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DE68911090T2 - Oberflächen-abtastvorrichtung. - Google Patents

Oberflächen-abtastvorrichtung.

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Publication number
DE68911090T2
DE68911090T2 DE89902956T DE68911090T DE68911090T2 DE 68911090 T2 DE68911090 T2 DE 68911090T2 DE 89902956 T DE89902956 T DE 89902956T DE 68911090 T DE68911090 T DE 68911090T DE 68911090 T2 DE68911090 T2 DE 68911090T2
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DE
Germany
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probe
scanning device
surface scanning
axes
axis
Prior art date
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Application number
DE89902956T
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Inventor
David Mcmurtry
David Powley
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Renishaw PLC
Original Assignee
Renishaw PLC
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Publication date
Application filed by Renishaw PLC filed Critical Renishaw PLC
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
    • G01B7/008—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G01B5/012—Contact-making feeler heads therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächenabtast-Vorrichtung zur Verwendung in einem Positionsbestimmungsgerät wie beispielsweise einer Koordinatenmeßmaschine.
  • Eine solche Maschine (siehe beispielsweise US-A-3.727.119) wird zum Vermessen eines Werkstücks verwendet, und weist typischerweise einen Arm auf, welcher in drei Richtungen x, y, z relativ zu einem Tisch bewegbar ist, auf welchem das Werkstück gehalten wird. Eine Bewegung des Arms in jede der Richtungen x, y, z wird durch Transducer auf der Maschine gemessen, und eine auf dem Arm vorgesehene Sonde sendet ein die Relation zwischen der zu vermessenden Werkstückoberfläche und dem Kopf anzeigendes Signal aus. Die Position der Oberfläche kann somit bestimmt werden.
  • Manchmal ist es wünschenswert, kontinuierliche Daten über die Position auf einer Oberfläche zu erhalten, d.h.: das Profil einer Oberfläche mit der Maschine abzutasten, statt nur Daten in Form von einem oder mehreren diskreten Punkten zu erhalten.
  • EP-0 317 967 (nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht) beschreibt eine Vorrichtung zum Kontrollieren des Profils eines Werkstücks, welches auf dem bewegbaren Arm einer Koordinatenmeßmaschine eine Sonde hält, und sieht eine Drehung der Sonde relativ zum bewegbaren Arm um zwei senkrechte Achsen vor. Die Sonde kann entweder eine Berührungsauslösersonde oder eine Meß- oder "Abtastsonde" sein.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine alternative Vorrichtung, um das Profil eines Werkstücks zu vermessen oder "abzutasten".
  • Die vorliegende Erfindung ist in den Ansprüchen definiert.
  • Ein Beispiel eines Geräts gemäß dieser Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben, worin:
  • Fig. 1 ein teilweise als Schnitt dargestellter Aufriß eines Sondenkopfs ist.
  • Fig. 2 ein Aufriß einer den Sondenkopf verkörpernden Koordinatenmeßmaschine ist.
  • Fig. 3 ein Systemdiagramm ist, welches einen Computer zeigt, welcher angeordnet ist, um elektrische Komponenten der Maschine und des Sondenkopfs zu steuern.
  • Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Werkstücks ist, dessen Kontur durch die Maschine und den Sondenkopf zu bestimmen ist.
  • Fig. 5 ein Aufriß des Werkstücks ist.
  • Fig. 6 eine Draufsicht der Fig. 5 ist.
  • Fig. 7 ein Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6 ist.
  • Fig. 8 ein Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 6 ist.
  • Fig. 9 ein Diagramm eines Steuersystems zum Steuern der Maschine und des Sondenkopfs zwecks eines Abtastvorgangs ist.
  • Fig. 10 ein Detail von Fig. 1 ist und eine Modifikation eines in Fig. 1 dargestellten Motors zeigt.
  • Fig. 11 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 5 ist und diagrammatisch eine Ablenkung des Sondenkopfs zeigt.
  • Nach Fig. 1 besitzt ein sich entlang einer Achse 10A erstreckender länglicher Taster 10 ein kugelförmiges Abtastelement 11, um damit mit einer Oberfläche 12A eines Werkstücks 12 in Eingriff zu treten, dessen Kontur zu bestimmen ist. Zwei zwischen einem Gehäuse 15 und dem Taster 10 befestigte ebene Federn 13, 14 halten den Taster zur linearen Verschiebung über eine Entfernung D1 relativ zum Gehäuse 15 in der Richtung der Achse 10A. Ein zwischen dem Gehäuse 15 und dem Taster 10 angeordneter Motor M1 ist so ausgebildet, daß eine Kraft F1 auf den Taster in die Richtung der Achse 10A angelegt wird, und ein Transducer T1 ist vorgesehen, um die axiale Position des Tasters relativ zum Gehäuse 15 wahrzunehmen. Der Motor M1 ist eine elektromagnetische Positionierungsvorrichtung, welche den Taster in eine Richtung weg vom Gehäuse 15 treibt. Ein auf dem Taster 10 vorgesehenes Dehnungsmeßsystem 16 ist so ausgebildet, daß irgendeine Kraft F2 auf das Element 11 in eine Richtung quer zur Achse 10A wahrgenommen wird. Die Kräfte F1, F2 werden als durch einen Punkt B wirkend angenommen, welcher das Zentrum des kugelförmigen Elements 11 ist. Der Ausgang des Systems 16 ist mit S gekennzeichnet und ist die Resultierende der Komponenten Sx bzw. Sy (oder Sx bzw. y), welche senkrecht bzw. parallel zur Achse 20A sind.
  • Das Gehäuse 15 wird durch einen Motor M2 auf einem Gehäuse 20 gehalten, um eine Winkelverschiebung des Gehäuses 15 um eine Achse 20A senkrecht zur Achse 10A zu bewirken. Ein zwischen den Gehäusen 15, 20 angeordneter Transducer T2 ist so ausgebildet, daß der Winkel D2 der Verschiebung wahrgenommen wird. Das Gehäuse 20 wird durch einen Motor M3 auf einem Gehäuse 30 gehalten, um eine Winkelverschiebung um eine Achse 30A senkrecht zur Achse 20A zu bewirken. Ein angeordneter Transducer T3 ist so ausgebildet, daß der Winkel D3 der letzteren Verschiebung wahrgenommen wird. Die Achsen A2, A3 haben eine feste Beziehung vorzugsweise derart, daß sie sich an einem gemeinsamen Punkt I schneiden. Das wie bisher beschriebene Gerät bildet einen Sondenkopf PH.
  • Der Sondenkopf PH bildet eine Struktur oder einem Arm 17 mit einem Endabschnitt 17A, welcher an dem nominell als fest betrachteten Bauteil 40 befestigt ist, und einem freien Endabschnitt 17B, welcher durch das Element 11 definiert ist. Der Arm 17 wird ebenfalls als einen ersten, sich zwischen dem Endabschnitt 17A und der Achse 20A erstreckenden Abschnitt 17C, einen zweiten, sich zwischen der Achse 20A und dem Gehäuse 15 erstreckenden Abschnitt 17D und einen dritten, durch den Taster 10 definierten Endabschnitt besitzend betrachtet.
  • Der Sondenkopf PH ist zur Verwendung mit einer Koordinatenmeßmaschine CMM (Fig. 2) gedacht, welche ein zur linearen Verschiebung in die Richtung einer Achse Z auf einem Bauteil 50 gehaltenes Bauteil 40 besitzt, wobei das Bauteil 50 zur linearen Verschiebung in die Richtung einer Achse X auf einem Bauteil 60 gehalten wird und das Bauteil 60 zur linearen Verschiebung in die Richtung einer Achse Y auf einer Basis 61 gehalten wird. Die Achsen X, Y, Z sind wechselseitig senkrecht.
  • In Gebrauch ist der Sondenkopf mit der Maschine CMM durch den Endabschnitt 17A verbunden, welcher vorzugsweise so an dem Bauteil 40 befestigt ist, daß die Achsen 30A und Z die gleiche Richtung aufweisen.
  • Die Bauteile 40 bzw. 50 bzw. 60 sind so ausgebildet, daß sie durch Motoren MX bzw. MY bzw. MZ in die Richtungen X bzw. Y bzw. Z angetrieben werden, und die momentanen Positionen der Bauteile 40 bzw. 50 bzw. 60 in den Richtungen X bzw. Y bzw. Z werden durch Transducer TX bzw. TY bzw. TZ wahrgenommen, deren Ausgänge mit TXA bzw. TYA bzw. TZA gekennzeichnet sind.
  • Die Motoren M2, M3 können in einem Positionierungsmodus betrieben werden, um das Element 11 in eine vorbestimmte Position zu plazieren, oder diese Motoren können in einem Drehmomentmodus betrieben werden, um das Element 11 mit einer vorbestimmten Kraft in Eingriff mit dem Werkstück zu treiben.
  • Ein Computer 70 (Fig. 3) ist programmiert, um die Motoren M (X, Y, Z, 2, 3) und, falls erforderlich, auch den Motor M1 zu betreiben und somit das Element 11 in einer gegebenen Position im Koordinatensystem der Maschine zu plazieren oder die Koodinatenposition eines Punktes auf dem Werkstück zu bestimmen oder, durch einen Abtastvorgang, die Koordinatenposition von Punkten entlang eines Profils des Werkstücks zu bestimmen.
  • Der Sondenkopf PH ist kalibriert, um eine Bezugslage zu besitzen, von welcher aus irgendwelche Betriebsverschiebungen der Motoren M1, M2, M3 und irgendein Verbiegen des Tasters aufgrund der Kraft F2 gemessen werden. In dem vorliegenden Beispiel ist die Bezugslage definiert, wenn die Achsen 10A, 30A ausgerichtet sind, sich die Achse 20A in die Y-Richtung erstreckt und, während keine Kraft oder lediglich eine vorgewählte Kraft auf das Element 11 wirkt, ein gegebener Abstand R1 zwischen den Punkten I, B definiert ist. Der Abstand R1 kann definiert werden, wenn der Motor M1 sich in einer Nullposition ungefähr mittig zwischen der vollen Ausdehnung seiner möglichen Bewegung D1 befindet.
  • Es sollte klar sein, daß es erforderlich ist, daß die Position des Zentrums B ausgedrückt in sogenannten "Maschinenkoordinaten" bekannt ist, welche Messungen in den Richtungen X bzw. Y bzw. Z relativ zu wechselseitig senkrechten Bezugsebenen XY bzw. XZ bzw. YZ sind. Zu diesem Zweck werden die sogenannten "Sondenkoordinaten" berücksichtigt, welche die Polarkoordinaten des Punkts B relativ zum Punkt I sind. Um die Maschinenkoordinaten des Punkts B zu gewinnen, werden die Polarkoordinaten des Punkts B in Maschinenkoordinaten konvertiert und zu den Maschinenkoordinaten des Punkts I addiert.
  • In Fig. 4 bis 9 ist das Werkstück 12 in Relation zu den Bezugsebenen XY, XZ, YZ gezeigt (Fig. 4, 5, 6). Die Oberfläche 12A umfaßt einen Oberflächenabschnitt 12A1 parallel zur XY-Ebene und einen Oberflächenabschnitt 12A2, welcher schräg zu jeder der drei Bezugsebenen liegt. Die wechselseitige Beziehung der Oberflächenabschnitte 12A1, 12A2 ist ein Beispiel für einen Wechsel in der Orientierung der Oberfläche 12A, welcher in der Praxis auftreten kann. Es wird als Beispiel angenommen, daß die Maschine CMM das Profil des Werkstücks in einer Ebene (der "Abtastebene") XZ1 parallel zur XZ-Bezugsebene bestimmen muß, wobei das Profil selbst durch eine Linie 12B definiert ist. Die Sonde PH ist in einer ersten Position PH1 gezeigt, in welcher der Sondenkopf in der Bezugslage ist, welche oben beschrieben ist, und welche auch die Startposition für den Abtastvorgang ist. Eine zweite Position PH2 zeigt den Sondenkopf PH an der Verbindungsstelle 12C der Abschnitte 12A1, 12A2.
  • Der Abtastvorgang ist so gedacht, daß das Element 11 entlang der Linie 12B bewegt wird, und daß die Achse 10A im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 12A bleibt, ungeachtet deren Orientierung. Der Abtastvorgang wird mit Hilfe eines Steuersystems 100 (Fig. 9) durchgeführt, welches mit dem Computer 70 assoziiert ist, und welches durch Steuerschleifen L1, L2, L3 auf die betreffenden der Motoren M (X, Y, Z, 1, 2, 3) wirkt, und welches auf Kräfte, welche auf das Element 11 wirken, durch seine symbolisch durch Linien 107, 108, 109 gezeigte mechanische Wechselwirkung mit der symbolisch bei 106 gezeigten Orientierung der Oberfläche 12A anspricht. Die Wechselwirkungen 107, 108, 109 erzeugen die Ausgänge T1A und Sx,y, wie in Fig. 9 gezeigt.
  • In der folgenden Beschreibung werden die Kräfte als auf den Punkt B wirkende Vektoren behandelt. Das Profil wird hinsichtlich der Positionen des Punkts B entlang der Linie 12B ausgedrückt in Maschinenkoordinaten bestimmt. Es sollte klar sein, daß diejenigen der Vektoren, welche die Position des Punkts B bestimmen, in Maschinenkoordinaten konvertiert werden, wobei dies per se klar und nicht genau beschrieben ist. Die Vektoren, von welchen die Vektoren F1, F2 bereits kurz erwähnt worden sind, werden nun ausführlich beschrieben, wobei zuerst die Position PH1 des Sondenkopfs betrachtet wird.
  • Der Vektor F1 wird durch den Druck des Motors M1 erzeugt und wird durch den Ausgang T1A des Transducers T1 wahrgenommen, welcher auf die axiale Position des Tasters anspricht. Wie zu sehen sein wird, wird der Vektor F1 durch Steuerung der Position des Punkts I durch die Motoren M (X, Y, Z) auf einem gegebenen Nominalwert gehalten.
  • Der Vektor F2 ist die Reaktion der Oberfläche 12A in eine Richtung senkrecht zur Achse 10A und wird durch eine Berechnung 101 aus dem Ausgang des Systems 16 erzeugt, d.h. aus einem Komponentensignal Sx senkrecht zur Achse 20A und einem Komponentensignal Sy parallel zur Achse 20A. Solange der Vektor F1 senkrecht zur Oberfläche 12A ist, ist der Vektor F2 natürlich Null.
  • Ein Vektor F3 definiert die Orientierung der Oberfläche 12A am Punkt B oder die Reaktion der Oberfläche 12A senkrecht dazu. Der Vektor F3 wird aus den Vektoren F1, F2 durch eine Operation 102 (Fig. 9) berechnet. In der Position PH1 ist der Vektor F3 einfach das Gleichgroße und Entgegengesetzte des Vektors F1.
  • Ein Vektor F4 liegt rechtwinklig zum Vektor F3 und wird durch eine Operation 103 aus dem Vektor F3 durch eine "Vektordrehungs"-Berechnung berechnet. Somit definiert der Vektor F4 ebenfalls die Orientierung der Oberfläche 12A, jedoch ist die tatsächliche Richtung der Linie 12B auf der Oberfläche 12A noch nicht bekannt.
  • Die Richtung der Linie 12B ist durch das Kreuzprodukt des Vektors F4 und eines Vektors F5 senkrecht zur Abtastebene XZ1 gegeben. Der Vektor F5 ist einfach eine ständige Positionsforderung, in diesem Beispiel an den Motor MY. Das Kreuzprodukt wird durch eine Berechnung 104 erzeugt, deren Ausgang ein die Richtung der Linie 12B definierender Vektor F6 ist.
  • Ein Geschwindigkeitsterm S7 wird durch eine Operation 105 auf die Richtung F6 angewendet, um einen Vektor F7 zu erzeugen, welcher nun sowohl die Geschwindigkeit als auch die geforderte Richtung des Elements 11 definiert, um der Oberfläche 12A entlang der Linie 12B zu folgen.
  • Wenn das Element 11 die Verbindung 12C erreicht, beeinflussen die Wechselwirkungen 106, 107 die Vektoren F1, F2 wie folgt. Hinsichtlich des Vektors F1 wird, da in dem vorliegenden Beispiel die Wechselwirkung 107 den Taster auf das Gehäuse 15 zutreibt, der Motor M1 von seiner nominellen Position verschoben und erzeugt eine Veränderung im Ausgang T1A des Transducers T1, d.h. eine Veränderung in dem Betrag des Vektors F1. Somit schützt der Motor M1 den Taster gegen Beschädigung, aber um den Motor M1 so schnell wie möglich zu seiner nominellen Position zurückzuführen und ferner eine Beschädigung des Tasters 10 zu vermeiden, ist der Vektor F1 durch die relativ schnelle Schleife L1 mit den Motoren M(X,Z) verbunden, wodurch der Sondenkopf relativ zur Oberfläche 12A angehoben wird.
  • Hinsichtlich des Vektors F2 erzeugt die Wechselwirkung 108 eine Veränderung in den Signalen Sx,y und einen neuen Wert für den Vektor F2. Die resultierende Veränderung im Vektor F3, d.h. dem die Oberflächenorientierung definierenden Vektor, wird durch die relativ langsamere Schleife L2 an die Motoren M(2, 3) übertragen, um den Arm 17 derart um die Achsen 20A, 30A zu drehen, daß die Achse 10A in die Richtung des Vektors F3, d.h. in eine Position senkrecht zum Abschnitt 12A2 gebracht wird.
  • Diese Veränderung in der Winkelorientierung des Sondenkopfs PH hat zwei Auswirkungen. Erstens kann die mechanische Wechselwirkung 109 zwischen dem Taster und der Oberfläche 12A2 in einer Veränderung im Abstand I, B resultieren. Dies wird durch die Schleife L1 kompensiert. Zweitens muß, da die Veränderung in der Winkelorientierung des Sondenkopfs dazu neigt, die Position des Punkts B weg von der Lage B0 zu verschieben, welche er auf der Ebene XZ1 hat, diese Tendenz durch eine Verschiebung in der Position des Punkts I derart kompensiert werden, daß der Punkt B in der Lage B0 verbleibt. Die erforderliche Verschiebung des Punkts I muß in den X-, Y-, Z-Dimensionen von einer Position I1 zu einer Position I2 (Fig. 6 bis Fig. 8) stattfinden. Dies wird durch die Schleife L3 bewirkt, wodurch der Vektor F3 durch eine Summierverbindung 110 mit den Motoren M (X, Y, Z) verbunden ist. Es wird deutlich sein, daß die Verschiebung des Punkts I aufgrund der Schleife L1 oder der Schleife L3 stattfinden kann, je nachdem, welche Schleife die größere Verschiebung fordert.
  • Nach Fig. 10 kann anstelle des elektromagnetischen Motors M1 ein Motor M1A vorgesehen sein, welcher durch eine Feder 18 gebildet wird, welche den Taster in eine Richtung weg vom Gehäuse 15 treibt. Anstelle der Federn 13, 14 kann der Taster 10 zu seiner axialen Bewegung durch ein lineares Präzisionslager 19 gehalten werden.
  • Wie erklärt worden ist, kann das System 16 verwendet werden, um den Vektor F2 mit dem Zweck zu bestimmen, den Vektor F3 zu gewinnen. Das System 16 kann jedoch auf jeden Fall zum Messen der Ablenkung des Arms I7 mit dem Zweck verwendet werden, die Positionsmessung der Transducer TX, TY, TZ insofern zu korrigieren, als diese Messung durch eine Ablenkung des Arms 17 verfälscht wird. In Fig. 11 ist der Taster als so abgelenkt angenommen, daß der Punkt B von einer nominellen Position B1, welche er hat, wenn keine andere Kraft als der Vektor F1 darauf wirkt, zu einer abgelenkten Position B2 bewegt wird. Dies kann aufgrund von Reibung zwischen dem Element 11 und der Oberfläche 12A oder aufgrund von Eingriff mit dem Oberflächenabschnitt 12A2 auftreten. Das Ausmaß der Ablenkung, welche in diesem Beispiel einzig in der X-Richtung stattfindet, ist mit R2 gekennzeichnet, und ist durch den Ausdruck R2 = Sx/Kx berechenbar, wobei Sx der Ausgang des Systems 16 in der XZ-Ebene senkrecht zur Achse 10A und Kx die Federkonstante des Tasters in der gleichen Richtung ist. Eine Position B2X des Punkts B in Maschinenkoordinaten ist dann B2X = IX-Sx/Kx, wobei IX die Position des Punkts I in Maschinenkoordinaten ist. Falls man jedoch eine Schräglage der Oberfläche 12A zur XY-Ebene und eine Winkelverschiebung D2 des Motors M2 berücksichtigt und ferner eine lineare Verschiebung D1 berücksichtigt, alles wie durch die Positionen B1, B3, B4 gezeigt, dann sind die X- und Z-Positionen des Punkts B gegeben durch:
  • B4X = IX + R1 cos D2 + R2 sin D2 und
  • B4Z = IZ + R1 sin D2 + R2 cos D2.
  • worin:
  • IX = die Position des Punkts 1 in der X-Richtung.
  • IZ = die Position des Punkts 1 in der Z-Richtung.
  • R1 = der Abstand zwischen den Punkten I, B.
  • R2 = der Abstand zwischen den Positionen B1, B4.
  • D2 = der Winkel der Verschiebung des Motors M2.
  • Es wird klar sein, daß, sobald die Oberfläche 12A sowohl zur XY- als auch zur YZ-Ebene schräg ist, ebenfalls der Winkel D3 des Motors M3 berücksichtigt werden muß.
  • Das System 16 kann in irgendeiner Lage entlang der Länge des Arms vorgesehen sein, z.B. an einer Verbindung 21 (Fig. 1) zwischen dem Motor M3 und dem Gehäuse 20.
  • Systeme wie beispielsweise das System 16 sind per se bekannt, z.B. vom US-Patent Nr. 4.158.919 (McMurtry) oder von der DE-OS Nr. 1.638.048 (Indramat).
  • Eine Anordnung von Motoren wie beispielsweise der Motoren M2, M3 ist ausführlich in unserer mitangemeldeten Internationalen Anmeldung, Internationale Veröffentlichungs-Nr. WO 89/05960, gezeigt.

Claims (10)

1. Eine Oberflächenabtastvorrichtung (PH) zur Verwendung in einem Positionsbestimmungsgerät (CMM) mit:
einer festen Struktur (30), durch welche die Vorrichtung (PH) an dem Gerät (CMM) befestigt ist,
einem länglichen Taster (10) mit einem Abtastelement (11), um eine Oberfläche zu berühren,
wobei der Taster (10) relativ zu der festen Struktur (30) um erste (20A) und zweite (30A) wechselseitig senkrechte Drehachsen drehbar ist,
ersten und zweiten (M2, M3) Motoren, welche vorgesehen sind, um den Taster (10) um die ersten (20A) und zweiten (30A) wechselseitig senkrechten Achsen zu drehen,
Mitteln zum Halten des Tasters (10) zur linearen Bewegung entlang einer linearen Achse (10A), welche durch die Länge des Tasters (10) definiert ist, und
einem Transducer (T1), um die axiale Position des Tasters (10) wahrzunehmen.
2. Eine Oberflächenabtastvorrichtung (PH) nach Anspruch 1, welche ferner eine Abtasteinrichtung (16) zum Wahrnehmen von Kräften (F2) aufweist, welche auf das Abtastelement in eine Richtung quer zu der linearen Achse (10A) wirken.
3. Eine Oberflächenabtastvorrichtung (PH) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, welche ferner einen linearen Motor (M1) aufweist, um den Taster (10) entlang der linearen Achse (10A) zu treiben.
4. Eine Oberflächenabtastvorrichtung (PH) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ferner erste (T2) und zweite (T3) Winkeltransducer aufweist, um eine Winkelverschiebung des Tasters (10) um die ersten (20A) und zweiten (30A) Drehachsen wahrzunehmen.
5. Eine 0berflächenabtastvorrichtung (PH) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin jeder der Motoren (M2, M3) in einem Positionierungsmodus, um das Abtastelement (11) in einer vorbestimmten Position zu plazieren, oder in einem Drehmomentmodus, um das Element (11) in Eingriff mit einem Werkstück zu treiben, betreibbar ist.
6. Eine Oberflächenabtastvorrichtung (PH) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin sich die ersten (20A) und zweiten (30A) Drehachsen und die linearen Achsen (10A) an einem im wesentlichen gemeinsamen Punkt schneiden.
7. Eine Oberflächenabtastvorrichtung (PH) zur Verwendung in einem Positionsbestimmungsgerät (CMM) mit: einer festen Struktur (30), durch welche die Vorrichtung (PH) an dem Gerät (CMM) befestigt ist,
einem länglichen Taster (10) mit einem Abtastelement, um eine Oberfläche zu berühren,
wobei der Taster (10) relativ zu der festen Struktur (30) um erste (20A) und zweite (30A) wechselseitig senkrechte Drehachsen drehbar ist,
ersten und zweiten Motoren (M2, M3), welche vorgesehen sind, um den Taster (10) um die ersten (20A) und zweiten (30A) wechselseitig senkrechten Achsen zu drehen, und
einer Abtasteinrichtung (16) zum Wahrnehmen von Kräften, welche auf den Taster (10) in eine Richtung quer zu der linearen Achse (10A) wirken.
8. Eine Oberflächenabtastvorrichtung (PH) nach Anspruch 7, worin die Abtasteinrichtung ein Dehnungsmeßsystem (16) ist.
9. Eine Oberflächenabtastvorrichtung (PH) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, worin sich die ersten (20A) und zweiten (30A) Achsen und eine Achse (10A), welche durch die Länge des Tasters definiert ist, an einem im wesentlichen gemeinsamen Punkt schneiden.
10. Eine Oberflächenabtastvorrichtung (PH) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, worin die Abtasteinrichtung (16) auf dem Taster (10) vorgesehen ist.
DE89902956T 1988-02-18 1989-02-20 Oberflächen-abtastvorrichtung. Expired - Lifetime DE68911090T2 (de)

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DE89902956T Expired - Lifetime DE68911090T2 (de) 1988-02-18 1989-02-20 Oberflächen-abtastvorrichtung.

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