DE3430086A1

DE3430086A1 - Pinole fuer koordinatenmessmaschinen

Info

Publication number: DE3430086A1
Application number: DE19843430086
Authority: DE
Inventors: Gerhard Band; Günter 7238 Oberndorf Berger; Kurt 7297 Alpirsbach Walter
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1984-08-16
Publication date: 1986-03-06
Also published as: DE3430086C2; JPS6148712A; JPH0446364B2

Description

Pinole für koordinatenmeßmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Pinole für Koordinatenmeßmaschinen mit im wesentlichen rechteckförmigem, insbesondere quadratischem Querschnitt, welche in Z-Richtung bewegbar in Lagerkörpern geführt ist und an ihrem unteren Ende einen Meßtaster aufnimmt.
Pinolen der vorgenannten Art sind allgemein bekannt und auch bereits in der DE-OS 31 07 783 in der Eingangsbeschreibung offenbart. Um nun bei solchen Pinolen das Gewicht zu reduzieren, hat man nach der DE-OS 31 07 783 vorgeschlagen, von der im Querschnitt quadratischen Pinole abzugehen und stattdessen eine im Querschnitt dreieckförmige Pinole anzufertigen. Bei einer solchen Querschnittsgestaltung ist eine - im Vergleich zum Quadrat und auch im Vergleich zu der allgemein bekannten kreisrunden Zylinderform - geringere Fläche vorhanden, wodurch eine entsprechende Gewichtsreduzierung erreicht wird. Nach den neuen VDI-Abnahmerichtlinien für 3-Koordinatenmeßgeräte ist eine Prüfung auf Pinolenverdrehung vorgesehen, wobei eine Genauigkeit für den Verdrehwinkel bzw. den Rollwinkel von max. 2 Winkelsekunden erlaubt ist. Diese außerordentlich hohe Genauigkeit ist mit den bekannten Pinolenausführungen mit dreieckförmigen oder rundem Querschnitt nicht oder nur mit einem extrem hohen Aufwand für die Montage und Justage möglich. Die Einhaltung der verlangten Genauigkeit ist vor allen Dingen dann problematisch, wenn die Pinole bei großen Meßmaschinen in der Z-Richtung über eine große Strecke von bspw.
2 Metern oder mehr ausgefahren werden soll.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik und den gestellten Anforderungen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Pinole für Koordinatenmeßmaschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit relativ einfachen Mitteln auch in der Serienherstellung eine Genauigkeit für den Verdrehwinkel von unterhalb 2 Winkelsekunden ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit einem Z-Maßstab versehene Pinole in insgesamt acht Lagerkörpern in einem Führungskörper geführt ist, von denen jeweils im oberen und im unteren Endbereich des Führungskörpers drei Lagerkörper auf einer Querschnittsebene und in Z-Richtung parallel zueinander angeordnet sind, während zwei weitere Lagerkörper etwa mittig zwischen die in Z-Richtung beabstandeten Lagerkörper auf einer Querschnittsebene vorgesehen sind, die in Z-Richtung zu den oberen und unteren Lagerkörpern versetzt sind. Dabei sind jeweils zwei der Oberen und unteren Lagerkörper über Eck an den um 90° zueinander benachbarten Flächen angeordnet, während der auf gleicher Querschnittsebene jeweils dritte Lagerkörper an dem diagonal gegenüberliegenden Eck V-förmig zu den beiden ersten Lagerkörpern vorgesehen ist, und die in Z-Richtung etwa mittig zwischen die oberen und unteren Lagerkörper eingesetzten Lagerkörper sind auf der gleichen Führungsfläche wie die beiden ersten oberen und unteren Lagerkörper, jedoch dem jeweils gegenüberliegenden Eck zugeordneten Bereich vorgesehen.
In erfindungsgemäßer Ausbildung können die über Eck und mittig angeordneten Lagerkörper jeweils an bzw. nahe an den Außenkanten der Führungsflächen eingebaut sein. Ferner können die zwei auf dem Eck liegenden Lagerkörper und eines der mittig angeordneten Lagerkörper in der Horizontalebene federnd ausgebildet sein.
Als Lagerkörper können gemäß dem erfinderischen Gedanken entweder Kugelumlaufschuhe oder Luftlager eingesetzt sein.
Mit diesen erfindungsgemäßen Merkmalen ist ein sicheres Einhalten und Erreichen der gewünschten maximalen Pinolenverdrehung durch eine größere Führungsbasis der Vierkantform der Pinole und der entsprechenden Anordnung der Führungselemente gewährleistet.
Die Verwendung von Kugelumlaufschuhen oder Luftlagern verhindert in vorteilhafter Weise eine Erwärmung der Pinole. Mit der 3-Punkt-Lagerung auf einer Querschnittsebene wird eine präzise Führung der Pinole erzielt. Die sichere Bestimmung der Pinolendrehung wird erreicht, indem bspw. ein Kugelumlaufschuh fest und der andere Kugelumlaufschuh jeweils in der Horizontalebene gefedert ist. Durch den Einbau der Lagerkörper nahe an dem Rand der Führungsflächen wird eine breite Auflage und damit eine erhöhte Genauigkeit erzielt.
Der Einsatz der Federn erlaubt durch die Federschichtung oder den Einsatz besonderer Federn das Bereitstellen der Andrückkraft der Lager an die Pinole. Wenn statt der Kugelumlaufschuhe Luftlager eingesetzt werden, ist ferner eine Gewichtsreduzierung möglich.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Beispiel dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 die Längsansicht der Pinole, teilweise im Längsschnitt; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Pinole nach Fig. 1; Fig. 3 die erfindungsgemäße Pinole im Einsatz in einer Meßmaschine.
Eine Pinole 1 ist in einem Führungskörper 2 einer Koordinatenmeßmaschine 3 geführt. An dem unteren Stirnende der Pinole 1 ist ein Meßtaster 4 befestigt. Durch einen am oberen Ende und hier nicht näher gezeigten Antrieb, ist die Pinole 1 in der Z-Richtung 5 bewegbar. Die Bewegung des Meßtasters 4 in die Y-Richtung erfolgt über den eingebauten Wagen 6, während die Verfahrbarkeit in die X-Richtung durch das gesamte Portal 7 der Meßmaschine 3 erfolgt.
Die Pinole 1 weist nun entsprechend dem quadratischen Querschnitt vier Seitenflächen 8, 9, 10 und 11 auf, die auch gleichzeitig Führungsflächen darstellen.
An der einen Seitenfläche 9 ist der Z-Maßstab 12 vorgesehen.
Die Darstellung der Lagerkörper erfolgt schematisch. Sowohl im oberen als auch im unteren Endbereich des Führungskörpers 2 sind die in Form von Kugelumlaufschuhen ausgebildeten Lagerkörper 13, 14 und 15 als 3-Punkt-Lagerung auf jeweils einer Querschnittsebene dargestellt. Die Lagerkörper 13 und 14 sind dabei über Eck 16 an zwei um 900 zueinander benachbarten Führungsflächen 10 und 11 sowohl im oberen als auch im unteren Endbereich des Führungskörpers 2 angebracht. Diagonal gegenüberliegend dem Eck 16 der Pinole ist auf dem abgeflachten Eck 17 in gleicher Höhe wie die Lagerkörper 13 und 14 ein weiterer Lagerkörper 15 angeordnet. Dieser Lagerkörper 15 im oberen wie auch im unteren Endbereich des Führungskörpers besitzt horizontal wirkende Federn 18.
In der Z-Richtung 5, etwa mittig zwischen den oberen und unteren Lagerkörper 13, 14 und 15, befinden sich zwei weitere Lagerkörper 19 und 20. Der Lagerkörper 19 ist auf der gleichen Führungsfläche 11 wie der Lagerkörper 14 wirksam. Er liegt jedoch an der dem Lagerkörper 14 gegenüberliegenden Kante 21 der Pinole 1 an. Dieser Lagerkörper 19 ist ebenso wie die Lagerkörper 15 durch eine horizontal wirkende Feder 18 unterstützt. Der Lagerkörper 20 befindet sich auf der Führungsfläche 10, die auch den Lagerkörper 13 aufnimmt.
Auch hier ist der Lagerkörper 20 wiederum an der dem Lagerkörper 13 entgegengesetzten Kante 22 der Pinole angeordnet.
Mit der obengeschilderten Anordnung der Lagerkörper 13, 14, 15, 19 und 20 sind insgesamt 8 Führungselemente vorgesehen. In dem oberen und dem unteren Endbereich des Führungskörpers 2 befinden sich jeweils 3 Lagerkörper 13, 14, und 15, von denen die auf dem abgeflachten Eck 17 angeordneten Lagerkörper 15 gefedert ausgeführt sind. Die zwei weiteren Lagerkörper 19 und 20 befinden sich in der Mitte der Senkrechten der Führungsebene, wovon wiederum ein Lagerkörper 19 durch eine Feder 18 unterstützt ist. Die so erhaltene 3-Punkt-Lagerung für jede obere und untere Führungsfläche gewährleistet eine hohe Genauigkeit der Führung. Die Bestimmung der Pinolenverdrehung erfolgt durch die Lagerkörper 19 und 20, von denen ein Lagerkörper fest und der andere Lagerkörper gefedert ausgeführt ist. Die Andrückkräfte der Lagerkörper an die Führungsflächen der Pinole 1 sind über die eingesetzten Federn 18 regelbar.
Wenn eine Gewichtsreduzierung gewünscht wird, können statt der eingesetzten Kugelumlaufschuhe als Lagerkörper auch Luftlager eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Pinole für Koordinatenmeßmaschinen mit im wesentlichen rechteckförmigem, insbesondere quadratischem Querschnitt, welche in Z-Richtung bewegbar im Lagerkörper geführt ist, und an ihrem unteren Ende einen Meßtasterf aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Z-Maßstab versehene Pinole (1) in insgesamt acht Lagerkörpern (12,14,15,19,20) im Führungskörper (2) geführt ist, von denen jeweils im oberen und im unteren Endbereich des Führungskörpers (2) drei Lagerkörper (13,14,15) auf einer Querschnittsebene und in Z-Richtung (5) parallel zueinander angeordnet sind, während zwei weitere Lagerkörper (19,20) etwa mittig zwischen die in Z-Richtung (5) beabstandeten Lagerkörper (13,14,15) auf einer Querschnittsebene vorgesehen sind, die in Z-Richtung (5) zu den oberen und unteren Lagerkörpern (13,14,15) versetzt sind.
2. Pinole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der oberen und unteren Lagerkörper (13,14,15) über Eck (16) an den um 90° zueinander benachbarten Flächen (10,11) angeordnet sind, während der auf gleicher Querschnittsebene jeweils dritte Lagerkörper (15) an dem diagonal gegenüberliegenden Eck (17) V-förmig zu den beiden ersten Lagerkörpern (13,14) vorgesehen ist, und daß die in Z-Richtung (5) etwa mittig zwischen die oberen und unteren Lagerkörper (13,14,15) eingesetzten Lagerkörper (19,20) auf der gleichen Führungsfläche (10,11) wie die beiden ersten oberen und unteren Lagerkörper (13,14), jedoch auf dem dem jeweils gegenüberliegenden Eck (21,22) zugeordneten Bereich-vorgesehen sind.
3. Pinole nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die über Eck (16) und mittig angeordneten Lagerkörper (13,14, 19,20) jeweils an bzw. nahe an den Außenkanten der Führungsflächen (10,11) eingebaut sind.
4. Pinole nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei auf dem Eck (17) liegenden Lagerkörper (15) und einer der mittig angeordneten Lagerkörper (19) in Horizontalebene federnd ausgebildet sind.
5. Pinole nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerkörper (13,14,15,19,20) Kugelumlaufschuhe eingesetzt sind.
6. Pinole nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerkörper (13,14,15,19,20) Luftlager eingesetzt sind.