zu erzielende Kompensationskraft FK ergibt sich aus der wirksamen Fläche A der nach oben weisenden Oberfläche multipliziert mit der Druckdifferenz Δp des Außenraums bzw. der Umgebung der Pinole und des Gasraumes im Inneren der Verbindungsleitung:
Die Masse der Pinole beträgt z.B. m = 20 kg. Bei Berücksichtigung der Erdbeschleunigung g ≈ 9,8 m/s2 ergibt sich bei einer Druckdifferenz Δp = 0,4 bar eine wirksame Fläche A:
Im Fall des Ausführungsbeispiels der
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016201574.5A DE102016201574B4 (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Coordinate measuring machine with a quill, method for operating the coordinate measuring machine and method for manufacturing the coordinate measuring machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016201574.5A DE102016201574B4 (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Coordinate measuring machine with a quill, method for operating the coordinate measuring machine and method for manufacturing the coordinate measuring machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102016201574A1 DE102016201574A1 (en) | 2017-08-03 |
| DE102016201574B4 true DE102016201574B4 (en) | 2020-12-10 |
Family
ID=59327832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102016201574.5A Active DE102016201574B4 (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Coordinate measuring machine with a quill, method for operating the coordinate measuring machine and method for manufacturing the coordinate measuring machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102016201574B4 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017107138A1 (en) | 2017-04-03 | 2018-10-04 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Measuring device for a side impact test |
| CN115585766B (en) * | 2022-08-17 | 2025-04-15 | 航天科工防御技术研究试验中心 | A kind of top rod type displacement measuring device and system |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2613451A1 (en) * | 1976-03-30 | 1977-10-13 | Stiefelmayer Kg C | MEASURING AND / OR SCRAPING DEVICE |
| DE2943431A1 (en) * | 1978-10-26 | 1980-04-30 | Mitutoyo Mfg Co Ltd | MEASURING DEVICES FOR SHAPED CONTOURS |
| US4207680A (en) * | 1978-05-08 | 1980-06-17 | The Bendix Corporation | Coordinate measuring machine having an air counterbalance system |
| EP0072314A1 (en) * | 1981-08-10 | 1983-02-16 | THE WARNER & SWASEY COMPANY | Pneumatic counterbalance for a coordinate measuring machine |
| EP0104972A1 (en) * | 1982-08-30 | 1984-04-04 | THE WARNER & SWASEY COMPANY | A coordinate measuring machine with a self aligning pneumatic counterbalance |
| JPS60152910A (en) * | 1984-01-23 | 1985-08-12 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Balancing apparatus of measuring machine |
| DE8609423U1 (en) * | 1986-04-08 | 1986-05-22 | C. Stiefelmayer Kg, 7300 Esslingen | Measuring and / or scribing device |
| US4799316A (en) * | 1987-12-28 | 1989-01-24 | The Warner & Swasey Company | Coordinate measuring machine with a probe shaft counter balance system |
| US4835871A (en) * | 1986-10-31 | 1989-06-06 | Brown & Sharpe Manufacturing Co. | Counterweight for coordinate measuring machine |
| DE3823042A1 (en) * | 1988-07-07 | 1990-01-11 | Zeiss Carl Fa | COORDINATE MEASURING DEVICE |
| US20060242959A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Nippei Toyama Corporation | Pneumatically static balancer for machine tool |
-
2016
- 2016-02-02 DE DE102016201574.5A patent/DE102016201574B4/en active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2613451A1 (en) * | 1976-03-30 | 1977-10-13 | Stiefelmayer Kg C | MEASURING AND / OR SCRAPING DEVICE |
| US4207680A (en) * | 1978-05-08 | 1980-06-17 | The Bendix Corporation | Coordinate measuring machine having an air counterbalance system |
| DE2943431A1 (en) * | 1978-10-26 | 1980-04-30 | Mitutoyo Mfg Co Ltd | MEASURING DEVICES FOR SHAPED CONTOURS |
| EP0072314A1 (en) * | 1981-08-10 | 1983-02-16 | THE WARNER & SWASEY COMPANY | Pneumatic counterbalance for a coordinate measuring machine |
| EP0104972A1 (en) * | 1982-08-30 | 1984-04-04 | THE WARNER & SWASEY COMPANY | A coordinate measuring machine with a self aligning pneumatic counterbalance |
| JPS60152910A (en) * | 1984-01-23 | 1985-08-12 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Balancing apparatus of measuring machine |
| DE8609423U1 (en) * | 1986-04-08 | 1986-05-22 | C. Stiefelmayer Kg, 7300 Esslingen | Measuring and / or scribing device |
| US4835871A (en) * | 1986-10-31 | 1989-06-06 | Brown & Sharpe Manufacturing Co. | Counterweight for coordinate measuring machine |
| US4799316A (en) * | 1987-12-28 | 1989-01-24 | The Warner & Swasey Company | Coordinate measuring machine with a probe shaft counter balance system |
| DE3823042A1 (en) * | 1988-07-07 | 1990-01-11 | Zeiss Carl Fa | COORDINATE MEASURING DEVICE |
| US20060242959A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Nippei Toyama Corporation | Pneumatically static balancer for machine tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102016201574A1 (en) | 2017-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0360976B1 (en) | Coordinate-measuring device | |
| DE3879675T2 (en) | PROCEDURE AND SLIDABLE SUPPORT FOR A PROFILE MEASURING INSTRUMENT. | |
| DE10008710A1 (en) | Device to clamp work pieces centrally, especially lenses for edge processing; has opposite aligned centering spindles, which are formed on opposite facing ends to hold clamp bells | |
| EP1955009B1 (en) | Device for determining a measurement variable on a measurement object | |
| DE3934056A1 (en) | PROBE HEAD FOR COORDINATE MEASURING DEVICES | |
| DE102009039201B3 (en) | Device for compensating acceleration forces by means of pulse decoupling in measuring and machine tools in at least one translationally effective machine axis | |
| DE102016201574B4 (en) | Coordinate measuring machine with a quill, method for operating the coordinate measuring machine and method for manufacturing the coordinate measuring machine | |
| EP1166953B1 (en) | Machine tool with Guiding system for a body with motion in three orthogonal directions | |
| DE102018203194C5 (en) | Lifting drive device and measuring machine using the same | |
| DE3937163C2 (en) | Wire EDM | |
| DE102015223081A1 (en) | Coordinate measuring machine with a weight compensation device for a measuring slide | |
| DE10236239B4 (en) | Coordinate measuring table | |
| EP3342547B1 (en) | Positioning unit | |
| WO2007093070A1 (en) | Machine tool | |
| DE19640769A1 (en) | Device with at least one movement unit | |
| DE102007032088B4 (en) | Feed device for a multi-coordinate measuring table of a coordinate measuring device | |
| DE102015114213B4 (en) | Arrangement for clamping a rotatable workpiece | |
| DE102007010580B4 (en) | Device for moving a working platform of a processing machine and method for controlling a movement path of this working platform | |
| DE102011054932B4 (en) | coordinate measuring machine | |
| DE102015210914A1 (en) | Coordinate measuring machine with a movable traverse and method for producing such a coordinate measuring machine | |
| EP3164666B1 (en) | Coordinate measuring device | |
| DE10040277C2 (en) | Cross table for the provision of movements in a two-dimensional coordinate system | |
| DE102013206696A1 (en) | Device for controlling e.g. handling device, in medical field, has control device to transform deflection of movable platform into control signals for movement of controller for controlling tracking of handling device to fixed platform | |
| DE9115369U1 (en) | Robot drive device based on the Cartesian principle for multi-axis, spatially arranged transport systems, in particular for NC linear axes | |
| DE102013210739B3 (en) | Coordinate measuring machine for measuring workpiece, has drive unit that exerts directed force on thrust unit, such that amount, direction and point of application can be chosen and torque acting on measuring unit is specific value |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |