DE29810618U1

DE29810618U1 - Dämpfungsvorrichtung für Koordinatenmeßgeräte

Info

Publication number: DE29810618U1
Application number: DE29810618U
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2008-06-13
Also published as: US6272760B1

Description

Beschreibung: 98021 G

Dämpfungsvorrichtung für Koordinatenmeßgeräte

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung zur Schwingungsdämpfung von Bauteilen eines Koordinatenmeßgerätes. Derartige Dämpfungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bereits hinreichend bekannt.

Beispielsweise zeigt das deutsche Patent DD 140 079 stellvertretend für eine ganze Reihe weiterer Dokumente eine Dämpfungsvorrichtung für die Mechanik zum Verfahren des Tastkopf es eines Koordinatenmeßgerätes. Als Dämpfungsvorrichtung ist hierbei an geeigneten Stellen in der betreffenden Mechanik ein schwingungsgedämpft und federnd gelagerter Massekörper angeordnet, um hierdurch die bei der Bewegung der betreffenden Mechanik entstehenden Schwingungen zu dämpfen.

Bei derartigen Dämpfungsvorrichtungen wurde hierbei davon ausgegangen, daß ganze Baugruppen, wie eben beispielhaft die Mechanik, als Ganzes schwingen, und daß durch den Einsatz von entsprechenden Dämpfungsvorrichtungen an geeigneten Stellen die Schwingungen der gesamten Mechanik gedämpft werden können.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei spezifischen Aufbauten des Koordinatenmeßgerätes auch einzelne Bauteile zu Schwingungen angeregt werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Dämpfungsvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit der auch selektiv einzelne. Bauteile eines Koordinatenmeßgerätes gedämpft werden können.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst.

Der besondere Grundgedanke unserer Erfindung ist hierbei darin zu sehen, daß wenigstens ein zusätzliches Dämpferbauteil

vorgesehen wird dessen Eigenfrequenz von der Eigenfrequenz des zu dämpfenden Bauteiles abweicht, wobei die beiden Bauteile reibschlüssig miteinander verbunden sind.

Bei dem zu dämpfenden Bauteil kann es sich hierbei um die unterschiedlichsten Bauteile eines Koordinatenmeßgerätes handeln. Beispielsweise könnte das zu dämpfende Bauteil Teil der verfahrbaren Mechanik eines Koordinatenmeßgerätes sein. Bei einem Koordinatenmeßgerät vom Portaltyp könnte es sich bei derartigen Bauteilen beispielsweise um die Säule oder die Traverse der Portalmechanik handeln. Bei einem Koordinatenmeßgerät in Ständerbauweise könnten entsprechende Bauteile der Mechanik der vertikal ausgerichtete Ständer oder der an dem Ständer beweglich geführte, horizontal auskragende Meßarm sein. Im Falle eines Koordinatenmeßgerätes in Brückenbauweise könnte ein mögliches Bauteil die den Meßtisch überspannende Brücke sein.

Auch wenn die Dämpfungsvorrichtung vorzugsweise für Bauteile in der verfahrbaren Mechanik des Koordinatenmeßgerätes verwendet wird, so ist sie selbstverständlich nicht nur auf derartige Bauteile beschränkt. Beispielsweise könnten auch Bauteile, auf denen der Meßtisch gelagert ist, durch eine entsprechende Dämpfungsvorrichtung gedämpft werden.

Zur Herstellung der reibschlüssigen Verbindung werden die beiden Bauteile vorteilhafterweise gegeneinander verspannt, so daß die reibschlüssige Verbindung dadurch zustande kommt, daß die beiden Bauteile aufeinander aufliegen.

Der Reibungskoeffizient der reibschlüssigen Verbindung zwischen dem zu dämpfenden Bauteil und dem Dämpferbauteil läßt sich hierbei geeignet variieren, indem zumindest Teilweise zwischen dem zu dämpfenden Bauteil und dem Dämpferbauteil wenigstens eine Materialschicht angeordnet ist, die den Reibungskoeffizienten zwischen den Bauteilen verändert. Bei der den Reibungskoeffizienten verändernden Materialschicht könnte es sich beispielsweise um einen Lack handeln. Besonders einfach

kann jedoch ein Klebeband verwendet werden, dessen nichtklebende Oberfläche mit einem entsprechenden Werkstoff beschichtet ist. Das Klebeband wird dann einfach entweder auf dem zu dämpfenden Bauteil oder dem Dämpferbauteil aufgeklebt, so daß die nicht klebende Seite des Klebebandes beim Verspannen der Bauteile auf dem jeweils anderen Bauteil aufliegt, und sich hierdurch der Reibungskoeffizient zwischen den Bauteilen verändert.

Auch für die Ausführung der Form des zu dämpfenden Bauteils und des Dämpferbauteiles sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Variationen denkbar. Beispielsweise könnte das zu dämpfende Bauteil eine Profilleiste mit rechteckigem Querschnitt oder anderen Profilformen sein und das Dämpferbauteil zwei halbzylindrisch ausgeführte Röhrenhälften, wobei die eine Röhrenhälfte auf zwei Seitenkanten des besagten rechteckigen Profils und die andere Röhrenhälfte auf den beiden anderen Seitenkanten des Profils aufliegt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist jedoch das zu dämpfende Bauteil als Röhre ausgestaltet. Das Dämpferbauteil wird für diesen Fall ebenfalls zweiteilig ausgeführt, wobei jedes der beiden Teile als langgestrecktes Winkelprofil ausgeführt ist, dessen langgestreckte Kanten jeweils auf dem Rohr aufliegen.

Auch die Materialien aus denen das zu dämpfende Bauteil und das Dämpferbauteil gefertigt sind können völlig unterschiedlich sein. Beispielsweise kann das zu dämpfende Bauteil aus CFK und das Dämpferbauteil aus Aluminium gefertigt sein. Natürlich können die Bauteile aber auch aus anderen Materialien gefertigt sein. Beispielsweise könnte das zu dämpfende Bauteil aus Stahl oder Aluminium gefertigt sein.. Das Dämpferbauteil könnte beispielsweise aus Stahl sein.

Um das zu dämpfende Bauteil und das wenigstens eine Dämpferbauteil gegeneinander zu Verspannen, sind ebenfalls eine Reihe von verschiedenen Maßnahmen denkbar. Beispielsweise könnte das zu dämpfende Bauteil und das Dämpferbauteil durch Kabelbinder, Schlauchbänder, Drähte, Schlauchschellen oder über Schrauben

miteinander verspannt werden. In einer besonders einfachen Ausführungsform, werden das zu dämpfende Bauteil und das Dämpferbauteil jedoch einfach über ein Klebeband über die gesamte Länge miteinander verklebt.

Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung können der nun nachfolgenden Figurenbeschreibung entnommen werden.

Hierin zeigen:

Figur 1 Ein Koordinatenmeßgerät mit einem erfindungsgemäß gedämpften Bauteil (5); und

Figur 2 ein Schnitt durch das erfindungsgemäß gedämpfte Bauteil gemäß Figur 1.

Figur 1 zeigt ein Koordinatenmeßgerät vom sogenannten Portaltyp bei dem über eine sogenannte Portalmechanik ein messender Tastkopf (6) mit einem hieran befestigten Taster (7) in den drei Koordinatenrichtungen (x, y, z) verfahren werden kann. Dazu weist die Portalmechanik ein in Richtung des Pfeils (y) verfahrbares Portal (2) auf, wobei entlang der den Meßtisch (1) überspannenden Traverse (11) des Portals (2) ein Querschlitten (8) in Richtung des Pfeiles (x) beweglich geführt ist, an dem wiederum in der dritten Koordinatenrichtung, die mit dem Pfeil (z) bezeichnet ist, eine Pinole (4) beweglich geführt ist. Mit dem Taster (7), der am messenden Tastkopf (6) befestigt ist, kann hierbei ein zu vermessendes Werkstück entsprechend abgetastet werden, indem die sogenannte Tasterauslenkung, also die Auslenkung des Tasters (7) gegenüber dem Tastkopf (6) durch entsprechende Sensoren im Tastkopf erfaßt wird. Die Messung der Position des Tastkopfes (6) im Maschinenkoordinatensystem, die sogenannte Maschinenposition, erfolgt hierbei über entsprechende, hier ebenfalls nicht näher gezeigte Maßstäbe in den Achsen, die von optischen Tasteinheiten abgetastet werden. Die Verstellung der besagten Portalmechanik erfolgt über ebenfalls hier nicht näher gezeigte Antriebe. Wie im linken Bereich des Bildes zu sehen ist, wurde die Verkleidung der

vertikal ausgerichteten Säule (3b) der Portalmechanik (2) aufgebrochen gezeichnet, so daß hierdurch das eigentlich tragende und in diesem Falle zu dämpfende Bauteil (5), nämlich ein aus CFK gefertigtes Rohr zu sehen ist, welches sich über ein Luftlager (6) unmittelbar auf der Oberfläche des Werkstückes abstützt und hierüber geführt ist.

Die Säule (3b) ist hierbei derart aufgebrochen gezeichnet worden, daß auch die das zu dämpfende Bauteil (5) umgebende Dämpfungsvorrichtung (10) nur in einem unteren Bereich zu sehen ist. Die Dämpfungsvorrichtung (10) umgibt jedoch das gesamte zu dämpfende Bauteil (5) bis zur Traverse (11). Natürlich muß dies nicht zwingend so sein. Selbstverständlich könnte auch nur ein Teil des zu dämpfenden Bauteils (5) von der Dämpfungsvorrichtung umgeben sein.

Bei Versuchen mit einem derartigen Koordinatenmeßgerät bei dem das Bauteil (5) bislang ohne die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung betrieben wurde, hat sich gezeigt, daß das Bauteil (5) bei Beschleunigungs- und Abbremsvorgängen anfängt in seiner Eigenschwingung zu vibrieren, so daß es bei einer Antastung eines Werkstückes sehr lange dauert, bis sich die Portalmechanik (2) beruhigt hat. Erst dann ist jedoch die Übernahme eines entsprechenden Meßwertes mit ausreichender Genauigkeit möglich, da sich bis zum Abklingen der Schwingung die gemessene Tasterauslenkung und die gemessene Maschinenposition bedingt durch die Schwingung ständig verändern. Deshalb wurde um das Bauteil (5) herum die in Figur 1 nur ausschnittweise gezeigte Dämpfungsvorrichtung (10) vorgesehen, über die das Bauteil (5) entsprechend gedämpft werden kann. Die Dämpfungsvorrichtung (10) soll nunmehr näher anhand, von Figur 2 erläutert werden.

Wie aus Figur 2 zu sehen ist, ist das Bauteil (5) hierbei vollständig von der Dämpfungsvorrichtung (10) umgeben. Die besagte Dämpfungsvorrichtung (10) umfaßt hierbei vier Klebebänder (lla-c), die auf dem als CFK-Rohr ausgebildeten zu dämpfenden Bauteil (5) aufgebracht sind. Bei den hier rein beispielhaft verwendeten Klebebändern handelt es sich um

sogenannte "Non-Slip-Bänder" wie sie zum Binden von Kabelbäumen verwendet werden. Diese "Non-Slip-Bänder" verhindern beim Einsatz als Kabelbinder das Verrutschen der Kabel. Ein derartiges "Non-Slip-Band" ist bei der Firma Kager GmbH in 6 034 6 Frankfurt/Deutschland unter der Bezeichnung Typ 111 202 ROT erhältlich.

Auf jeweils zwei dieser besagten Klebebänder (lla-c) liegt jeweils ein besagtes Dämpferbauteil in Form eines aus Aluminium gefertigten Winkels (12a, 12b) auf. Um das zu dämpfende Bauteil (5), also das CFK-Rohr und die Dämpferbauteile (12a, 12b) gegeneinander zu verspannen, ist die eben beschriebene Anordnung ebenfalls mit einem handelsüblichen Klebeband (13) umwickelt, so daß hierdurch die Dämpferbauteile (12a, 12b) und das zu dämpfende Bauteil (5) miteinander verspannt werden.

Es versteht sich, daß die hier im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Selbstverständlich können eine Vielzahl von Variationen vorgenommen werden, wie dies einleitend in der Beschreibung ausgeführt wurde.

Claims

Schutzansprüche:

1. Dämpfungsvorrichtung zur Schwingungsdämpfung von zu dämpfenden Bauteilen (5) eines Koordinatenmeßgerätes, wobei die Dämpfungsvorrichtung wenigstens ein Dämpferbauteil (12a, 12b) aufweist, das reibschlüssig mit dem zu dämpfenden Bauteil (5) verbunden ist und das eine von der Eigenfrequenz des zu dämpfenden Bauteiles unterschiedliche Eigenfrequenz aufweist.

2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zu dämpfende Bauteil langgestreckt ist und nahezu über seine gesamte Länge mit dem besagten Dämpferbauteil reibschlüssig verbunden ist.

3. Dämpfungsvorrichtung nach Ansprüchen 1-2, wobei das Dämpferbauteil und das zu dämpfende Bauteil zur Herstellung der reibschlüssigen Verbindung über wenigstens eine Spanneinheit miteinander verspannt sind.

4. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Spanneinheit ein Klebeband (13) ist.

5. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1-4, wobei sich zumindest in einem eingeschränkten Bereich zwischen dem zu dämpfenden Bauteil und dem Dämpferbauteil wenigstens eine Materialschicht befindet, die den Reibungskoeffizienten zwischen den beiden Bauteilen verändert

6. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Materialschicht ein Klebeband (lla-d) ist.

7. Dämpfungsvorrichtung nach Ansprüchen 1-6, wobei das zu dämpfende Bauteil ein Rohr ist.

8. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Rohr ein CFK-Rohr ist.

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9. Dämpfungsvorrichtung nach Ansprüchen 1-8, wobei das Dämpferbauteil ein Winkelprofil ist.

10. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Winkelprofil aus Aluminium gefertigt ist.

11. Dämpfungsvorrichtung nach Ansprüchen 1-10, wobei das zu dämpfende Bauteil, Teil einer Säule des Portals eines Koordinatenmeßgerätes vom Portaltyp ist.

12. Koordinatenmeßgerät zur Vermessung von Werkstücken, wobei wenigstens ein Bauteil des Koordinatenmeßgerätes durch eine Dämpfungsvorrichtung gedämpft ist, wobei die Dämpfungsvorrichtung wenigstens ein Dämpferbauteil aufweist, das reibschlüssig mit dem zu dämpfenden Bauteil des Koordinatenmeßgerätes verbunden ist und wobei die Eigenfrequenz des Dämpferbauteiles von der Eigenfrequenz des zu dämpfenden Bauteiles abweicht.

13. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2-11 ausgebildet ist.