DE19913912A1

DE19913912A1 - Meß- und/oder Positioniervorrichtung

Info

Publication number: DE19913912A1
Application number: DE1999113912
Authority: DE
Inventors: Rolf Wissner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-19
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: DE19913912B4

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Messen der Position und/oder zum Positionieren eines ersten Maschinenteils (2) gegenüber einem zweiten Maschinenteil (3) im Raum weist ein erstes, ein zweites und ein drittes lineares Positionierelement (6 bis 8) jeweils mit einer Hauptrichtung auf, die mit jeweils einem Ende frei schwenkbar an dem zweiten Maschinenteil (3) gelagert sind und deren andere Enden in einem Knoten (9) zusammenlaufen. Dabei ist die Position des Knotens (9) im Raum durch die linearen Längen (10 bis 12) des ersten, des zweiten und des dritten Positionierelements (6 bis 8) zwischen seinen jeweiligen Enden in seiner jeweiligen Hauptrichtung definiert. Weiterhin ist ein viertes eine Hauptrichtung aufweisendes lineares Positionierelement (13) vorgesehen, das sich mit einem Ende von dem Knoten (9) aus bis zu dem ersten Maschinenteil (2) an seinem anderen, freien Ende erstreckt und dessen Hauptrichtung in einer festen Winkelbeziehung zu der Hauptrichtung des ersten Positionierelements (6) steht, wobei die linearen Längen (10/14, 11, 12) des ersten und/oder des vierten sowie des zweiten und des dritten Positionierelements (6/13, 7, 8) zwischen seinen jeweiligen Enden in seiner jeweiligen Hauptrichtung reproduzierbar veränderlich sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Position eines ersten Maschinenteils gegenüber einem zweiten Maschinenteil im Raum. Gleichzeitig bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Positionieren eines ersten Maschinen teils gegenüber einem zweiten Maschinenteil im Raum.

Dabei kann bei der Vorrichtung zum Messen der Position des ersten Maschinenteil gegenüber dem zweiten Maschinenteil das erste Maschinenteil gegenüber dem zweiten Maschinenteil passiv aber auch aktiv bewegt werden. Im letzteren Fall ist gleichzei tig eine Vorrichtung zum Messen der Position und zum Positionie ren eines ersten Maschinenteils gegenüber einem zweiten Maschi nenteil gegeben. Dasselbe gilt, wenn bei einer Vorrichtung zum Positionieren des ersten Maschinenteils gegenüber dem zweiten Maschinenteil gleichzeitig die Position des ersten Maschinen teils gegenüber dem zweiten Maschinenteil gemessen wird.

Es ist allgemein bekannt, daß die Position eines ersten Maschinenteils gegenüber einem zweiten Maschinenteil dadurch bestimmt werden kann, daß der Abstand der beiden Maschinenteile von drei ihrerseits untereinander beabstandeten und nicht auf einer Geraden liegenden Punkten an dem zweiten Maschinenteil aus bestimmt wird. Aus der Relativlage dieser drei Punkte mit den zugehörigen Abständen ist die Position des ersten Maschinenteils gegenüber dem zweiten Maschinenteil eindeutig ermittelbar, was seine Ortskoordinaten anbelangt. Wenn die drei Abstände durch drei längenveränderliche Positionierelemente bestimmt werden, die in den drei Punkten an dem zweiten Maschinenteil gelagert sind, müssen alle drei Positionierelemente den vollen Abstand zwischen den beiden Maschinenteilen überbrücken. Gleichzeitig muß dieser Abstand frei von Hindernissen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Prinzip der Definition der Ortskoordinaten eines ersten Maschinenteils gegenüber einem zweiten Maschinenteil durch drei Abstände zwischen den beiden Maschinenteilen so weiterzuentwickeln, daß es für eine Vorrichtung zum Messen der Position und/oder zum Positionieren eines ersten Maschinenteils gegenüber einem zwei ten Maschinenteil im Raum besser geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Messen der Position und/oder zum Positionieren eines ersten Maschinenteils gegenüber einem zweiten Maschinenteil im Raum gelöst, bei der ein erstes, ein zweites und ein drittes jeweils eine Hauptrichtung aufweisendes lineares Positionierelement vorgesehen sind, die mit jeweils einem Ende frei verschwenkbar und untereinander beabstandet an dem zweiten Maschinenteil gelagert sind und deren andere Enden in einem Knoten zusammen laufen, wobei die Position des Knotens im Raum durch die lineare Länge des ersten, des zweiten und des dritten Positionier elements zwischen seinen jeweiligen Enden in seiner jeweiligen Hauptrichtung definiert ist, und bei der ein viertes eine Haupt richtung aufweisendes lineares Positionierelement vorgesehen ist, das sich mit einem Ende von dem Knoten aus bis zu dem ersten Maschinenteil an seinem anderen, freien Ende erstreckt und dessen Hauptrichtung in einer festen Winkelbeziehung zu der Hauptrichtung des ersten Positionierelements steht, wobei die lineare Länge des ersten und/oder des vierten sowie des zweiten und des dritten Positionierelements zwischen seinen jeweiligen Enden in seiner jeweiligen Hauptrichtung reproduzierbar verän derlich sind.

Bei der Erfindung wird für die Definition der Ortskoordinaten des Knotens gegenüber dem zweiten Maschinenteil auf das oben beschriebene Grundkonzept zurückgegriffen. Von dem Knoten aus erstreckt sich bis zu dem ersten Maschinenteil dann aber nur noch das vierte Positionierelement. Entsprechend ist der für die Messung bzw. Positionierung erforderliche Freiraum zwischen den beiden Maschinenteilen deutlich reduziert. Dies gilt insbeson dere dann, wenn die Länge des vierten Positionierelements mindestens von der Größenordnung der Länge der anderen Positio nierelemente oder gar deutliche größer ist. Die Variablen der neuen Vorrichtung sind wie bei dem von ihr weiterentwickelten Grundprinzip zumindest drei Abstände, die den Längen des ersten, des zweiten und des dritten Positionierelements bei fester Länge des vierten Positionierelements oder den Längen des zweiten, des dritten und des vierten Positionierelements bei fester Länge des ersten Positionierelements entsprechen. Es können auch vier Abstände variabel gehalten werden, wobei dann sowohl die Länge des vierten als auch des ersten Positionierelements veränderlich ist. Dabei handelt es sich jedoch nicht um eine bevorzugte Ausführungsform der neuen Positioniervorrichtung, weil sich ihr Aufwand hierdurch erhöht.

Für die veränderlichen Längen des ersten und/oder des vierten sowie des zweiten und des dritten Positionierelements können Wegsensoren und/oder Linearantriebe vorgesehen sein. So können die einen Enden der jeweiligen Positionierelemente mit dem Stator und die anderen Enden der jeweiligen Positionierelemente mit dem Läufer eines Linearelektromotors verbunden sein, der umgekehrt auch als Wegsensor nutzbar ist. Ebenso sind andere Wegsensoren und Linearantriebe, zu denen auch Gewindetriebe zählen, im Bereich der längenveränderlichen Positionierelemente einsetzbar.

Die Hauptrichtungen des ersten und des zweiten Positionier elements können zusammenfallen. In diesem Fall sind die Orts koordinaten des ersten Maschinenteils an dem freien Ende des vierten Positionierelements unabhängig von der jeweiligen Drehstellung des ersten und des vierten Positionierelements um die gemeinsame Hauptrichtung. Bei einer freien Verdrehbarkeit des ersten und/oder des zweiten Positionierelements in aber auch in diesem Fall die Winkellage des ersten Maschinenteils gegen über dem zweiten Maschinenteil nicht festgelegt.

In allen Fällen, in denen die Hauptrichtungen des ersten und des vierten Positionierelements nicht zusammenfallen, ist es sinnvoll, daß das erste Positionierelement gegenüber Ver drehungen um seine Hauptrichtung relativ zu dem zweiten Maschinenteil gesperrt ist. Wenn das erste Positionierelement um seine Hauptrichtung relativ zu dem zweiten Maschinenteil verdrehbar ist, sollte in dem Fall, daß die Hauptrichtungen des ersten und des vierten Positionierelements nicht zusammenfallen, aber zumindest zwischen dem zweiten Maschinenteil und dem ersten Positionierelement ein Winkelmesser und/oder ein Drehantrieb vorgesehen sein, damit die Drehstellung des ersten Positionier elements gegenüber dem zweiten Maschinenteil reproduzierbar ist.

Wenn das vierte Positionierelement um seine Hauptrichtung relativ zu dem ersten Positionierelement verdrehbar ist, kann zwischen dem ersten und dem vierten Positionierelement ebenfalls ein Winkelmesser und/oder ein Drehantrieb vorgesehen sein, damit die Winkellage des ersten Maschinenteils reproduzierbar ist.

Wenn das erste Maschinenteil aber beispielsweise eine Meßspitze ist, bei der nur der Ort aber nicht die Winkellage interessiert, kann das vierte Positionierelement beispielsweise auch frei um seine Hauptrichtung verdrehbar sein, wobei es vor seinem freien Ende eine Abkröpfung gegenüber seiner Hauptrichtung aufweisen kann, damit interessierende Meßpunkte auch dann anfahrbar sind, wenn sich in einer direkten Linie zwischen dem Meßpunkt und dem Knoten, in dem das erste, das zweite und das dritte Positionier element zusammenlaufen, ein Hindernis befindet.

Wenn das erste Maschinenteil um eine Schwenkachse verschwenkbar an dem freien Ende des vierten Positionierelements gelagert ist, wobei die Schwenkachse senkrecht zu der Hauptrichtung des vierten Positionierelements verläuft und wobei zwischen dem vierten Positionierelement und dem ersten Maschinenteil ein Winkelmesser und/oder ein Drehantrieb vorgesehen ist, kann zumindest ein drehsymmetrisches erstes Maschinenteil nicht nur bezüglich seiner Ortskoordinaten, sonder auch bezüglich seiner Ausrichtung, d. h. bezüglich seiner Raumwinkel vollständig definiert werden. Mit anderen Worten kann beispielsweise die Lage einer beliebigen Achse im Raum gemessen oder ein rotie rendes Werkzeug beliebig gegenüber einem Werkstück positioniert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 bis 5 verschiedene Ausführungsformen der neuen Vorrichtung und

Fig. 6 und 7 zwei Ausführungsformen eines längenveränder lichen Positionierelements für die neue Vorrichtung.

Wenn im Zusammenhang mit einer der nachstehend beschriebenen Vorrichtungen ausgeführt wird, daß diese zum passiven Bestimmen der Position des ersten Maschinenteils gegenüber dem zweiten Maschinenteil geeignet ist, so ist diese Vorrichtung immer auch umkehrbar, so daß sie zum aktiven Positionieren eines ersten Maschinenteils gegenüber einem zweiten Maschinenteil dient und umgekehrt. Darüberhinaus kann jede der Vorrichtungen grund sätzlich auch zum gleichzeitigen aktiven Positionieren eines ersten Maschinenteils bei der Messung dessen Position oder zum Messen der Position des ersten Maschinenteils bei dessen aktiven Positionierung genutzt werden.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 1 wiedergegeben, die die Ortskoordinaten eines ersten Maschinen teils 2 gegenüber einem zweiten Maschinenteil 3 vollständig definiert. Das erste Maschinenteil 2 ist dabei eine Meßspitze 4. An dem zweiten Maschinenteil 3 sind an untereinander beabstande ten Punkten 5 drei Positionierelemente 6, 7 und 8 mit jeweils einem Ende frei verschwenkbar gelagert. Die jeweils anderen Enden der Positionierelemente 6 bis 8 laufen in einem Knoten 9 zusammen. Die Ortskoordinaten des Knotens 9 werden durch die Längen 10, 11 und 12 der Positionierelemente 6, 7 und 8 voll ständig definiert. Von dem Knoten 9 aus erstreckt sich ein viertes Positionierelement 13, an dessen freien Ende die Meßspitze 4, d. h. das erste Maschinenteil 2 angeordnet ist. Durch die Länge 14 des vierten Positionierelements 13 und durch eine feste Winkelbeziehung des Positionierelements 13 zu dem Positionierelement 6 sind auch die Ortskoordinaten der Meßspitze 4 vollständig festgelegt. Bei der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 bedeutet die feste Winkelbeziehung zwischen den Positionierele menten 6 und 13, daß ihre beiden Hauptrichtungen zwischen dem Punkt 5 und dem Knoten 9 einerseits und dem Knoten 9 und der Meßspitze 4 andererseits übereinstimmen. Weiterhin ist gemäß Fig. 1 die Länge 14 des vierten Positionierelements 13 ungefähr genau so groß wie die Länge 10 des Positionierelements 6.

Allerdings ist zumindest eines der Positionierelemente 6 und 13 ebenso wie jedes der Positionierelemente 7 und 8 längenveränder lich, um mit der Meßspitze 4 jeden Ort innerhalb eines Raums anfahren zu können. Vorzugsweise sind nicht beide Positionier elemente 6 und 13 längenveränderlich, sondern nur eines von beiden. Das Besondere an der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 ist, daß zu der Meßspitze 4 nur das Positionierelement 13 führt, während zu dem Knoten 9 die Positionierelemente 6 bis 8 aus drei verschiedenen Raumrichtungen heranreichen. Das heißt, die Meß spitze 4 kann an Orte herangeführt werden, die für den Knoten 9 durch irgendwelche Hindernisse unzugänglich sind. Bei einer als reine Vorrichtung zum Messen der Ortskoordinaten der Meßspitze 4 ausgebildeten Vorrichtung 1 können die Längen 10 bzw. 14 sowie 11 und 12 durch Wegsensoren an den längenveränderlichen Positio nierelementen 6 bzw. 13 sowie 7 und 8 aufgenommen werden. Die Signale dieser hier nicht separat dargestellten Wegsensoren werden einer hier ebenfalls nicht dargestellten Auswerteeinheit zugeführt, die hieraus die Ortskoordinaten der Meßspitze 4 berechnet. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Punkte 5, an denen die drei Positionierelemente 6 bis 8 an dem zweiten Maschinenteil gelagert sind, nicht auf einer Geraden angeordnet sein dürfen, um die eindeutige Bestimmung der Ortskoordinaten der Meßspitze 4 zu ermöglichen.

Die Vorrichtung 1 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von derjeni gen gemäß Fig. 1 dadurch, daß die Hauptrichtung des vierten Positionierelements 13 zwischen seinen beiden Enden nicht mit der Hauptrichtung des ersten Positionierelements 6, mit dem es in einer festen Winkelbeziehung steht, zusammenfällt. Vielmehr liegt zwischen diesen beiden Positionierelementen 13 und 16 ein fester Winkel 15 ungleich 180° vor. Um dabei aus drei Längen, die in Fig. 2 zwecks Übersichtlichkeit der Darstellung nicht dargestellt sind, die Ortskoordinaten der Meßspitze 4 eindeutig bestimmen zu können, ist das erste Positionierelement 6 gegen über Verdrehungen um seine Hauptrichtung in Richtung eines Drehpfeils 16 blockiert. Diese Blockade kann auch verschiedene Weisen erreicht werden. Beispielsweise durch eine kardanische Aufhängung des Positionierelements 6 in dem Punkt 5, die nur ein Verschwenken des Positionierelements um zu seiner Hauptrichtung senkrechte Achsen zuläßt, oder durch eine Einschränkung des Rotationsfreiheitsgrads des Positionierelements 6 um seine Hauptrichtung im Sinne des Drehpfeils 16 im Bereich des Knotens 9. Eine solche Beschränkung kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß eines der Positionierelemente 7 und 8 nur um eine Schwenkachse verschwenkbar an dem Knoten 9 gelagert ist. Für die eindeutige Bestimmbarkeit der Ortskoordinaten der Meßspitze 4 aufgrund von drei Längenmessungen bei der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 2 kommt es nicht darauf an, daß überhaupt keine Dreh bewegung des Positionierelements 6 in Richtung des Drehpfeils 16 erfolgt. Vielmehr ist es ausreichend, wenn jedem von der Meß spitze 4 erreichbarem Raumpunkt nur eine ganz bestimmte Drehlage des Positionierelements 6 um seine Hauptrichtung zugeordnet ist. Bei einer freien Verdrehbarkeit des Positionierelements 6 in Richtung des Drehpfeils 16 kann bei einer Vorrichtung 1 gemäß Fig. 2 die Raumlage der Meßspitze 4 nur noch dann ermittelt werden, wenn zusätzlich zu den drei oder vier aufgenommenen Längen die Drehlage des Positionierelements 6 um seine Haupt richtung erfaßt und ausgewertet wird.

Bei der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 3 fallen die Hauptrichtungen des ersten Positionierelements 6 und des vierten Positionier elements 13 wieder zusammen. Hier ist eine Abweichung gegenüber Fig. 1 dahingehend gegeben, daß das vierte Positionierelement 13 eine Abkröpfung 18 gegenüber seiner Hauptrichtung aufweist. Die Meßspitze 4 am freien Ende des Positionierelements 13 liegt aber wieder auf dieser Hauptrichtung. Dabei ist die Abkröpfung 18 in Richtung eines Drehpfeils 17 um die Hauptrichtung des Positionierelements 13 verdrehbar, um mit der Meßspitze 4 auch solche Meßpunkte erreichen zu können, zwischen denen und dem Knoten 9 in gerader Linie ein Hindernis liegt. Die Verschwenk barkeit in Richtung des Drehpfeils 17 muß nicht auf die Abkröp fung 18 beschränkt sein. Vielmehr kann das gesamte Positionier element 13 gegenüber dem ersten Positionierelement 6 um seine Hauptrichtung verschwenkbar sein. Es ist auch möglich, daß beide Positionierelemente 6 und 13 starr miteinander verbunden sind, wobei nur eine synchrone Verschwenkung der Positionierelemente 13 und 6 in Richtung der Drehpfeile 17 und 16 möglich ist. Dies setzt natürlich voraus, daß die Lagerung des Positionierelements 6 in den Punkt 5 diese Drehbewegung zuläßt. Den Ort der Meß spitze ändert die Drehbewegung der Abkröpfung 18 und eventuell weiterer Teile um die Hauptrichtung des vierten Positionier elements 13 nicht.

Bei der Ausführungsform der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 4 sind für die Positionierelemente 6 bis 7 Linearantriebe 19 wiedergegeben, mit denen die Längen 10 bis 12 veränderlich sind. Die Länge 14 des Positionierelements 13 ist fest, und sie ist hier deutlich größer als die Längen 10 bis 12. Für das Positionierelement 13, dessen Hauptrichtung mit der Hauptrichtung des ersten Positio nierelements 6 hier immer zusammenfällt, ist ein Drehantrieb 20 vorgesehen, mit dem eine Verdrehung in Richtung des Drehpfeils 17 erreichbar ist. Hierdurch wird das erste Bauteil 2 am freien Ende des Positionierelements 13 im Raum verdreht, das hier mit einem Drehantrieb 21 um eine Schwenkachse 22 verschwenkbar an dem Positionierelement 13 gelagert ist. Die Schwenkachse 22 verläuft senkrecht zu der Hauptrichtung des Positionierelements 13, so daß sich ihre Raumlage mit jeder Verdrehung des Positio nierelements 13 in Richtung des Drehpfeils 17 verändert. Durch die Verschwenkbarkeit des ersten Maschinenteils 2 um die Schwenkachse 22 mit dem Drehantrieb 21 und durch die Verdreh barkeit des vierten Positionierelements 13 in Richtung des Drehpfeils 17 mit dem Drehantrieb 20 kann ein Kopf 23 des ersten Maschinenteils in jeder gewünschten Richtung an ein Werkstück herangefahren werden. Wenn es sich bei dem Kopf 23 beispiels weise um die Austrittsdüse einer Farbsprühpistole handelt, kann diese Düse in einer beliebigen Richtung auf eine zu lackierende Oberfläche gerichtet werden.

Bei der Ausführungsform der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 5 handelt es sich um eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 4. Die Abwandlung besteht darin, daß die Länge 10 des ersten Positionierelements 6 festgehalten ist, während die Länge 14 des Positionierelements 13 verstellbar ist. Dabei ist der zugehörige Linearantrieb 19 innerhalb des hier rohrförmig ausgebildeten und als Linearführung für das Positionierelement 13 dienenden Positionierelement 6 vorgesehen. Ebenso ist dort auch der Drehantrieb 20 für das Positionierelement 13 angeordnet. Die Anordnung der Antriebe 19 und 20 nahe dem Punkt 5 der Lagerung für das erste Positionierelement 6 führt zu geringeren Trägheitsmomenten der Vorrichtung 1 gegenüber Lageveränderungen des ersten Maschinenteils 2 gegenüber dem zweiten Maschinenteil 3. Die Versteifung des ersten Positionierelements 6 gegenüber Verdrehungen um seine Hauptrichtung ist hier nicht durch eine spezielle Lagerung des ersten Positionierelements 6 gegenüber dem zweiten Maschinenteil 3 erreicht. Vielmehr ist für das zweite Positionierelement 7 an dem Knoten 9 eine Lagerung 24 ausgebildet, die ein Verschwenken des Positionierelements 7 gegenüber dem Positionierelement 6 nur um einzige Schwenkachse 25 erlaubt. Durch die Lagerung 24 wird zugleich ausgeglichen, daß die von dem zweiten Maschinenteil 3 abgewandten Enden der Positionierelemente 6 bis 8 nicht in einem Raumpunkt zusammen fallen, sondern typischerweise zwei Verbindungspunkte zwischen dem ersten und dem zweiten Positionierelement einerseits und dem ersten und dem dritte Positionierelement andererseits vorgesehen sind, wodurch zunächst die Eineindeutigkeit der Bestimmung der Ortskoordinaten des ersten Maschinenteils 2 gegenüber dem zweiten Maschinenteil 3 nicht gegeben ist. Durch die spezielle Lagerung 24 des zweiten Positionierelements 7 an dem ersten Positionierelement 6 wird diese Eineindeutigkeit wieder herge stellt.

Fig. 6 skizziert eine spezielle Ausführungsform eines Positio nierelements, das als Positionierelement 6, 7 oder 8 bei der Vorrichtung 1 gemäß den Fig. 1 bis 5 zur Anwendung kommen kann. Das Positionierelement gemäß Fig. 6 weist zwei Hebelarme 26 und 27 auf, die über ein Hebelgelenk 28 miteinander verbunden sind. Andererseits ist der Hebelarm 26 in dem Punkt 5 gelagert und reicht der Hebelarm 27 an den Knoten 9 heran. Der Linear antrieb 19 für das Positionierelement gemäß Fig. 6 greift zwischen den beiden Hebelarmen 26 und 27 mit Abstand zu dem Punkt 5 und dem Knoten neu an. Dies gibt eine Wegübersetzung für den Weg des Linearantriebs 19 bezüglich des Abstands zwischen dem Punkt 5 und dem Knoten 9, die nach dem Strahlensatz zu berechnen ist. Der Linearantrieb 19 kann nur zu einem Ausein anderdrücken der Hebelarme 26 und 27 vorgesehen sein. Das Wiederzusammendrücken der Hebelarme 26 und 27 erfolgt dann durch eine Zugfeder 29, die hier zwischen dem Punkt 5 und dem Knoten 9 angeordnet ist. Die Zugfeder 29 sorgt auch für eine Spielfrei heit des Positionierelements gemäß Fig. 6.

Fig. 7 skizziert ein weiteres Positionierelement 6, 7 oder 8 mit einer Wegübersetzung für den dort vorgesehenen Linearantrieb 19. Hier wird die Wegübersetzung durch Scherenarme 30 bis 32 bewirkt. Ein Paar von Scherenarmen 30 ist in dem Punkt 5 gela gert. An den freien Enden der Scherenarme 30 ist ein weiteres Paar von Scherenarmen 31 in X-Anordnung gelagert. An den freien Enden der Scherenarme 31 sind wiederum zwei Scherenarme 32 gelagert, die in dem Knoten 9 zusammenlaufen. Dabei greift zwischen dem Punkt 5 und dem Kreuzungspunkt der Scherenarme 31 der Linearantrieb 19 an, dessen Weg hier um einen Faktor 2 durch die Scherenarme 30 bis 32 vergrößert wird. Die Zugfeder 29 ist hier zwischen den Verbindungsgelenken zwischen den Scherenarmen 31 und 32 aufgehängt.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

erstes Maschinenteil

3

zweites Maschinenteil

4

Meßspitze

5

Punkt

6

erstes Positionierelement

7

zweites Positionierelement

8

drittes Positionierelement

9

Knoten

10

Länge

11

Länge

12

Länge

13

viertes Positionierelement

14

Länge

15

Winkel

16

Drehpfeil

17

Drehpfeil

18

Abkröpfung

19

Linearantrieb

20

Drehantrieb

21

Drehantrieb

22

Schwenkachse

23

Kopf

24

Lagerung

25

Schwenkachse

26

Hebelarm

27

Hebelarm

28

Hebelgelenk

29

Zugfeder

30

Scherenarm

31

Scherenarm

32

Scherenarm

Claims

1. Vorrichtung zum Messen der Position und/oder zum Positio nieren eines ersten Maschinenteils gegenüber einem zweiten Maschinenteil im Raum,
mit einem ersten linearen Positionierelement (6), einem zweiten linearen Positionierelement (7) und einem dritten linearen Positionierelement (8),
die jeweils eine Hauptrichtung aufweisen,
die mit jeweils einem Ende frei schwenkbar und untereinander beabstandet an dem zweiten Maschinenteil (3) gelagert sind und
deren andere Enden in einem Knoten (9) zusammenlaufen, wobei die Position des Knotens (9) im Raum durch die linearen Längen (10 bis 12) des ersten, des zweiten und des dritten Positionierelements zwischen seinen jeweiligen Enden in seiner jeweiligen Hauptrichtung definiert ist, und
mit einem vierten eine Hauptrichtung aufweisenden linearen Positionierelement (13),
das sich mit einem Ende von dem Knoten (9) aus bis zu dem ersten Maschinenteil (2) an seinem anderen, freien Ende erstreckt und
dessen Hauptrichtung in einer festen Winkelbeziehung zu der Hauptrichtung des ersten Positionierelements (6) steht,
wobei die linearen Längen (10/14, 11, 12) des ersten und/oder des vierten sowie des zweiten und des dritten Positionierelements (6/13, 7, 8) zwischen seinen jeweiligen Enden in seiner jeweiligen Hauptrichtung reproduzierbar veränderlich sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die veränderlichen Längen (10/14, 11, 12) des ersten und/oder des vierten sowie des zweiten und des dritten Positio nierelements (6/13, 7, 8) Wegsensoren und/oder Linearantriebe (19) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptrichtungen des ersten und des zweiten Positionier elements (6, 13) zusammenfallen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß das erste Positionierelement (6) gegenüber Verdrehungen um seine Hauptrichtung relativ zu dem zweiten Maschinenteil (3) gesperrt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß das erste Positionierelement (6) um seine Hauptrichtung relativ zu dem zweiten Maschinenteil (3) verdrehbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Maschinenteil (3) und dem ersten Positio nierelement (6) ein Winkelmesser und/oder ein Drehantrieb vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Positionierelement (13) um seine Hauptrichtung relativ zu dem ersten Positionierelement (6) verdrehbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem vierten Positionierelement (6, 13) ein Winkelmesser und/oder ein Drehantrieb (20) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das vierte Positionierelement (13) vor seinem freien Ende eine Abkröpfung (18) gegenüber seiner Hauptrichtung aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das erste Maschinenteil (2) um eine Schwenk achse (22) verschwenkbar an dem freien Ende des vierten Posi tionierelements (13) gelagert ist, wobei die Schwenkachse (22) senkrecht zu der Hauptrichtung des vierten Positionierelements (13) verläuft und wobei zwischen dem vierten Positionierelement (13) und dem ersten Maschinenteil (2) ein Winkelmesser und/oder ein Drehantrieb (21) vorgesehen ist.