DE10349947B3

DE10349947B3 - Koordinatenmessgerät

Info

Publication number: DE10349947B3
Application number: DE10349947A
Authority: DE
Original assignee: Werth Messtechnik GmbH
Current assignee: Werth Messtechnik GmbH
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-10-25
Also published as: US7051449B2; US20050086821A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koordinatenmessgerät (10) zum Messen von drei- oder zweidimensionalen Objekten (15) in X-, Y- und Z-Achsenrichtung des Koordinatenmessgeräts, umfassend einen das Objekt aufnehmenden in Richtung X-Achse auf einer ersten Führungsbahn (16, 18) verstellbaren Messtisch (14) sowie einen in einer in Richtung Z-Achse verstellbare Pinole (28) aufnehmenden in Richtung Y-Achse auf einer zweiten Führungsbahn (20, 22) verstellbaren Schlitten (24). Um durch Führungsfehler bedingte Messfehler weitgehend auszuschließen, wobei gleichzeitig eine kompakte Bauart gegeben sein soll, wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine zweite Führungsbahn (20, 22) des Schlittens (24) in oder in etwa einer Ebene verläuft, in der die zumindest eine erste Führungsbahn (16, 18) des Messtisches (14) verläuft.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koordinatenmessgerät zum Messen von drei- oder zweidimensionalen Objekten in X-, Y- und Z-Achsenrichtung des Koordinatenmessgeräts, umfassend einen das Objekt aufnehmenden in Y-Achsenrichtung des Koordinatenmessgerätes verstellbaren Messtisch sowie einen in X-Achsrichtung des Koordinatenmessgerätes verstellbaren Schlitten, von dem eine in Z-Achsenrichtung des Koordinatenmessgerätes verstellbare Pinole ausgeht, wobei der Messtisch auf zwei ersten Führungsbahnen und der Schlitten auf zumindest einer zweiten Führungsbahn verstellbar ist und die Führungsbahnen in oder in etwa in einer Ebene verlaufen.
Übliche Ausführungsform von optischen und Multisensorkoordintatenmessgeräten zeichnen sich dadurch aus, dass die bewegten Achsen zwischen Bewegung des Messobjekts (Messtisch) und Bewegung der Sensorik (Z-Achse) verteilt angeordnet sind. Dies geschieht, um ausreichend kompakte Gerätekonzepte zu erzielen und die Führungsfläche möglichst nahe din die zumeist im Tischinneren liegende Messebene zu erhalten. Alternativ hierzu existieren Koordinatenmessgeräte mit bewegten Brücken. Dabei wird der Sensor allein bewegt. Nachteil einer diesbezüglichen Anordnung ist es jedoch, dass Führungsachsen in großer Entfernung zum Messort in Tischebene angeordnet werden müssen, d.h., in Brückenhöhe. Hierdurch bedingte Führungsfehler über lange Hebelarme führen zu großen Messfehlern.
Gleiche Probleme treten beim Einsatz von Koordinatenmessgeräte in L-Bauweise auf, da die Führungsbahn in einer Messrichtung weit von der Messtischfläche angeordnet ist.

Konstruktionen und Aufbau entsprechender Koordinatenmessgeräte sind der DE Z.: Multisensor-Koordinatenmesstechnik, Die Bibliothek der Technik, Band 248, insbesondere Seite 11 zu entnehmen.

Aus der DE 196 39 780 A1 ist ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise bekannt, mit dem sowohl tastend als auch optisch gemessen werden kann.

Bei einem Koordinatenmessgerät nach der DE 41 26 532 A1 sind in einer Basisplatte Lager eingelassen, entlang derer ein Messwertaufnehmer in X- und Y-Richtung verfahrbar ist. Die Lager verlaufen dabei in unterschiedlichen Ebenen. Auch besteht die Möglichkeit, auf der Basisplatte einen Werkstückträger zu befestigen, der über Luftlager abstützbar ist, die sich in einer Ebene eines der Lager des Messwertaufnehmers, jedoch beabstandet zu diesem erstrecken.

Aus der DE 37 33 617 C2 ist eine Mehrkoordinaten-Messmaschine bekannt, bei der ein Messtisch auf zwei ersten Führungsbahnen entlang der X-Achse und ein Schlitten mit Säule von zwei zweiten Führungsbahnen entlang der Y-Achse des Koordinatenmessgerätes verschiebbar sind. Von der Säule geht ein in Z-Richtung verstellbarer Schieber aus. Die den Schlitten führenden zweiten Führungsbahnen verlaufen seitlich versetzt zu den ersten Führungsbahnen auf einem gesonderten Ständer.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Koordinatenmessgeräte der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass durch Führungsfehler bedingte Messfehler weitgehend ausgeschlossen werden. Gleichzeitig soll sich eine kompakte Bauart ergeben.

Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass zumindest eine zweite Führungsbahn zumindest abschnittsweise, zwischen den zwei ersten Führungsbahnen oder Abschntitten der zwei ersten Führungsbahnen verläuft.

Mit anderen Worden werden die Führungsbahn für den Messtisch (üblicherweise in Y-Richtung) und Führungsbahn für den Träger für die Pinole (Z-Achse), die typischerweise in X-Richtung verläuft, auf einer gemeinsamen Bezugsfläche oder annähernd auf einer gemeinsamen Bezugsfläche angeordnet. Hierdurch wird zusätzlich erreicht, dass eine geringe Bauhöhe für die Anordnung der Führungssysteme erforderlich ist. Die Hauptbewegungsachsen liegen somit annähernd in der bevorzugten Messebene des Koordinatenmessgerätes.

Dabei ist der Messtisch entlang von zwei ersten Führungsbahnen verstellbar zwischen denen eine von zwei zweiten Führungsbahnen des Schlittens verläuft.

Die erfindungsgemäße ausgebildete Führung für Messtisch und Schlitten bzw. Träger der Pinole oder einem entsprechenden Element zur Messung in Z-Achsenrichtung ist insbesondere für ein optisches oder Multisensor-Koordinatenmessgerät geeignet, ohne dass hierdurch eine Beschränkung der erfindungsgemäßen Lehre erfolgen soll.

Ferner sollte die Deckfläche des Messtisches transparent sein, um für eine Durchlichtbeleuchtung durchscheinend zu sein.

Die Führungsbahnen für den Messtisch und den Träger bzw. Schlitten sollten teilweise, bevorzugterweise vollständig unter dem Messtisch verlaufen.

Als Sensorik für das Koordinatenmessgerät kommen Taster und/oder Bildverarbeitung und/oder Lasersensorik und/oder taktil-optische Fasertaster in Frage.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Koordinatenmessgeräts und
2 Führungsbahnen des Koordinatenmessgerätes gemäß 1.
Der 1 ist prinzipiell ein Koordinatemessgerät 10 zu entnehmen, das einen zum Beispiel aus Granit bestehenden Grundrahmen 12 mit Messtisch 14 umfasst, auf dem ein Werkstück 15 anordbar ist, dessen Geometrie bzw. Oberflächeneigenschaften oder sonstige charakteristischen Größen gemessen werden sollen.
Der Messtisch 14 ist entlang Führungsbahnen 16, 18 verstellbar, die von dem Grundrahmen 12 ausgehen und sich in Y-Richtung des Koordinatenmessgerätes 10 erstrecken.
Im hinteren Bereich des Grundrahmens 12 verlaufen senkrecht zu den ersten Führungsbahnen 16, 18 zwei zweite Führungsbahnen 20, 22, also in X-Richtung. Von den Führungsbahnen 20, 22 geht ein Schlitten oder Schieber 24 aus, von dem wiederum eine starre Säule 26 ausgeht, die sich in Z-Richtung erstreckt.
Entlang der sich in Z-Richtung erstreckenden Säule 26 geht ein Schieber oder Schlitten 28 mit Sensorik aus. Bei dieser kann es sich um einen Taster, eine Bildverarbeitung, eine Lasersensorik oder einem taktil-optischen Fasertaster handeln.
Wie die Zeichnung gemäß 1 verdeutlicht, verlaufen die ersten Führungsbahnen 16, 18 für den Messtisch 14 in einer Ebene, in der auch die zwei zweiten Führungsbahnen 20, 22 für den in X-Richtung verstellbaren Schieber oder Schlitten 24 verlaufen. Somit erstrecken sich die horizontalen X- und Y-Messachsen in einer Ebene, die in dem Ausführungsbeispiel parallel zur oberen Fläche 30 des Grundrahmens 12 verläuft bzw. von dieser aufgespannt ist. Die Ebene liegt ferner nahe zur Messtischoberfläche, auf der das zu messende Werkstück 15 positioniert ist.
In 2 sind noch einmal in Draufsicht die zwei ersten und zweiten Führungsbahnen 18 für den Messtisch 14 und die zwei zweiten Führungsbahnen 20, 22 für den in X-Richtung verstellbaren Schlitten bzw. Schieber 24 dargestellt. Man erkennt, dass eine der zweiten Führungsbahnen, nämlich die Führungsbahn 22 sich zwischen den ersten Führungsbahnen 16, 18 für den Messtisch 14 erstreckt. Hierdurch ergibt sich eine kompakte Bausweise. Die Führungsbahnen 16, 18, 20, 22 erstrecken sich dabei vorzugsweise unterhalb des Messtisches 14, so dass dieser durch die Führungsbahnen 16, 18, 20, 22 in seiner Bewegung nicht behindert wird.
Der Messtisch l4 sollte des Weiteren derart ausgebildet sein, dass eine Durchlichtbeleuchtung möglich ist. Hierzu kann der Messtisch transparent sein.

Claims

Koordinatenmessgerät (10) zum Messen von drei- oder zweidimensionalen Objekten (15) in X-, Y- und Z-Achsenrichtung des Koordinatenmessgeräts, umfassend einen das Objekt aufnehmenden in Y-Achsenrichtung des Koordinatenmessgerätes verstellbaren Messtisch (14) sowie einen in X-Achsrichtung des Koordinatenmessgerätes verstellbaren Schlitten (24), von dem eine in Z-Achsenrichtung des Koordinatenmessgerätes verstellbare Pinole (28) ausgeht, wobei der Messtisch (14) auf zwei ersten Führungsbahnen (16, 18) und der Schlitten auf zumindest einer zweiten Führungsbahn (20, 22) verstellbar ist und die Führungsbahnen in oder in etwa in einer Ebene verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Führungsbahn zumindest abschnittsweise zwischen den zwei ersten Führungsbahnen (16, 18) oder Abschnitten der zwei ersten Führungsbahnen verläuft.
Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (24) auf zwei zweiten Führungsbahnen (20, 22) verstellbar ist, von denen zumindest eine zwischen den zwei ersten Führungsbahnen (16, 18) verläuft.
Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koordinatenmessgerät (10) ein optisches oder Multisensor-Koordinatenmessgerät ist.
Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Deckfläche des Messtisches (14) transparent ausgebildet ist.
Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messtisch (14) für eine Durchlichtbeleuchtung ausgelegt ist.
Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Führungsbahnen und/oder die zumindest eine zweite Führungsbahn (16, 18, 20, 22) zumindest abschnittsweise unterhalb des Messtisches (14) verlaufen.
Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Führungsbahnen und zumindest eine zweite Führungsbahn (16, 18, 20, 22) unterhalb des Messtisches (14) liegen.
Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dass Sensorik des Koordinatenmessgeräts Taster und/oder Bildverarbeitung und/oder Lasersensorik und/oder taktil-optischer Fasertaster umfasst.