DE3545330C2

DE3545330C2 -

Info

Publication number: DE3545330C2
Application number: DE3545330A
Authority: DE
Inventors: Manfred 7230 Schramberg De Mayer; Gerhard 7238 Oberndorf De Band
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1993-07-22
Also published as: US4742621A; IT1199747B; GB8630559D0; IT8622657A1; GB2184891B; IT8624009V0; DE3545330A1; IT8622657A0; GB2184891A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung an einer Pinole einer Meßmaschine zur Unterbrechung des Verfahrens der Pinole bei einer Kollision des Tastkopfes mit einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Wird eine Pinole einer Meßmaschine mit einem Tastkopf in Richtung auf das zu vermessende Werkstück verfahren, dann ist es nicht ausgeschlossen, daß die Pinole auf dem Verfahrweg mit einem Körper kollidiert. Insbesondere bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten, beispielsweise 80 bis 100 mm/s oder mehr, ist es wichtig, daß eine Schutzeinrichtung bei einer solchen Kollision mit sehr kurzer Verzögerungszeit anspricht, damit eine Verstellung oder Beschädigung der Pinole vermieden wird.

Eine derartige Schutzeinrichtung ist in der DE-AS 19 09 436 beschrieben. Diese bekannte Schutzeinrichtung besitzt in der Verbindungsstelle zwischen der Pinole und dem Tastkopf insgesamt drei gleichmäßig am Umfang verteilte Kugeln in Prismen, die als Rastelemente wirken und eine genaue Ruhelage zwischen der Pinole und dem Tastkopf definieren. Ferner ist an der Pinole ein Schaltelement vorgesehen, das über eine erste Schaltspitze mit einer zweiten Schaltspitze am Tastkopf in Wirkverbindung steht. In der normalen Arbeitsstellung stehen sich die Schaltspitzen gegenüber. Wenn der Tastkopf im Falle einer Kollision aus seiner Ruhestellung herausgeschwenkt wird, erfolgt über das Schaltelement ein Signal und der Stillstand der Maschine.

Schließlich ist noch aus der EP 01 23 835 A1 ein Kollisionsschutz eines Meßarmes einer Mehrkoordinaten-Meßmaschine bekannt, der aus Meßwertgebern besteht, die für jeweils eine der Meßkoordinaten im Abstand vom freien Meßarmende angebracht sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die die Bewegung der Pinole sicher unterbricht, wenn der Tastkopf der Meßmaschine mit hoher Verfahrgeschwindigkeit an einem Körper anstößt.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Stößt der Tastkopf auf dem Verfahrweg an einen Körper, dann bewegt sich der Tastkopf gegenüber der Pinole, wobei wenigstens einer der beiden Schalter sofort betätigt wird und die weitere Bewegung der Pinole abschaltet oder in Gegenrichtung umschaltet. Günstig dabei ist auch, daß der mögliche Auslenkhub der Finger des Tastkopfes hierfür konstruktiv nicht vergrößert werden muß.

Durch die lose Lagerung zwischen der Pinole und dem Tastkopf bzw. der mit ihnen verbundenen Lagerplatte auf der Aufnahmeplatte ist auch erreicht, daß die Schutzeinrichtung in gleicher Weise bei Kollisionen in +X, -X-, +Y-, -Y-Richtung und in +Z-Richtung anspricht.

Die Lagerung über die Kugeln stellt sicher, daß nach einer Kollision sich die Lagerplatte ohne weiteres - unter dem Gewicht des Tastkopfes - in die gegenüber der Aufnahmeplatte ausgerichtete Stellung zurückbewegt. In Ausgestaltung der Erfindung sind hierfür außerdem Federn vorgesehen, die die Lagerplatte auf die Aufnahmeplatte drücken.

Vorzugsweise sind diese Federn zwischen der Lagerplatte und der Aufnahmeplatte wirksame Zugfedern.

Zwischen der Pinole und dem Tastkopf ist eine elektrische Steckverbindung zum Anschluß des Tastkopfes vorgesehen, die sich beim Ansetzen des Tastkopfes an die Pinole von selbst schließt. Um zu vermeiden, daß diese Steckverbindung bei einer Kollision die Auslenkung des Tastkopfes behindert, ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung der an der Pinole angeordnete Teil der Steckverbindung an einer Leiste befestigt, die an einer Halterung der Pinole festsitzt, wenn der Tastkopf nicht an der Pinole festgelegt ist, und die sich nach dem Einstecken des an dem Tastkopf befestigten Teiles der Steckverbindung beim Festlegen des Tastkopfes von der Halterung löst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Pinole mit Tastkopf,

Fig. 2 eine Schnittansicht der Pinole ohne Aufnahmeplatte,

Fig. 3 eine Ansicht der Pinole längs der Linie III-III nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht längs der Line IV-IV nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht der Pinole längs der Linie V-V nach Fig. 1,

Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeils VI nach Fig. 5,

Fig. 7 eine Ansicht längs der Linie VII-VII nach Fig. 5,

Fig. 8 eine elektrische Steckverbindung zwischen der Pinole und dem Tastkopf und

Fig. 9 eine Ansicht längs der Linie IX-IX nach Fig. 8.

Unten an einer Pinole 1 ist ein Tastkopf 2 mit Meßfühlern 3 angeordnet. Die Pinole 1 weist ein Tragrohr 4 auf. An diesem sind unten mittels Schraubbolzen 5 (vgl. Fig. 3, 4) eine Aufnahmeplatte 6, ein Distanzring 7 und eine Scheibe 8 befestigt. Der Distanzring 7 bildet einen Freiraum 9 zwischen der Aufnahmeplatte 6 und der Scheibe 8. An der Aufnahmeplatte 6 ist ein Deckel 10 vorgesehen.

Im Freiraum 9 liegt eine Lagerplatte 11, die von zwei mittels Schrauben 12 zusammengeschraubten Teilplatten 13 und 14 gebildet ist. Die Aufnahmeplatte 6, die Scheibe 8, der Deckel 10 und die Lagerplatte 11 weisen eine zentrale Öffnung 15 zum Einschieben des Tastkopfes 2 auf. Die Lagerplatte 11 ist am Umfang ihrer zentralen Öffnung 15 als Bajonettverschluß 16 ausgebildet. Zum Festlegen an der Lagerplatte 11 wird der Tastkopf 2 in die Öffnung 15 eingesteckt, bis er an eine konische Fläche 17 (vgl. Fig. 2) der Teilplatte 14 stößt. Anschließend wird der Tastkopf 2 um etwa 45° bis zu einem Anschlag 18 gedreht, so daß Randstücke auf der Teilplatte 13 aufstehen. Schließlich wird der Tastkopf 2 mittels Druckschrauben 19 (vgl. Fig. 2 und 5) festgesetzt.

An der Lagerplatte 11, speziell deren Teilplatte 13 sind am Umfang verteilt drei Kugeln 20 in kalottenförmigen Vertiefungen 21, 22 und 23 angeordnet. Die Kugeln 20 sind auf einem Kreis um die Mittelachse M um 120° verteilt. Die Kugeln 20 sind gegenüber der X-Y-Richtung auf dem Kreis versetzt. So ist beispielsweise die kalottenförmige Vertiefung 21 gegenüber der Y-Achse um etwa 10 bis 20° versetzt. Zur Aufnahme der Kugeln 20 sind an der Aufnahmeplatte 6 Prismen 24 (vgl. Fig. 4) angeordnet.

Zwischen der Lagerplatte 11 und der Aufnahmeplatte 6 sind Zugfedern 25 nahe bei den kalottenförmigen Vertiefungen 21, 22, 23 bzw. den zugehörigen Prismen 24 angeordnet.

Zwischen der Aufnahmeplatte 6 und der Lagerplatte 11 sind zwei Führungsstifte 26 (vgl. Fig. 5 und 7) vorgesehen. Diese liegen spiegelbildlich zur Y-Achse und weisen von der X-Achse den gleichen Abstand auf.

An der ebenso wie die Aufnmahmeplatte 6 pinolenfesten Scheibe 8 sind zwei Schalter befestigt. Jedem der Schalter 27 ist ein Schaltnocken 28 zugeordnet (vgl. Fig. 5 und 6). Die Betätigungsstellen zwischen den Schaltern 27 und den Schaltnocken 28 liegen spiegelsymmetrisch zur Y-Achse und weisen den gleichen Abstand von der X-Achse auf, wobei dieser Abstand auch dem Abstand der Führungsstifte 26 von der X-Achse etwa gleich ist.

Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist etwa folgende:

Im Ruhezustand ist die Lagerplatte 11 über die Kugeln 20 und die Prismen 24 an der Aufnahmeplatte 6 justiert gehalten. Ein Verdrehen der Lagerplatte 11 gegenüber der Aufnahmeplatte 6, wozu an sich beim Festlegen oder Lösen des Tastkopfes 2 die Tendenz besteht, verhindern die Führungsstifte 26. Die Kugeln 20 liegen einerseits unter dem Gewicht des Tastkopfes 2 und andererseits unter der Wirkung der Zugfeder 25 in den Prismen 24.

Stößt beim Verfahren der Pinole 1 in X-Richtung der Tastkopf 2 an einem Hindernis an, dann erfährt die Lagerplatte 11 eine Kipp-Auslenkung um die in der kalottenförmigen Vertiefung 22 gelagerte Kugel 20, wobei die in den kalottenförmigen Vertiefungen 21 und 23 gelagerten Kugeln 20 leicht aus den zugeordneten Prismen 24 abheben. Es schaltet dadurch der zwischen den kalottenförmigen Vertiefungen 21 und 23 liegende Schaltnocken 28 den ihm zugeordneten - in Fig. 5 linken - Schalter 27. Der Pinolenantrieb wird dadurch ab- oder umgeschaltet, bevor der Tastkopf beschädigt werden kann.

Bei einer Kollision des Tastkopfes 2 in -X-Richtung führt die Lagerplatte 11 eine Kipp-Auslenkung um die in der Kalotte 23 gelagerte Kugel aus. Es schaltet dann der gegenüberliegende - in Fig. 5 rechte - Schalter 27.

Bei einer Kollision des Tastkopfes 2 in Y-Richtung kippt die Lagerplatte 11 um die in der Kalotte 21 gelagerte Kugel, deren Abstand von der X-Achse größer ist als der Abstand der Betätigungssstellen zwischen den Schaltern 27 und der Schaltnocken 28 von der X-Achse. Es schalten die Schalter 27.

Bei einer Kollision des Tastkopfes 2 in -Y-Richtung kippt die Lagerplatte 11 um die in der Kalotte 23 gelagerte Kugel. Es schalten dann ebenfalls die Schalter 27.

Bei einer Kollision in Z-Richtung können alle drei Kugeln 20 aus den Prismen 24 abheben. Auch in diesem Fall betätigen die Schaltnocken 28 die Schalter 27.

Der für die Z-Richtung vorgesehene Meßfühler 3 kann bei einem Verfahren in -Z-Richtung nicht kollidieren. Erfolgt bei einem Verfahren in -Z-Richtung, oder auch in +Z-Richtung eine Kollision der für die X- oder Y- Richtungen vorgesehenen Meßfühler, dann ergibt sich ebenfalls eine der beschriebenen Kipp-Auslenkungen der Lagerplatte 11, was zu einem Ab- oder Umschalten des Antriebs führt.

An der Oberseite des Tastkopfes 2 ist eine mehrpolige elektrische Steckbuchse 29 befestigt. In der Pinole 1 ist eine Halterung 30 angeordnet, die zwei Druckfederelemente 31 aufweist (vgl. Fig. 8 und 9). Die Druckfederelemente 31 drücken in der in Fig. 8 dargestellten Stellung eine Leiste 32 an Zungen 33 und 34 der Halterung 30. An der Leiste 32 ist mittels eines Bügels 35 ein der Steckbuchse 29 entsprechender Stecker 36 befestigt.

Wenn der Tastkopf 2 durch die Öffnung 15 in die Pinole eingeschoben wird, dann schiebt sich die Steckbuchse 29 über den Stecker 36. Wird anschließend zur Festlegung des Tastkopfes 2 dieser um etwa 45° gedreht (vgl. Fig. 9), dann löst sich die Leiste 32 von den Druckfederelementen 31 und den Zungen 33, 34. Sie liegt also frei und kann dadurch die bei einer Kollision auftretenden Kipp-Auslenkungen nicht behindern. Ein an den Stecker 36 angeschlossenes Kabel 37 stört die Kipp-Auslenkungen nicht. Zum Abnehmen des Tastkopfes 2 wird dieser im Bajonettverschluß 16 zurückgedreht. Dabei schiebt sich gleichzeitig die Leiste 32 wieder zwischen die Druckfederelemente 31 und die Zungen 33 und 34, so daß sich nach dem Abnehmen des Tastkopfes 2 der Stecker 36 ohne weiteres wieder in der zum nachfolgenden Einstecken eines Tastkopfes nötigen Stellung steht.

Claims

1. Schutzeinrichtung an einer Pinole einer Meßmaschine zur Unterbrechung des Verfahrens der Pinole bei einer Kollision eines mit der Pinole verbundenen Tastkopfes mit einem Gegenstand, wobei der Tastkopf über wenigstens drei gleichmäßig am Umfang verteilte Rastelemente in Kugelform an der Pinole festlegbar ist, und an der Pinole ein Schalter und am Tastkopf eine diesem zugeordnetee Schaltnocke eingerichtet sind, die bei Auslenkung des Tastkopfes gegenüber der Pinole schalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (Kugel 20) auf einer Kreislinie um die Mittelachse (M) der Pinole (1) und gegenüber den in einer Ebene liegenden Koordinatenachsen (X, Y) versetzt angeordnet sind, und daß wenigstens zwei Schalter (27) einerseits mit diesen zugeordneten Schaltnocken (28) andererseits vorgesehen sind, die zueinander spiegelsymmetrisch und versetzt zu den Rastelementen (Kugel 20) derart angeordnet sind, daß ihre Betätigungsstellen spiegelsymmetrisch zur ersten Koordinatenachse (Y-Achse) liegen und einen gleichen Abstand zur zweiten Koordinatenachse (X-Achse) aufweisen, der dem Abstand von spiegelsymmetrisch zur ersten Koordinatenachse (Y-Achse) zwischen Pinole (1) und Tastkopf (2) eingesetzten Führungsstiften (26) entspricht.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (20) in kalottenförmigen Vertiefungen (21, 22, 23) einer mit dem Tastkopf (2) verbundenen Lagerplatte (11) gehalten sind und in Prismen (24) einer Aufnahmeplatte (6) liegen, die der Pinole (1) ortsfest zugeordnet ist.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Federn (25) vorgesehen sind, die die Lagerplatte (11) auf die Aufnahmeplatte (6) drücken.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lagerplatte (11) und der Aufnahmeplatte (6) Zugfedern (25) wirksam sind.

5. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lagerplatte (11) ein Bajonettverschluß (16) für den Tastkopf (2) ausgebildet ist.

6. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerplatte (11) aus zwei Teilplatten (13, 14) zusammengesetzt ist.

7. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Anprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltpunkte zwischen den Schaltern (27) und Schaltnocken (28) symmetrisch zur Y-Achse liegen.

8. Schutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Pinole (1) und dem Tastkopf (2) eine elektrische Steckverbindung (36, 29) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Pinole (1) angeordnete Teil der Steckverbindung (36) an einer Leiste (32) befestigt ist, die an einer Halterung (30) der Pinole (1) festsitzt, wenn der Tastkopf (2) nicht an der Pinole (1) festgelegt ist, und die sich nach dem Einstecken des an dem Tastkopf (2) befestigten Teiles (29) der Steckverbindung beim Festlegen des Tastkopfes (2) von der Halterung (30) löst.