DE3309122A1 - Tastkopf fuer messeinrichtungen - Google Patents

Description

MP 105 Sö/Ηγ.

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MAUSER-WERKE OBERNDORF GMBH, 7238 Oberndorf

Tastkopf für Meßeinrichtungen

Die Erfindung betrifft einen Tastkopf für Meßeinrichtungen mit einer in einem Tastkopfgehäuse eingebauten Auslenkmechanik, an die ein außenliegendes Antastelement angeschlossen ist.

Tastköpfe der vorstehend genannten Art sind allgemein bekannt und werden beispielsweise in Meßeinrichtungen eingesetzt. Solche Meßeinrichtungen können sowohl Meßmaschinen als auch Bearbeitungsmaschinen sein, die mit Meßstationen ausgerüstet sind. Diese allgemein bekannten Tastköpfe u/eisen ein Antastelement auf, das im Inneren des Tastkopfgehäuses

ig mit einer Auslenkmechanik und einem Sensor zur Erzeugung eines Meßsignals verbunden ist, um beim Anfahren des Tastkopfes an ein zu messendes Objekt dem Antastelement die Möglichkeit des Auslenkens nach Überwindung einer bestimmten Antastkraft zu geben. Die Tastköpfe der bekannten Art eignen sich gut für nahe am Tastkopf liegende Meßpunkte. Bei entfernt liegenden Meßpunkten, beispielsweise bei Tiefenmessungen, haftet solchen Tastköpfen der Nachteil an, daß nur über ein entsprechend langes Antastelement Messungen durchgeführt werden können. Diese unterschiedlich Jangen Antastelemente rufen jedoch ungleiche Auslenkverhältnisse in der Auslenkmechanik und dem im Tastkopfgehäuse befindlichen Sensor hervor, u/as zu Lasten der Qualität des Meßergebnisses geht.

Um diesen Nachteil auszuschalten, sind auch schon Tastköpfe mit einem langen Antastelement bekannt. Diese Tastköpfe haben wegen ihres großen Außendurchmessers allerdings den Nachteil, daß kleinere Bohrungen mit ihnen nicht ausgemessen werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Tastkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne Qualitätseinbuße des Meßergebnisses für unterschiedlich weit vom Tastkopfgehäuse entfernte Antastungen ein setzbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in das Antastelement ein Sensor integriert ist, der als getrenntes Bauteil zum Tast kopfgehäuse ausgebildet ist. Dabei kann das mit dem Sensor integrierte Antastelement direkt an das Tastkopfgehäuse angesetzt sein. Er kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ebenso auch an ein vom Tastkopfge häuse ausgehendes Verlängerungselement angeordnet sein. Ferner kann das Antastelement mit dem Sensor zur Erkennung der Antastrichtung mit mechanischen und/oder elektrischen Einrichtungen versehen sein, die in den drei Koordinatenrichtungen wirksam sind. Diese Einrichtungen zur Erkennung der Antastrichtung können in bevorzugter Ausführung Dehnmeßstreifen sein.

Ferner kann die Meßkraft einstellbar und unabhängig von der Auslenkmechanik des wahlweise eingesetzten Verlängerungselementes und den Aus lenkkräften sein.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt in der weglosen Signalerkennung nahe der Antastung, was trotz einer großen zulässigen Auslenkbewegung der Auslenkmechanik möglich ist. Es sind ausgehend vom Tastkopfgehäuse demzufolge beliebige Verlängerungen möglich, ohne daß die Antastverhältnisse verändert werden.

Die Meßkräfte sind bei Anwendung der erfinderischen Lösung nicht mehr von der Auslenkmechanik und den eingesetzten Verlängerungselementen bzw. den Auslenkkräften abhängig, sondern allein durch die einstellbare Empfindlichkeit der Antastsensoren bestimmt.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Tastkopf in schematischer Darstellung Fig. 2 eine Kennlinie der Auslenkmechanik mit Arbeitspunkten des Sensors zur Abgabe des Meßsignals.

An das Tastkopfgehäuse 1 des erfindungsgemäßen Tastkopfes ist zentral ein Verlängerungselement 2 angesetzt, an dessen stirnseitigem Ende das Antastelement 4 mit dem integrierten Sensor 3 angeordnet ist. Das Antastelement 4 trägt an seinem freien Ende zum Antasten an ein zu messendes Objekt eine Tastkugel 5. Statt der dargestellten Kugel können in

ig Anpassung an die zu lösende Meßaufgabe auch andere geometrische Körper gewählt werden. Das Verlängerungselement 2 kann nun beliebig gegen andere Verlängerungsstücke mit unterschiedlicher Länge ausgetauscht werden. Bei nahe am Tastkopfgehäuse 1 liegenden Meßpunkten eines Bauteiles kann das Verlängerungselement 2 beispielsweise auch völlig entfallen.

Der vom Tastkopfgehäuse 1 externe Sensor befindet sich in diesem Fall in direkter Anordnung mit dem Antastelement 4 am Tastkopfgehäuse 1.

Der Sensor 3 befindet sich in dem Gehäuse des Antastelementes 4, welches in den drei Koordinatenrichtungen mit den Dehnmeßstreifen 6 in on Wirkverbindung steht. Durch die eingesetzten Dehnmeßstreifen ist eine Erkennung der Antastrichtung möglich. Bei Überschreiten einer bestimmten Kraft lenkt das Antastelement 4 infolge der im Tastkopfgehäuse eingesetzten Auslenkmechanik aus.

Die Fig. 2 zeigt die Kennlinie der Auslenkkraft der Auslenkmechanik als Funktion des Auslenkweges. Dabei ist auf der Achse "F" die Auslenkkraft und auf der Achse "S" der Auslenkweg aufgetragen. Die Bereiche A, und A„ bilden den Einstellbereich der Meßkraft, da über diesen Bereich zwischen den Punkten 7 und 8 der starre Bereich ist. Der

•jQ Beginn der oberen Auslenkkraft ist bei 9 und der Beginn der unteren Auslenkkraft bei 10 dargestellt.

Claims (5)

MP 105 Sö/Ηγ. ■Γ""it!π -■'.· v ·■.<- r -·■■ ■ y Patentansprüche

1. Tastkopf für Meßeinrichtungen mit einer in einem Tastkopfgehäuse eingebauten Auslenkmechanik, an die ein außenliegendes Antastelement angeschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß in das Antastelement (4) ein Sensor (3) integriert ist, der als getrenntes Bauteil zum Tastkopfgehäuse (1) ausgebildet ist.

2. Tastkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

^g daß das Antastelement (4) mit Sensor (3) an ein vom Tastkopfgehäuse (1) ausgehendes Verlängerungselement (2) angeordnet ist.

3. Tastkopf nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Antastelement (4) mit Sensor (3) zur Erkennung der Antastrichtung mit mechanischen und/oder elektrischen Einrichtungen , (6) versehen ist, die in den drei Koordinatenrichtungen wirksam sin

4. Tastkopf nach Anspruch 3,
2Q dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtungen zur Erkennung der Antastrichtung Dehnmeßstreifen (6) sind.

5. Tastkopf nach den vorgenannten Ansprüchen,

dadurch gekennzeichnet, ;

daß die Meßkraft (A,, A«) einstellbar und unabhängig von der Aus- , lenkmechanik des u/ahlu/eise eingesetzten Verlängerungselementes (2)' und den Auslenkkräften (F) ist. '