DE3422161A1

DE3422161A1 - Koordinatenmessinstrument

Info

Publication number: DE3422161A1
Application number: DE19843422161
Authority: DE
Inventors: Masataka Honda; Hideo Kawasaki Kanagawa Sakata
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1984-12-20
Also published as: US4567672A; DE3422161C2

Description

Diese Erfindung betrifft Koordinatenmeßinstrumente, und insbesondere Verbesserungen bei einer Tastsigna].sonde, die bei diesem Koordinatenmeßinstrument verwendet wird, um eine Berührung mit einem zu vermessenden Werkstück festzustellen.

Allgemein wird die Tastsignalsonde, die bei dem Koordinatenmeßinstrument verwendet wird, in zwei Typen klassifiziert, mit einem Berührungstyp, um elektrisch eine mechanische Verschiebung dann zu erfassen, wenn ein Berührungselement in Berührung mit dem Werkstück gelangt, und mit einem Leitungstyp, um eine elektrische Leitung mit einem Werkstück festzustellen. Jede dieser Tastsignalsonden weist eine solche Anordnung auf, daß ein Fühler, der das Berührungs- bzw. Kontaktelement aufweist,an einem Hauptaufbau der Sonde durch einen Aus-.cngs-Rückstellmechanismus auf eine solche Weise *_·..> al c^n wird, daß er schwenkbar und in eine vorbewLimmte Lage rückstellbar ist.

-2-

Bei der herkömmlichen Tastsignalsonde sollte nun zum Ändern der Richtung eines Berührungselements, das mit dem Werkstück in Berührung tritt, diese Änderung in der Lage so vorgenommen werden, daß die Sonde selbst durch eine andere ersetzt wird, oder daß die Sonde zum Hauptaufbau des Meßinstruments hin geneigt wird.

Beim Ändern der Richtung der Berührung durch die oben beschriebenen Methoden kann allerdings die Lage nicht mühelos geändert werden, und zwar infolge der Genauigkeit der Koppelung des Sondenschaftes mit dem Hauptaufbau des Meßinstrumentes, weil der Berührungsabschnitt des Berührungselements in der Lagezuordnung zum Hauptaufbau des Meßinstruments geändert wird. Dies ergibt,

!5 daß jedesmal, wenn die Richtung der Berührung des Berührungselementes geändert wird, Arbeiten zur überprüfung der Ausgangslage durchgeführt werden sollten, um ein Koordinatensystem in der Richtung der derart geänderten Berührung festzulegen. Dies macht die Arbeit kompliziert und macht es außerdem erforderlich, eine Einrichtung zum Ändern der absoluten Koordinaten vorzusehen, wodurch der Arbeitsvorgang unökonomisch wird. Insbesondere im Fall der Messung der kontinuierlich gekrümmten Oberflächen etwa einer Form zum Ab-

2§ formen von Brillenrahmen bzw. Okularrahmen oder dergleichen ist die Frequenz der Änderung der Berührungsrichtungen hoch, wobei sich dann als Nachteil ergibt, daß die gemessenen Daten ungenau werden.

Tatsächlich können dann, wenn das Berührungselement kugelförmig ausgebildet ist, die Merkmale einer Wirksamkeit in alle Richtungen hin erhalten werden. Es wird jedoch notwendig, eine Einrichtung vorzusehen, um den Durchmesser der Kugel zu korrigieren. Es ist

nc "

insbesondere schwierig, den Hauptaufbau des Meßgehäuses und die Sonde konzentrisch zueinander anzu- " bringen, weshalb die Arbeiten zur überprüfung der

Ausgangslage jedesmal dann durchgeführt werden sollten, wenn die Lage geändert wird, so daß es nicht möglich ist/ die Nachteile radikal auszuräumen.

Die vorliegende Erfindung geht auf eine Entwicklung zum Ausräumen der oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zurück und hat zum Ziel, ein Koordinatenmeßinstrument vorzusehen, welches mit einer Tastsignalsonde versehen ist, die imstande ist, mühelos eine Lage zu ändern,und die auf die Arbeiten zur überprüfung der Ausgangslage selbst dann verzichten kann, wenn eine Änderung in eine gewünschte Lage vorgenommen wird.

Zu diesem Zweck zieht die vorliegende Erfindung folgendes in Betracht: bei einem Koordinatenmeßinstrument, welches mit einer Tastsignalsonde versehen ist, die so angeordnet ist, daß ein Meßfühler am Hauptaufbau der Sonde durch den Ausgangslage-RückSsiellmechanismus auf eine solche Weise gehalten wird, daß er verschieblich und in eine bestimmte Lage rückstellbar ist, und daß der Augenblick, bei welchem der Meßfühler in Berührung mit dem Werkstück gelangt, als ein elektrisches Signal festgestellt wird, der Meßfühler in zwei Teile ■ unterteilt ist, mit einem ersten Teil, das am Hauptaufbau der Sonde durch den Ausgangslage-Rückstellmechanismus gehalten ist, und einem zweiten Teil, das das Berührungselement aufweist, wobei das zweite Teil drehbar am ersten Teil angebracht ist und das Berührungselernent so aufgebaut ist, daß dann, wenn das zweite Teil gedreht wird, das Berührungselementende des Berührungslements, das in Berührung mit dem Werkstück gebracht werden soll, ständig auf einer Drehachse des zweiten Teils angeordnet ist und in seiner

Richtung einstellbar ist, und wobei eine Befestigungseinrichtung vorgesehen ist, um eine Drehlage des zweiten Teils relativ zum ersten Teil festzulegen.

- ό

-Z- a

Selbst wenn die Lage des- Hauptgehäuses der Sonde nicht geändert wird, dann wird, kurz gesagt, das Berührungselement, d.h., das zweite Teil, relativ zum ersten Teil derart gedreht, daß das Berührungselementende mühelos in seiner Richtung geändert werden kann. Ferner ist das Berührungselementende auf der Drehachse des zweiten Teils derart angeordnet, daß die Arbeiten zum überprüfen der Ausgangslage infolge der Änderung der Lage unterbleiben können.
10

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Perspektivansicht, die das Koordinatenmeßinstrument zeigt, das die erfindungsgemäße Tastsignalsonde verwendet,

Fig. 2 die Ansicht eines Schnitts, welcher wesentliche Abschnitte der Tastsignalsonde zeigt, eine Ansicht hierauf von unten her, die Ansicht eines Schnitts, der den Ausgangslage-RückStellmechanismus zeigt,

eine Draufsicht, die die Blattfeder zeigt, die Ansicht eines Schnitts, der jenen Zustand zeigt, in welchem das Berührungselement am zweiten Teil angebracht ist, Fig. 7 die Ansicht eines Schnitts , der längs

der Linie VII-VII in Fig. 6 vorgenommen wurde, und

Fig. 8 die Darstellung eines modifizierten Ausführungsbeispiels des Berührungselements. 30

Es erfolgt nun die detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, wobei diese Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen vorgenommen wird.

Fxg.	3
Fig.	4
Fig.	5
Fig.	6

Fig. 1 zeigt die Außenansicht des erfindungsgemäßen Koordinatenmeßinstruments. In der Zeichnung ist eine Richtplatte 1, auf welcher ein zu vermessendes Werkstück W ruht, an ihren gegenüberliegenden Seiten mit Stützträgern 3 versehen, die in Längsrichtung angeordnet sind, und zwar über Stützen 2. Ein seitlicher Träger 4, der quer zu den Stützträgern 3 vorgesehen ist, ist in Längsrichtung beweglich (Richtung der Y-Achse), ein Schlitten 5 ist längs des seitlichen Trägers 4 in seitlicher Richtung (Richtung der X-Achse) beweglich, und ein Sondenschaft 7, der am Schlitten 5 vorgesehen ist und an seinem unteren Ende eine Tastsignalsonde 6 aufweist, ist in vertikaler Richtung beweglich (Richtung der Z-Achse). Bei diesem Koordinatenmeßinstrument werden dann, wenn sich die Tastsignalsonde 6 in dreidimensionalen Richtungen bewegt, um in Berührung mit dem Werkstück W zu gelangen, durch ein dann ausgegebenes Tastsignal die Momentanwerte der Tastsignalsonde 6, d.h. ein Momentanwert des Schlittens 5 in Richtung der X-Achse, ein Momentanwert des seitlichen Trägers 4 in Richtung der Y-Achse und ein Momentanwert des Sondenschaftes 7 in Richtung der Z-Achse, von den jeweiligen, nicht gezeigten Lagemeßfühlern abgelesen, elektrisch verarbeitet und digital in einem Anzeiger 8 angezeigt.

Fig. 2 zeigt die Frontfläche der Tastsignalsonde 6_t bzw. Fig. 3 zeigt die untere Fläche der Sonde 6. In diesen Zeichnungen ist der Hauptaufbau 11 der Sonde einstückig mit einem Endabschnitt 12 ausgebildet, der abnehmbar am Sondenschaft 7 angebracht und hieran durch einen Ausgangslage-Rückstellmechanismus 13 gehalten wird, wobei ein Meßfühler 14 mit dem Werkstück W auf eine solche Weise in Berührung gebracht wird, daß er verschieblich und in eine bestimmte Lage rückstellbar ist. Wie in Fig. 4 beispielsweise gezeigt/ weist der Ausgangslage-Rückstellmechanismus 13 die folgenden

Merkmale auf: eine scheibenförmige Blattfeder 17, die mit ihrem ümfangskantenabschnitt an der Innenseite des Hauptaufbaus bzw. Hauptgehäuses 11 der Sonde durch Schrauben 15 befestigt ist und in ihrem mittleren Abschnitt den oberen Endabschnitt des Meßfühlers 14 durch eine Mutter 16 hält, eine Lage-Regulierplatte 18, die am oberen Endabschnitt des Meßfühlers 14 in einer Richtung senkrecht zur Achse des Meßfühlers 14 befestigt ist, und eine Feder 23, um die Lageregulierplatte 18 durch die Mutter 16 gegen drei Schrauben 19 zu drücken, die in Lagen mit gleichem Winkelstand an einem Umfang eingeschraubt sind, der konzentrisch zum Hauptaufbau 11 der Sonde steht, die um die Achse des Meßfühlers 14 zentriert ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Blattfeder 17 an ihrem ümfangskantenabschnitt mit einer Anzahl von Montagelöchern 20 versehen, durch welche die Schrauben 15 eingeführt sind, bzw. an ihrem Mittelabschnitt mit einem Halteloch 21 zum Halten des oberen Endabschnitts des Meßfühlers 14 durch die Mutter 16, und ist ferner mit kreisförmig gebogenen Kerben bzw. Schlitzen 22 zwischen den Montagelöchern 20 und dem Halteloch 21 ausgebildet. Bei dieser Anordnung ist der Meßfühler 14 derart angeordnet, daß dann, wenn sich der Meßfühler 14 nicht in Berührung mit dem Werkstück W befindet, die Lage-Regulierplatte 18 in einem Zustand gehalten wird, in welchem die Platte 18 in Berührung mit allen Schrauben 19 steht, während dann, wenn der Meßfühler 14 in Berührung mit dem Werkstück W gebracht wird, die Lage-Regulierplatte 18 von irgend-

^ow exner Schraube 19 getrennt ist und in einen geneigten Zustand gebracht ist.

Andererseits weist der Meßfühler 14 ein erstes Teil 31 und ein zweites Teil 33 auf, welches ein Berührungselement 32 aufweist. Das erste Teil 31 hat eine erste Stange 34 und eine zweite Stange 35_f der mit dem unteren Ende der ersten Stange 34 verbunden ist. Die zweite Stange 3 5 ist an ihrem oberen Endabschnitt mit einem

342216α 'Ij.*'*'"""' '"*" ^:

Außengewinde 36 zur Schraubkopplung mit der ersten

Stange 34 ausgebildet, die an ihrem unteren Endabschnitt mit einem Innengewinde 37 versehen ist, und der Außen umfang des unteren Endabschnitts hiervon ist mit einem sich verjüngenden Schaft 38 versehen» dessen Durchmesser sich fortlaufend nach unten verkleinert. Ferner ist das zweite Teil 33 drehbar mit dem verjüngten
Schaft 38 der zweiten Stange 35 gekoppelt und fest in
einer gewünschten Drehlage durch eine Befestigungseinrichtung 39 angebracht. Die Befestigungseinrichtung 39 weist eine Federaufnahmewelle 40 auf, die in Gewindekoppelung mit dem Innengewinde 37 der zweiten Stange
35 steht, sowie eine Feder 41, die zwischen einem Kopf der Federaufnahmewelle 41 und der unteren Fläche des

zweiten Teils 33 eingeschlossen ist, um das zweite Teil 33 in Richtung der Vergrößerung des Durchmessers des verjüngten Schaftes 38 zu drücken. Das zweite Teil 33
ist in seinem Inneren, mit einem verjüngten Loch 4 2 ausgebildet, und zwar für die Gewindekoppelung mit dem

verjüngten Schaf t 38 der zweiten Stange 35, sowie mit

einem Halteloch 43 in einer Lage mit einem bestimmten
Abstand von der.Mitte des verjüngten Lochs 42. Ein
nächstgelegender Endabschnitt 44 des Berührungselements 32 erstreckt sich zur losen Koppelung in das Halteloch 43 und ist hiermit mittels eines Klebemittels 45 fest

angebracht. Das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 weist eine konische Form auf, wobei ein
Scheitel TP an einer Drehachse L₁ des zweiten Teils 33 angeordnet ist, und dessen Achse L₂ die Achse L- unter einem bestimmten Winkel schneidet. Bei dieser Anordnung ist der Scheitel TP des Berührungselementendes 46 ständig an der Drehachse L₁ in einem Zustand gehalten, in welchem das zweite Teil 33 in eine gewünschte Drehlage bezüglich dem ersten Teil 31 gedreht wird.

Obwohl nicht gezeigt, öffnet, wenn das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 in Berührung mit dem Werkstück W gelangt, um das erste Teil 31 zu neigen, ein Kontaktpunkt, der in Übereinstimmung mit der Nei-

g gung des ersten Teils 31 schließt oder öffnet, um ein Tastsignal abzugeben. Wenn beispielsweise der Kontaktpunkt zwischen der Positions-Regulierplatte 18 und den Schrauben 19 vorgesehen ist, dann wird, wenn die Positions-Regulierplatte 18 von irgendeiner der Schrau- ^q ben 19 infolge der Neigung des ersten Teils 31 abhebt, ein Tastsignal ausgegeben.

Bei der oben beschriebenen Anordnung wird zur Durchführung der Messung das zweite Teil 33 von Hand ergriffen und in eine Lage nach unten bezüglich der zweiten Stange 35 gegen die Feder 41 gedruckt, nachfolgend um die zweite Stange 35 geschwenkt, und das Berührüngselementende 46 des Berührungselements 32 steht im wesentlichen senkrecht einer gemessenen Fläche des Werkstücks W gegenüber. Wenn hier die Hand vom zweiten Teil 33 entfernt wird, dann wird das zweite Teil 33 durch die Feder 41 nach oben zurückgestellt und in einem Zustand fixiert, in welchem es mit dem verjüngten Schaft 38 aer zweiten Stange 35 gekoppelt ist. Dann ist das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 wiederum, in der bestimmten Lage der Drehachse L₁ angeordnet. Demzufolge wird selbst dann, wenn das zweite Teil 33 um die zweiten Stange 35 geschwenkt wird, um die Lage des Berührungselements 32 zu ändern, d.h., die Richtung des Berührungselements bezüglich dem Werkstück W, das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 ständig in der bestimmten Lage auf der Drehachse L₁ des zweiten Teils 33 angeordnet, wobei das Berührungselementende 46 keine Verschiebung relativ zu den jeweiligen Verschiebungsmeßfühlern aufweist, welche zur Feststellung der Momentenwerte in den Richtungen der X-, Y- und Z-Achse vorgesehen sind, so daß keine Arbeiten zur Überprüfung der Ausgangslage

erforderlich sind.

Dann werden in jenem Zustand, in welchem das zweite Teil 33 an der zweiten Stange 35 befestigt ist, wenn die Tastsignalsonde 6 in dreidimendionalen Richtungen bewegt wird, ohne daß Arbeiten zur Überprüfung der Ausgangslage durchgeführt wurden, um hierdurch das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 in Berührung mit dem Werkstück W zu bringen, dann werden durch ein Tastberührungssignal zu jener Zeit, in welcher das Berührungselementende 46 in Berührung mit dem Werkstück W gelangt, die Bewegungswerte der Tastsignalsonde 6, d.h. ein Momentanwert des Schlittens 5 in Richtung der X-Achse, ein Momentanwert des seitlichen Trägers 4 in Richtung der Y-Achse, und ein Momentanwert des Sondenschaftes 7 in Richtung der Achse Z von den jeweiligen Bewegungsmeßfühlern abgelesen und digital von der Anzeigeeinrichtung 8 angezeigt. In diesem Fall gelangt das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 in Berührung mit dem Werkstück W, und selbst wenn dort ein übertriebener Hub in derselben Richtung stattfindet, wie oben beschrieben, wird die Berührung des ersten Teils 31 von dem Ausgangslage-Rückstellmechanismus 13 geschluckt, so daß eine Möglichkeit, daß die Tastsignalsonde 6 beschädigt wird, ausgeräumt werden kann.

Wenn das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 aufeinanderfolgend seine Richtung in Übereinstimmung mit der gemessenen Oberfläche des Werkstücks W geändert hat, wie oben beschrieben, und wenn nachfolgend das Berührungselementende 46 in Berührung mit der gemessenen Fläche des Werkstücks W gebracht wurde, dann kann die Kontur des Werkstücks W gemessen werden.

Demzufolge wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel das erste Teil 31 am Hauptaufbau 11 der Sonde gehalten, die beweglich am Koordinatenmeßinstrument vorgesehen ist,

und zwar durch den Ausgangslage-Rückstellmechanismus und auf eine Weise, daß es geneigt werden und in seine bestimmte Lage wieder zurückgeführt werden kann, das erste Teil 31 trägt das zweite Teil 33, welches das Berührungselement 32 auf eine solche Weise aufweist, daß es drehbar und durch die Befestigungseinrichtung feststellbar ist, und das Berührungselementende 4 6 des Berührungselements 32 ist konisch geformt/ wobei der Scheitel TP hiervon auf der Drehachse L angeordnet ist und seine Achse L₂ die Drehachse L₁ schneidet, wobei, wenn das zweite Teil 33 relativ zum ersten Teil 31 in Übereinstimmung mit der gemessenen Oberfläche des Werkstücks W gedreht wird,während der Hauptaufbau 11 der Sonde an dem Koordinatenmeßinstrument befestigt bleibt,

¹^ dann das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 in seiner Richtung wunschgemäß geändert werdenkann. Es ist deshalb nicht erforderlich, die Tastsignalsonde durch eine neue für den Hauptaufbau des Koordinatenmeßinstruments zu ersetzen oder die Lage

des Hauptaufbaus der Tastsignalsonde zu ändern, so daß die Lage mühelos geändert werden kann,und das Teil zur Anbringung . des Hauptaufbaus 11 der Sonde am Koordinatenmeßinstrument braucht nicht mit hoher Genauigkeit fertiggestellt zu sein. Außerdem ist der Scheitel TP des Berührungselementendes 4 6 ständig auf der Drehachse L₁ des zweiten Teils 33 angeordnet , und es findet hierzwischen keine Relativbewegung statt, wobei kein Erfordernis besteht, die Arbeiten zur überprüfung der Ausgangslage durchzuführen, so daß die

Messung bei denselben Koordinaten durchgeführt werden kann.

Dies kann solche Vorteile bieten, daß selbst dann, wenn das Werkstück W eino gekrümmte Oberfläche aufweist, ·

wie etwa eine kontinuierlich -.gekrümmte Oberfläche, die Messung wirksam und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann. Außerdem ist, da kein die Koordinaten ändernder Mechanismus erforderlich ist, der Kostenauf-

* wand zur Anbringung niedrig. Es erübrigt sich, darauf hinzuweisen, daß es die Anordnung eines Mechanismus zum Ändern der.Koordinaten ermöglicht, eine große Ausweitung in den Benutzungsformen zu erwarten. Andererseits erfordert im Vergleich zwischen dem Berührungselementende, das kugelförmig ausgebildet ist, und dem Berührungselementende gemäß der vorliegenden Erfindung, das letztere keine Rechenfunktion zur Korrektur des Kugeldurchmessers, so daß Herstellungskosten vorteilhafterweise niedrig sind.

Ferner ist das erste Teil 31 mit dem verjüngten Schaft 38 versehen, bzw. das zweite Teil 33 ist mit der verjüngten Bohrung versehen , die an den verjüngten Schaft 38 angekoppelt werden soll, und das zweite Teil 33 wird durch die Feder 41 in Richtung der Durchmesserzunähme vorgespannt, wobei dann, wenn das zweite Teil 33 von Hand gegen die Feder 41 in Richtung der Durchmesserabnahme des verjüngten Schaftes 38 bewegt wird, das zweite Teil 33 in diesem Zustand gedreht wird, und wenn nachher die Hand vom zweiten Teil 33 entfernt wird, dann wird das zweite Teil 33 in einem Zustand fixiert, in welchem es mit dem verjüngten Schaft 38 derart gekoppelt ist, daß das Berührungselement 32, das am zweiten Teil 33 befestigt ist, in der Richtung mühelos geändert werden kann. Außerdem sind das erste Teil 31 und das zweite Teil 33 durch den verjüngten

Schaft 38 und das verjüngte Loch 42 miteinander gekoppelt, wobei selbst dann, wenn eine Änderung in der Lage be-

wirkt wird, der Scheitel TP des Berührungselementendes 46 konstant in der bestimmten Lage gehalten werden kann.

Ferner muß das zweite Teil 33 mit dem Halteloch bzw. der

Haltebohrung 43 ausgebildet werden, wobei der nächst-35

gelegene Endabschnitt 44 des Berührungselements 32 lose in das Loch 43 eingesetzt werden muß und nachfolgend durch den Klebstoff 45 befestigt werden muß. Demzufolge

kann in jenem Zustand, in welchem der nächstgelegene Endabschnitt 44 des Berührungselements 32 lose in dem Halteloch :43 aufgenommen ist und das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 auf der Drehachse des zweiten Teiles 33 angeordnet ist, d.h. der Mittelachse des verjüngten Loches 42, dann, wenn der näckstgelegene Endabschnitt 44 des Berührungselements 32 fest im Halteloch 43 durch den Klebstoff 4 5 befestigt ist, selbst wenn eine Abmessung zwischen dem Halteloch 43 und der verjüngten Bohrung 42 mit nicht so hoher Genauigkeit vorliegt , das Berührungselementende des Berührungselementes 32 genau auf der Drehachse des zweiten Teiles 33 angeordnet werden. In diesem Fall kann, wenn eine Vorrichtung 51 verwendet wird, die in Fig. 6 und 7 gezeigt ist, die Arbeit zur Positionierung mühelos ausgeführt werden. Die Vorrichtung 51 ist so aufgebaut, daß ein Gewindeabschnitt 55 in Gewindeeingriff mit einer Mutter 54 gebracht werden muß. und am nächstgelegenen Endabschnitt eines Schaftes 53 ausgebildet ist, der einen verjüngten Schaft 52 aufweist, der in die verjüngte Bohrung 4 2 des zweitenTeiles 33 eingesetzt werden muß, und eine eingeschnittene Nut 56, die die Mitte des Schaftes 53 erreicht, ist an der einen Seite des vorderen Endabschnitts des Schaftes 53 ausgebildet. Demzufolge wird in einem Zustand, in welchem der verjüngte Schaft 52 in die verjüngte Bohrung 4 2 des zweiten Teils 33 eingesetzt, ist, die Mutter 54 auf den Gewindeabschnitt 5 5 aufgeschraubt> um die Vorrichtung 51 am zweiten Teil 33 zu befestigen, und nachfolgend wird das Berührungselementende 46 des Berührung se lernen te s 32, dessen nächstgelegener Endabschnitt 44 lose in dem Halteloch 43 aufgenommen wird, in die eingeschnittene Nut 56 eingesetzt, wenn der Klebstoff 4 5 eingefüllt wird, und dann kann das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 auf die Drehachse des zweiten Teils 33 eingestellt werden.

Bei der Herstellung bzw. Ausführung braucht der Rückstellmechanismus 13 für die Ausgangslage nicht notwedigerweise auf die im obigen Ausführungsbeispiel beschriebene Anordnung beschränkt zu sein. Kurz gesagt, jeder Aufbau kann herangezogen werden, wenn er nur ein Mechanismus ist, bei welchem, nachdem eine bestimmte Auslenkung wieder aufgehoben ist und der freie Zustand wieder hergestellt ist, das Berührungselement auch wieder in den Ausgangszustand zurückgeführt wird.

Ferner kann als System zum Feststellen einer Berührung zwischen dem Berührungselement und dem Werkstück auch eine sogenannte Leitungseinrlcbtung herangezogen werden, um die elektrische Leitung mit dem Werkstück zu messen, zusätzlich zu der Art mit einem Berührungspunkt zur An-Aus-Betätigung des Berührungspunktes durch die Nutzung einer Verlagerung des Meßfühlers 14, die durch die Berührung mit dem Werkstück hervorgerufen wurde, wie bei dem obigen Ausführungsbeispiel bescbrieben.

Ferner können mehrere Arten zweiter Teile 33 vorbereitet werden, die Berührungselemente aufweisen, deren Gestalt sich voneinander unterscheidet, und jedes der zweiten Teile kann wahlweise am ersten Teil 31 in Übereinstimmung mit den gemessenen Oberflächen des Werkstücks angebracht werden.

In diesem Fall kann das Berührungselementende 46 des Berührungselements 32 abnehmbar am Berührungselement

ausgebildet sein, und mehrere Arten von Berührungselementenden 46, die sich im Scheitel der konischen Form voneinander unterscheiden, können wahlweise am Berührungselement angebracht sein.
35

Ferner braucht die Gestalt des Beruhrungselementende--; 46 nicht notwendigerweise auf die konische Form begrenzt zu sein, die im obigen Ausführungsbeispiel dar-

3 4221 β-1 ^--tf"--""·-* '-' ^:

gestellt ist, sondern kann beispielsweise auch Pyramidenform aufweisen. Wenn in diesem Fall allerdings das Berührungselementende 46 eine Form aufweist, die Oberflächen hat, die die Drehachse des zweiten Teils 33 enthält, bzw. die Achse, die senkrecht die Drechachse schneidet, z.B. eine konische Form mit einerm Scheitelwinkel von 90°, oder eine Form, die mindestens zwei ebene Flächen aufweist, die einander senkrecht schneiden, wie in Fig. 8 gezeigt, dann wird die ebene Fläche oder die konische oder pyramidenförmige Fläche in Berührung mit dem größten vorspringenden Abschnitt des Werkstücks W gebracht, so daß der größte Wert des Überstands mühelos erhalten werden kann.

Wie bereits oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung das Koordinatenmeßinstrument umfassen,welches mit einer Tastsignalsonde versehen ist, und bei welcher selbst dann, wenn die Lage in eine gewünschte Lage ge,-änder t wird, die Arbeiten zur Überprüfung der Ausgang-slage nicht erforderlich sind.

Claims

Ansprüche

1 4 Koordinatenmeßinstrument, bei welchem ein Meßfühler η einem Hauptaufbau einer Tastsignalsonde gehalten iBt, die beweglich an einem Hauptaufbau des Meßinstruments vorgesehen ist, wobei die Tastsignalsonde so aufgebaut ist, daß sie es in Form eines elektrischen Signales jedesmal feststellt, wenn der Meßfühler in Berührung mit einem zu vermessenden Werkstück gelangt, und wobei Kontur und Abmessungen des Werkstücks anhand von Bewegungswerten gemessen werden, auf der Grundlage dieser Berührung erhalten werden,

dadurch gekennzeichnet , daß der Meßfühler (14) in zwei Teile (31, 33) unterteilt ist, die ein erstes Teil (31) umfassen, das am Hauptaufbau (11) der Sonde (6) gehalten ist, sowie ein zweites Teil (33), welches ein Berührungselement (32) aufweist, daß das zweite Teil (33) drehbar am ersten Teil (31) angebracht ist, und daß dann, wenn das zweite Teil gedreht wird, ein Berührungselementende (46) dus Be ruh rung sei einen ts (32), welches in Berührung mit dem Werkstück (W) gebracht

! werden soll, konstant auf der Drehachse des zweiten Teiles angeordnet ist und in seiner Richtung veränderlich ist. " '

c 2. Koordinatenmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastsignalsonde (6) ferner eine Befestigungseinrichtung (41) zur Festlegung einer Drehlage des zweiten Teils (33) relativ zum ersten Teil (31) aufweist.

3. Koordinatenmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß das zweite Teil (33) am ersten Teil (31) derart angebracht ist, daß es in Richtung der Drehachse nicht verschiebbar ist.

4. Koordinatenmeßinstrument nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß der vordere Endabschnitt des ersten Teils (31) als verjüngter Schaft (38) ausgebildet ist, daß im zweiten Teil (33) eine verjüngte Bohrung (42) zum Anschluß an den verjüngten Schaft ausgebildet ist, und daß der verjüngte Schaft und die verjüngte Bohrung miteinander gekoppelt sind, um drehbar das zweite Teil am ersten anzubringen.

5. Koordinatenmeßinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung eine Feder (41) zum Vorspannen des zweiten Teils (32) in Richtung der Durchmesserzunähme des ersten Teils (31)

aufweist.

6. Koordinatenmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Berührungselementende (46) des Berührungselements (32) konisch ausgebildet ist.

7. Koordinatenmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Berührungselementende (46) des Berührungselements (32) in einer Form ausgebildet ist, welche Oberflächen aufweist, die die Drehachse und noch eine andere Achse einschließen, die senkrecht die Drehachse schneidet (Fig. 8).

8. Koordinatenmeßinstrument nach einem der Ansprüche

1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Berührungselement (32) mit dem zweiten Teil (33) verklebt ist.

9. Koordinatenmeßinstrument, bei welchem ein Meßfühler an einem Hauptaufbau einer Tastsignalsonde gehalten ist, die beweglich an einem Hauptaufbau" des Meßinstruments auf eine solche Weise vorgesehen ist, daß sie verstellbar und in eine bestimmte Lage rückführbar ist, wobei die Zeit, in welcher der Meßfühler in Berührung mit einem zu vermessenden Werkstück in Berührung gelangt, und die Kontur und die Abmessungen des Werkstücks aus den Bewegungswerten gemessen werden _r die auf der Grundlage dieser Berührung erhalten werden, dadurch gekennzeichnet , daß der Meßfühler (11) durch einen Ausgangslage-Rückstellmechanismus (13) gehalten ist, daß der Meßfühler in zwei Teile

unterteilt ist, mit einem ersten Teil (31), das an dem Hauptaufbau (i11) der Sonde (6) über den Ausgangslage-RückStellmechanismus (13) gehalten ist, und einen zweiten Teil (33) , welches ein Berührungselement (32) aufweist, daß das zweite Teil drehbar am ersten Teil an-

gebracht ist, daß, wenn das zweite Teil gedreht wird,

ein Berührungselementende (46) des Berührungselements (32) in Berührung mit dem Werkstück (W) gebracht wird und ständig auf einer Drehachse des zweiten Teils angeordnet sowie in seiner Ausrichtung veränderlich ist, 35

und daß eine Befestigungseinrichtung (41) zum Festlegen einer Drehlage des zweiten Tei.1s relativ zurr» ersten Teil vorgesehen ist.

10. Koordinatenmeßinstrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangslage-Rückstellmechanismus (13) im Hauptaufbau (11) der Sonde (6) vorgesehen ist und die folgenden Merkmale aufweist:

- eine Blattfeder (17), die einen Endabschnitt des ersten Teils (31) hält,

- eine Lage-Regulierplatte (18), die mit dem ersten Teil (31) in Eingriff steht, um ständig das erste Teil durch Regulierung in eine bestimmte Lage zu bringen, und

- eine Feder (23) zum Vorspannen des Fühlers (11) in Richtung der Axiallinie des ersten Teiles.

11. Koordinatenmeßinstrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage-Regulierplatte (18) am ersten Teil (14) senkrecht zur Achse des ersten Teiles befestigt ist, und daß der Umfangskantenabschnitt der Lage-Regulierplatte in Berührung mit Schrauben (19) steht und von diesen abgestützt ist, die mit gleichem· Winkelabstand im Hauptaufbau (11) der Sonde (6) angeordnet sind.

12. Koordinatenmeßinstrument nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil

(33) am ersten Teil (31) auf eine solche Weise angebracht ist, daß es normal in der Richtung der Drehachse nicht verschieblich ist.