DE19826641A1 - Verbesserungen an Faser-Meßtastern kleinster Bauart für Koordinaten-Meßmaschinen - Google Patents

Verbesserungen an Faser-Meßtastern kleinster Bauart für Koordinaten-Meßmaschinen

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Abstract

Die nachfolgenden Erfindungen beschreiben deutliche Verbesserungen von Fasermeßtastern kleinster Bauart, welche auf Mehrkoordinaten-Meßmaschinen angebracht sind und mittels einer Kamera ausgewertet werden, bezüglich Justage, Stabilität, Beleuchtung, Erkennbarkeit, Reinigung und Verfügbarkeit der bereits bekannten Fasermeßtaster.

Description

Bereits auf Fachmessen (z. B. CONTROL Mai 98 Sinsheim, MICROTECNIC April 98 Zürich) wurden mechanisch antastende Meßtaster kleinster Bauart für Mehrkoordinaten-Meßmaschinen vorgestellt, welche optisch mittels einer Kamera ausgewertet werden. Diese Meßtaster bestehen aus einer Glasfaser an deren einem Ende eine Kugel kleinsten Durchmessers angebracht ist. An dem anderen Ende wird Licht in die Faser eingespeist welches zur Beleuchtung der Kugel benötigt wird.
Die beleuchtete Kugel ist in der Fokusebene vor der Kamera der Mehrkoordinaten-Meßmaschine angebracht, so daß diese Kugel im Kamerabild scharf abgebildet wird. Mittels dieser Kugel können zu vermessende Gegenstände angetastet werden.
Ein Auslenken der Kugel bei einer Antastung wird mittels des Kamerabildes, welches die Kugel scharf abbildet, erkannt und ausgewertet.
Diese Faser-Meßtaster sind bedingt durch das verwendete Material Glas sehr empfindlich gegen mechanische Beschädigungen. Nach dem Auswechseln solcher Taster kleinster Bauart nach einer Beschädigung, muß die Tastkugel, welche sich am Ende der Glasfaser befindet, neu in die Schärfeebene vor der Kamera manuell einjustiert werden. Nachteilig erweisen sich auch Anziehungskräfte statischer Art auf den Meßtaster, welche ein Haften der Kugel am Meßobjekt nach einer Antastung zur Folge haben.
Bedingt durch kleinste Schmutzpartikel, welche an der Kugel oder aber auch an der Faser haften, können Fehlantastungen erfolgen und somit die Meßergebnisse verfälscht werden.
Technische Beschreibung
Die nachfolgend beschriebenen Erfindungen stellen deutliche Verbesserungen bezüglich Justage, Beleuchtung, Erkennbarkeit, Reinigung, Stabilität und Verfügbarkeit der bereits bekannten Faser-Meßtaster kleinster Bauart dar.
  • - Zur automatischen Fokusierung der Tastkugel mit der Kamera nach einem Wechsel des Faser-Meßtasters ist dieser auf einer weiteren separat zur Kamera verfahrbaren Achse angeordnet. Bei herkömmlichen Systemen erfolgt diese Fokusierung manuell mittels mechanischer Justage.
  • - Zur besseren Ausleuchtung der Meßkugel von innen, und der damit verbundenen besseren Erkennbarkeit im Kamerabild, wird die Kugel an ihrer Oberfläche mattiert, damit das in die Glasfaser eingespeiste Licht an der Kugeloberfläche gestreut wird.
  • - Zur Überwindung der statischen Anziehungskräfte beim Lösen der Meßkugel nach einem Antasten wird die Kugel von oben kurzzeitig mit Luft überströmt. Diese Luft wird durch eine Kanüle zugeführt welche auch gleichzeitig den Faser-Meßtaster mit angebrachter Meßkugel führen kann. Ein Flattern der Meßkugel nach einer Antastung wird so vermieden.
  • - Diese zuvor beschriebene Luftzufuhr kann auch zum Reinigen der Meßkugel verwendet werden indem auf der Meßkugel sitzende Schmutzpartikel mit einem Luftstoß weggeblasen werden. Desweiteren kann die Meßkugel gereinigt werden indem sie, mittels der zur Verfügung stehenden verfahrbaren Achsen der Koordinaten-Meßmaschine, in ein Reinigungsbad welches wahlweise auch ein Ultraschall- Reinigungsbad sein kann, getaucht wird.
  • - Zur Vermeidung der Bruchgefahr des bisweilen aus Glas hergestellten Meßtasters ist dieser aus Metall herzustellen. Die Beleuchtung der an dem Meßtaster angebrachten Kugel kann dann wahlweise von unten gegen die Kamera zur Erzeugung eines Schattenbildes erfolgen, oder aber auch von oben durch eine Art Ringlicht welches um die Tastkugel angeordnet ist.
  • - Abgebrochene Fasertaster aus Glas können auch direkt in der Maschine erneuert werden indem die Glasfaser nachgeschoben wird und mittels Erhitzung des vorderen Endes der Faser eine neue Meßkugel angeschmolzen wird.

Claims (8)

1. Vorrichtung an einer Mehrkoordinaten-Meßmaschine zur Aufnahme eines Faser-Meßtasters kleinster Bauart, welcher optisch mittels einer Kamera, die sich auf einer verfahrbaren Achse befindet, ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Meßtasters sich, zur einfacheren Fokusierung mittels der Kamera, auf einer weiteren, separat verfahrbaren Achse befindet.
2. Faser-Meßtaster kleinster Bauart welcher auf einer Mehrkoordinaten- Meßmaschine angebracht ist, und mittels einer Kamera ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Tastkugel, welche aus Glas besteht und von innen beleuchtet wird, zur besseren Lichtabstrahlung und zur besseren Erkennbarkeit durch eine Kamera, mattiert wird.
3. Vorrichtung an einer Mehrkoordinaten-Meßmaschine zum Beiführen von Blasluft, welche mit einem Faser- Meßtaster kleinster Bauart ausgerüstet ist, und mittels einer Kamera ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Blasluft über den Meßtaster streicht, um diesen im Falle eines Haftenbleibens nach einer Antastung an ein Meßobjekt, mittels eines Luftstoßes, wieder lösen zu können.
4. Verfahren zur Reinigung eines Faser-Meßtasters kleinster Bauart, welcher auf einer Mehrkoordinaten- Meßmaschine angebracht ist und mittels einer Kamera ausgewertet wird, welches sich der Vorrichtung nach Anspruch 3 bedient, dadurch gekennzeichnet, daß dies mittels eines Luftstromes geschieht.
5. Verfahren zur Reinigung eines Faser-Meßtasters kleinster Bauart, welcher auf einer Mehrkoordinaten- Meßmaschine angebracht ist und mittels einer Kamera ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dies mittels eines Reinigungsbades geschieht, welches auch ein Ultraschallreinigungsbad sein kann.
6. Konstruktion eines Faser-Meßtasters kleinster Bauart, welcher auf einer Mehrkoordinaten-Meßmaschine angebracht ist und mittels einer Kamera ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus Metall besteht.
7. Vorrichtung an einer Mehrkoordinaten-Meßmaschine, welche mit einem Faser-Meßtaster kleinster Bauart nach Anspruch 6. ausgerüstet ist und mit einer Kamera ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung der auf dem Meßtaster angebrachten Meßkugel von oben, eine ringförmig angeordnete Lichtquelle kleinster Bauart benutzt wird, welche sich in der Halterung befinden kann die auch den Fasertaster hält.
8. Vorrichtung an einer Mehrkoordinaten-Meßmaschine ausgestattet mit einem Faser-Meßtaster kleinster Bauart, welcher optisch mittels einer Kamera, die sich auf einer in Vertikalrichtung verfahrbaren Achse befindet, ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe dieser eine abgebrochene Faser, bestehend aus Glas, eines Faser-Meßtasters nachgeschoben wird, und durch Erhitzen des vorderen Endes eine neue Meßkugel angeschmolzen wird.
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US09/841,514 US6477784B2 (en) 1998-06-17 2001-04-24 Coordinate measuring machine having a non-sensing probe

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