DE3423099C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorschubsystem zur Feinverstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 insbesondere um ein bewegliches Teil eines Meß- oder eines anderen Gerätes über genau definierte, kurze Strecken, zu verschieben.

Um den gesamt-Meßwirkungsgrad von üblichen Meßgeräten, wie beispielsweise Koordinaten-Meßgeräten oder Projektoren, zu verbessern, muß, je nach Bedarf und/oder Anwendungszweck, ein Halteelement für einen Berührungssignal- Fühler, ein Tisch, auf dem ein zu messendes Werkstück liegt, oder ein ähnliches Element fein verstellt werden. Hierbei gibt es viele Fälle, bei denen zwischen einem Vorschubsystem zur Feinverstellung und einem Grobvorschub-System umgeschaltet werden muß.

Vorschubsystem zur Feinverstellung des hier beschriebenen Typs sind beispielsweise aus dem japanischen Gebrauchsmuster Kokoku 33 439/82 und dem japanischen Gebrauchsmuster Kokai 32 412/83 bekannt, die hier als Beispiele genannt werden sollen und im wesentlichen die Umschaltung vereinfachen sowie das Auftreten von Spiel bzw. totem Gang ausschließen. In dem japanischen Gebrauchsmuster Kokoku 33 439/82 wird ein Vorschubsystem zur Feinverstellung für ein Koordinaten-Meßgerät beschrieben, wie es insbesondere aus Fig. 1 dieser Druckschrift zu erkennen ist. Dieses Vorschubsystem zur Feinverstellung ist so aufgebaut, daß das bewegliche Bauteil mit hoher Geschwindigkeit durch manuelle Betätigung zu einer Stelle direkt vor dem Werkstück transportiert wird; eine Halbmutter ist dabei durch die Betätigung eines Hebels in der Nähe des Werkstückes im Gewindeeingriff mit einer Führungsstange; in diesem Zustand läßt sich die Feinverstellung durch Betätigung eines Stteuerrades ausführen. Wenn in diesem Fall der Hebel nach der Messung zurückgeführt, dann wird der Gewindeeingriff zwischen der Halbmutter und der Führungsstange aufgehoben, so daß der Vorschub wieder mit hoher Geschwindigkeit erfolgen kann.

Damit bei einem herkömmlichen System dieses Typs das bewegliche Bauteil feinverstellt werden kann, und zwar unabhängig davon, wo sich das bewegliche Bauteil gerade befindet, muß ein bestimmter Mechanismus, wie beispielsweise eine Führungsstange, über den gesamten Hub des beweglichen Bauteiles vorgesehen werden; hierdurch entstehen jedoch Probleme, und zwar einmal in bezug auf die Genauigkeit dieser Konstruktion und zun anderen in bezug auf ihre Wirtschaftlichkeit. Weiterhin sollte bei der Beendigung des Feinvorschubs das Vorschubsystem zur Feinverstellung betätigt werden, damit es wieder in seine Ausgangslage zurückgebracht wird und damit bereit für die nächste Messung des Werkstückes ist. Auch hierzu ist ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich, so daß die Bedienung umständlich und mühsam ist.

Dies gilt insbesondere dann, wenn der Abstand Mitte/Mitte zwischen mehreren Anschlußlöchern gemessen werden muß, die in einer gedruckten Schaltungsplatte oder einem ähnlichen Schaltungselement ausgebildet sind; denn wird in diesem Fall das bewegliche Bauteil nicht in die Ausgangslage zurückgebracht, so ergibt sich während des Feinvorschubs eine Hubbegrenzung, wodurch nach der zeitweiligen Beendigung des Feinvorschubs der erneute Eingriff erforderlich ist, so daß bei dieser Konstruktion die vorherige Messung praktisch nicht ausgewertet werden kann.

Ein Vorschubsystem zur Feinverstellung eines beweglichen Bauteiles relativ zu einem stationären Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist mit dem DE 19 26 045 U1 bekannt geworden. Bei diesem bekannten Vorschubsystem ist eine von Hand betätigbare Gewindespindel vorgesehen, die mit einer am beweglichen Bauteil angeordneten Mutter zusammenwirken kann, um einen Feinvorschub zu bewirken. Die schaltbare Klemmeinrichtung ist als Exzenter ausgebildet, der von Hand betätigt wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Vorschubsystem zur Feinverstellung zu schaffen, welches automatisch betätigbar ist, welches aber dennoch kompakt aufgebaut und mit geringen Kosten gefertigt werden kann, und eine betriebssichere Funktionsweise aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgenden Überlegungen: Die wesentlichen Probleme der herkömmlichen Vorschubsysteme zur Feinverstellung werden hauptsächlich durch die Tatsache verursacht, daß der Feinvorrschub-Mechanismus zusätzlich dazu dienen muß, die Verbindung bzw. den Eingriff mit einem Gegenstück herzustellen. Abweichend von diesem bisher üblichen Konzept wird nun durch die vorliegende Erfindung ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem der Feinvorschub-Mechanismus unabhängig von der eingriffeinrichtung ist; dabei ist der Feinvorschub- Mechanismus mit dem beweglichen Bauteil verbunden, während die Eingriffseinrichtung als Klemmeinrchtung ausgebildet ist, um den Feinvorschub-Mechanismus mit einem stationären Bauteil zu koppeln oder von diesem stationären Bauteil freizugeben; der Feinvorschub-Mechanismus kann bei freigegebener Klemmeinrichtung selbsttätig in seine Ausgangslage zurückgebracht werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine zur Erläuterung dienende Ansicht des allgemeinen Aufbaus einer Ausfühungsform eines Vorschubsystems zur Feinverstellung und

Fig. 2 ein Zeitdiagramm des Bewegungsablaufs dieses Vorschubsystems zur Feinverstellung.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Vorschubsystem zur Feinverstellung, die in dem für eine Richtung zuständigen Bewegungsteil eines Koordinaten-Meßgerätes eingesetzt wird, das mit einem Positionier-Mikroskop versehen ist. In diesem Bewegungsteil für die entsprechende Koordinate ist ein bewegliches Bauteil 2 mit einem Positionier-Mikroskop (nicht dargestellt) verschiebbar gegenüber einem stationären Bauteil 1 vorgesehen. Der Mechanismus, durch den das bewegliche Bauteil 2 glatt und stoßfrei in bezug auf das stationäre Bauteil 1 verschoben werden kann, wie beispielsweise eine Führungsschiene, ein Luftlager, ein Luftkissen oder ein ähnliches Bauteil, ist nicht dargestellt. die Strecke, die das bewegliche Bauteil 2 zurückgelegt hat, kann mittels eines Verschiebungsdetektors (nicht dargestellt) erfaßt werden.

Ein Feinvorschub-Mechanismus 12 ist mittels eines Lagers 11 auf einer Oberfläche des beweglichen Bauteils angebracht, und zwar gegenüber dem stationären Bauteil 1. Der Feinvorschub-Mechanismus 12 enthält eine Schraubspindel 13 als erstes Element, die parallel zur Bewegungsrichtung des beweglichen Bauteils 2 verläuft und an ihren gegenüberliegenden Enden drehbar auf dem Lager 11 gehalten ist; als zweites Element dient eine Mutter 14, die im Gewindeeingriff mit der Schraubspindel 13 ist.

Die Schraubspindel 13 ist im wesentlichen auf ihrem gesamten äußeren Umfang mit einem Außengewinde 15 versehen und an dem Ende, das von dem Lager 11 vorsteht, über eine Vorrichtung zur Drehzahländerung 16 mit einem Motor, insbesondere einem Elektromotor 17 verbunden, der als Antriebseinrichtung dient.

An ihrem oberen Ende ist die Muttter 14 einstückig mit einem einen Schalter betätigenden Vorsprung 18 und an ihrem unteren Ende mit einem Elektromagneten 19 ausgebildet, der als schaltbare Klemmeinrichtung dient und im erregten Zustand mit dem stationären Bauteil 1 gekoppelt werden kann. Der Elektromagnet 19 ist so gelagert, daß er sich im nicht-erregten Zustand in einem geringen Abstand von der Gleitoberfläche des stationären Bauteiles 1 befindet, d. h., daß ein schmaler Spalt zwischen diesen beiden Bauteilen ausgebildet ist. Zu diesem Zweck kann im nicht-erregten Zustand des Elektromagneten 19, d. h., in dem Zustand, bei dem der Elektromagnet 19 nicht mit dem stationären Bauteil 1 gekoppelt ist, das bewegliche Bauteil 2 manuell oder automatisch relativ zu dem stationären Bauteil 1 in eine gewünschte Lage verschoben werden; beim Antrieb des Motors 17 wird die Mutter 14 längs der Schraubspindle 13 verschoben, und zwar ohne eine Drehung relativ zur Schraubspindel 13. In der axialen Richtung der Schraubspindel 13, d. h., in Bewegungsrichtung der Mutter 14, sind ein Sensor 20, Schalteinrichtungen, 21A und 21B, zur Erfassung der relativen Lage von, Schraubspindel 13 und Mutter 14, sowie weitere Sensoren 22A und 22B vorgesehen, die als Positionsdetektoren dienen; alle diese Schalter werden durch den Vorsprung 18 der Mutter 14 betätigt, die in axialer Richtung der Schraubspindel 13 verschoben und in gewünschten Lagen fixiert werden kann.

Der erste Sensor 20 ist in axialer Richtung der Schraubspindel 13 in einer zentralen Lage angeordnet, um die neutrale bzw. Ruhelage der Mutter 14 festzustellen. Die Schalteinrichtungen 21A und 21B sind an den gegenüberliegenden Endbereichen der Schraubspindel 13 angebracht, um den Bewegungsbereich der Mutter 14 zu erfassen. Die weiteren Sensoren 22A und 22B befinden sich schließlich an Stellen etwas innerhalb der Schalteinrichtungen 21A und 21B, um das Vorhandensein der Mutter 14 innerhalb von deren Bewegungsbereich festzustellen. Zusätzlich sind die Abstände zwischen den Schalteinrichtungen 21A, 21B und den Sensoren 22A und 22B so eingestellt, daß sie kleiner als die Länge des den Schalter betätigenden Vorsprungs 18 sind. Mit anderen Worten gilt also folgendes: sogar, wenn die Schalteinrichtungen 21A, 21B eingeschaltet sind, werden die Sensoren 22A, 22B eingeschaltet gehalten. Außerdem werden die Fühlsignale dieser Schaltereinrichtungen 21A, 21B und Sensoren 20, 22A und 22B an eine Steuereinrichtung 31 weitergeleitet.

Die Steuereinrichtung 31 enthält eine Signalerkennungsschaltung 32, die als Eingangssignale die Fühlsignale von den Schalteinrichtungen und Sensoren 20, 22A, 22B empfängt, 32, die als Eingangssignale dieFühlsignale von den Schalteinrichtungen 21A, 21B und Sensoren 20, 22A, 22B empfängt, einen Betätigungsbeeich 33 für den Feinvorschub mit einem Betätigungsschalter 33A für den Feinvorschub in Vorwärtsrichtung und mit einem Betätigungsschalter 33B für den Feinvorschub in Rückwärtsrichtung, einen Schalter 34 für das An- und Abschalten des Elektromagneten 19, der als schaltbare Klemmeinrichtung 19 dient, eine Schaltung 35 für den Betrrieb des Elektromagneten 19 und damit der Klemmeinrichtung, eine erste Steurschaltung 36, eine zweite Steuerschaltung 37 und eine Antriebsschaltung 38 für den Motor 17. Wenn ein Fühlsignal von dem ersten Sensor 20 geliefert wird, gibt die Signalschaltung 32 ein Rückführbeendigungssignal RFS (=Restauration Completion Signal) zu der zweiten Steuerschaltung 37; werden Fühlsignale von den Schalteinrichtungen 21A und 21B eingegeben, gibt sie ein Stoppbefehlsignal SCS (=Stop Command Signal) an die erste Steuerschaltung 36; werden schließlich Fühlsignale von den Sensoren 22A und 22B eingegeben, schaltet sie in Abhängigkeit von diesem Signal, d. h., der Vorschubrichtung des beweglichen Bauteils 2, eine von zwei Warnlampen 32A oder 32B ein oder aus und gibt ein Rückführbefehlssignal RCS (=Restauration Command Signal) zu der zweiten Steuerschaltung 37. Beim Einschalten des Elektromagneten 34 erregt die Schaltung 35 für den Betrieb des Elektromagneten 19 diesen und invertiert das Zustanderkennungssignal CIS (=Condition Identification Signal) für die erste und zweite Steuerschaltung 36 und 37 von einem niedrigen Pegel L auf einen hohen Pegel H. Wenn der ersten Steuerschaltung 36 kein Stopbefehlssignal SCS von der Signalschaltung 32 zugeführt wird und sich das Zustanderkennungssignal CIS von der Schaltung 35 für den Betrieb des Elektromagneten 19 auf dem hohen Pegel H befindet, d. h., der Elektromagnet 19 ist mit dem stationären Bauteil 1 gekuppelt, wenn der Betätigungsschalter 33A für den Feinvorschub in Vorwärtsdrehrichtung eingeschaltet ist, treibt die erste Steuerschaltung 36 über die Antriebsschaltung 38 für den Motor 17 in der Vorwärtsdrehrichtung (d. h. in der Richtung, in der die Schraubspindel 13 die Mutter 14 beispielsweise gemäß der Darstellung in Fig. 1 nach rechts verschiebt); wird der Betätigungsschalter 33b für den Feinvorschub in Rückwärtsdrehrichtung betätigt, so treibt die erste Steuerschaltung 36 über die Antriebsschaltung 38 für den Motor 17 diesen in der umgekehrten Richtung an.

Wenn das Zustanderkennungssignal CIS von der Schaltung 35 für den Betrieb des Elektromagneten von dem hohen Pegel H auf den niedrigen Pegel L wechselt, ermittelt die zweite Steuerschaltung 37 das Vorhandensein oder das Fehlen des Rückführbefehlssignals RCS von der Signalerkennungsschaltung 32; ist das Rückführbefehlssignal RCS vorhanden, stellt sie die Vorrichtung zur Drehzahländerung 16 über ein Wechselgetriebe von niedrigen Drehzahlen auf hohe Drehzahlen um; anschließend treibt sie über die Antriebsschaltung 38 für den Motor diesen in der umgekehrten Richtung an, bis das Rückführbeendigungssignal RCS von der Signalerkennungsschaltung 32 zugeführt wird.

Die Funktionsweise dieser Ausführungsform soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben werden. Bei der Durchführung einer Messung wird das bewegliche Bauteil 2 manuell oder automatisch relativ zu dem stationären Bautteil 1 verschoben und in der Nähe des zu messenden Teils des Werkstückes angeordnet. Wenn mit dem Schalter 34 der Elektromagnet eingeschaltet wird, erregt die Schaltung 35 für den Betrieb des Elektromagneten 19 diesen, um die Mutter 14 an das stationäre Bauteil 1 zu kuppeln und das Zustandserkennungssignal CIS mit dem hohen Pegel H der ersten und zwiten Steuerschaltung 36 und 37 zuzuführen.

Es soll zunächst von dem Zustand ausgegangen werden, bei dem sich die Mutter 14 im wesentlichen an einer zentralen Stelle der Schraubspindel 13 befindet, d. h., der den Schalter betätigende Vorsprung 18 der Mutter 14 befindet sich in seiner neutralen bzw. Ruhelage, um den ersten Sensor 20 zu beeinflussen; wenn nun einer der Betätigungsschalter 33A und 33B, beispielsweise der Betätigungsschalter 33A für den Feinvorschub in Vorwärtsrichtung, gedrückt wird, dann beurteilt die erste Steuerschaltung 36 das Vorhandensein oder das Fehlen des Stopbefehlsignals SCS von der Signalerkennungsschaltung 32 bzw. überprüft, ob sich das Zustandserkennungssignal CIS auf dem hohen Pegel H befindet oder nicht. In diesem Fall ist kein Stopbefehlssignal SCS vorhanden und das Zustandserkennungssignal CIS befindet sich auf dem hohen Pegel H, wodurch die erste Steuerschaltung 36 den Motor 17 über die zugehörige Antriebsschaltung 38 in der Vorwärtsdrehrichtung antreibt. Wenn dann die Drehung des Motors 17 über die Vorrichtung zur Drehzahländerung 16 auf die Schraubspindel 13 übertragen wird, wird die Schraubspindel 13 gemäß der Darstellung in Fig. 1 nach rechts relativ zu der Mutter 14 fein verstellt, weil die Mutter 14, die mit der Schraubspindel 13 im Gewindeeingriff ist, an das stationäre Bauteil 1 gekuppelt ist. Mit anderen Worten wird das bewegliche Bauteil 2 relativ zu dem stationären Bauteil 1 fein verstellt.

Auf diese Weise wird also das bewegliche Bauteil 2 durch dieses Vorschubsystem zur Feinverstellung verstellt; wenn der zu messende Punkt des Werkstücks, beispielsweise die Mitte eines Anschlußloches einer gedruckten Schaltungsplatte oder eine ähnliche Stelle, durch das Positioniermikroskop bestätigt wird, das sich an dem beweglichen Bauteil 2 befindet, wird der Betätigungsschalter 33A für den Feinvorschub in Vorwärtsdrehrichtung abgeschaltet. Dann wird der Betrieb des Motors 17 beendet, wodurch das bewegliche Bauteil 2 in dieser Lage angehalten wird. Wie bereits oben angedeutet wude, erfaßt der Sensor 20 den Bewegungswert bzw. die Bewegungsstrecke des beweglichen Bauteils 2, wenn nun ein von dem Sensor 20 erfaßter Wert durch die Betätigung eines Fußschalters oder eines ähnlichen Elements ausgelesen wird, dann läßt sich auf diese Weise die Lage des beweglichen Bauteils 2 ermitteln.

Die Messungen an den anschließenden, zu messenden Punkten werden nacheinander durchgeführt, indem das bewegliche Bauteil 2, wie oben beschrieben, fein verstellt wird.

Wenn der Abstand zum nächsten, zu messenden Punkten werden nacheinander durchgeführt, indem das bewegliche Bauteil 2, wie oben beschrieben, wird.

Wenn der Abstand zum nächsten, zu messenden Punkt größer als der Hub des Vorschubsystems zur Feinverstellung des beweglichen Bauteiles ist, dann wird der Elektromagnet 19 durch Ausschalten des Schaslters 34 für dessen Betrieb entregt, wodurch die Kupplung zwischen der Mutter 14 und dem stationären Bauteil 1 zeitweilig aufgehoben wird; anschließend wird das bewegliche Bauteil 2 manuell oder automatisch in eine Lage in der Nähe des nächsten zu messenden Punktes bewegt, und zwar auf die gleiche Weise, wie zuvor beschrieben. Anschließend wird die Messung ausgeführt.

Während dieser Zeitspanne, d. h., bei ausgeschaltetem Elektromagneten 19, ist das bewegliche Bauteil 2 relativ zu dem stationären Bauteil 1 fei verschiebbar, und zwar sogar dann, wenn die Betätigungsschalter 33A und 33B eingeschaltet werden; der Motor 17 wird nicht angetrieben, weil das Zustandserkennungssignal CIS mit niedrigem Pegel L von der Schaltung 35 für den Betrieb des Elektromagneten 19 der ersten Steuerschaltung 36 zugeführt wird.

Wenn anderersetis einer der beiden Sensoren 22A oder 22B, beispielsweise der Sensor 22A, durch den Vorsprung 18 der Mutter 14 beim Feinvorschub des beweglichen Bauteiles 2 eingeschaltet wird, wird ein Fühlsignal von dem Sensor 22A an die Signalerkennungsschaltung 32 der Steuereinrichtung 31 angelegt. Dann schaltet die Signalerkennungsschaltung 32 die Warnlampe 32A ein/aus, um eine Information darüber zu geben, daß nur wenig Spiel im Hub des beweglichen Bauteils 2 bei seiner Bewegung gemäß der Darstellung in Fig. 1 nach rechts bleibt; außerdem wird das Rückführbefehlssignal RCS an die zweite Steuerschaltung 37 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt kann der Feinvorschub des beweglichen Bauteils 2 nach rechts solange durchgeführt werden, bis die Schalteinrichtung 21A eingeschaltet wird.

Wenn nun das bewegliche Bauteil 2 weiter in der gleichen Richtung aus der Lage feinverstellt wird, in der der Sensor 22A anspricht, dann wird die Schalteinrichtung 21A durch den Vorsprung 18 der Mutter 14 eingeschaltet, so daß ein Fühlsignal von der Schalteinrichtung 21A an die Signalerkennungsschaltung 32 angelegt wird. Dann führt die Signalerkennungsschaltung 32 das Stopbefehlsignal SCS der ersten Steuerschaltung 36 zu, wodurch die erste Steuerschaltung 36 den Betrieb des Motors 17 über die zugehörige Antriebsschaltung 38 unterbricht, so daß eine Beschädigung des Feinvorschub- Mechanismus 12 vermieden werden kann.

Wenn nun das bewegliche Bauteil 2 zu einer Lage, in der der Sensor 22A aktiviert wird, oder zu einer Lage verschoben wird, in der sowohl die Schalteinrichtung 21A als auch der Sensor 22A eingeschaltet werden, und wenn mit dem Schalter 34 der Elektromagnet 19 in dieser Stoplage ausgeschaltet wird, dann entregt die für den Betrieb des Elektromagneten 19 vorgesehene Schaltung 35 diesen, um die Kupplung zwischen der Mutter 14 und dem stationären Bauteil 1 aufzuheben und das Zustandserkennungssignal CIS mit dem niedrigen Pegel L an die erste und zweite Steuerschaltung 36 und 37 anzulegen. Wenn das Zustandserkennungssignal CIS mit dem niedrigen Pegel L von der Schaltung 35 für den Betrieb des Elektromagneten 19 eintrifft, stellt die zweite Steuerschaltung 37 das Vorhandensein oder das Fehlen des Rückführbefehlssignals RCS von der Signalerkennungsschaltung 32 fest.

In diesem Fall spricht der Sensor 22A auf den Vorsprung 18 der Mutter 14 an; die zweite Steuerschaltung 37, die von der Signalerkennungsschaltung 32 das Rückführbefelssignal RCS empfangen hat, ändert mittels der Vorrichtung zur Drehzahländerung 16 die Drehzahl von niedrigen Werten zu hohen Werten; anschließend treibt der Motor 17 die Schraubspindel 13 über die Antriebsschaltung 38 in der umgekehrten Richtung an.

Da zu diesem Zeitpunkt die Kupplung zwischen der Mutter 14 und dem stationären Bauteil 1 aufgehoben ist, wird die Mutter 14 mit hoher Geschwindigkeit gemäß der Darstellung in Fig. 1 nach rechts verstellt. Wenn die Mutter 14 die zentrale Lage der Schraubspindel 13 erreicht, wid der Sensor 20 durch den Vorsprung 18 der Mutter 14 aktiviert, wodurch ein Fühlsignal von dem Sensor 20 an die Signalerkennungsschaltung 32 angelegt wird. Dann hält die Signalidentifikationsschaltung 32 den Ein/Aus-Betrieb der beiden Warnlampen 32A oder 32B an und führt der zweiten Steuerschaltung 37 das Rückführbeendigungssignal RFS zu. Die zweite Steuerschaltung 37 unterbricht den Betrieb des Motors 17 über die zugehörige Antriebsschaltung 38; außerdem wird die Drehzahl mittels der Vorrichtung zur Drehzahländerung 16 von hohen Werten auf niedrige Werte verändert, wodurch die Mutter 14 automatisch zur zentralen Stelle der Schraubspindel 13 zurückgebracht wird; wenn das bewegliche Bauteil 2 über die gewünschte Strecke in die nächste, zu messende Lage gebracht worden ist, kann die sofortige Feinverstellung des beweglichen Bauteiles 2 beginnen.

Bei dieser Ausführungsform enthält also der Feinvorschub- Mechanismus 12 die Schraubspindel 13 und die Mutter 14, die miteinander im Gewindeingriff sind; dieser Feinvorschub-Mechanismus 12 ist an dem beweglichen Bauteil 2 befestigt, während der Motor 17 mit der Schraubspindel 13 gekuppelt und der mit dem stationären Bauteil 1 verbundene Elektromagnet 19 an der Mutter 14 angebracht ist; der Motor 17 wird unter der Bedingung angetrieben, daß sich die Schraubspindel 13 und die Mutter 14 innerhalb ihres Bewegungsbereiches befinden, während bei entregtem Elektromagneten 19 der Motor 17 in der Richtung angetrieben wird, in der die Schraubspindel 13 und die Mutter 14 in ihre neutralen bzw. Ruhelagen zurückgebracht werden; dadurch kann bei entrregtem Elektromagneten 19 das bewegliche Bauteil 2 in gewünschtem Maße relativ zu dem stationären Bauteil 1 verschoben werden; wenn der elektromagnet 19 auf dem gesamten Hub des beweglichen Bauteils 2 an der gewünschten Stelle erregt bzw. betätigt wird, dann kann das bewegliche Bauteil 2 von dieser Stelle aus feinverstellt werden, so daß sich ein verbesserter Meßwirkungsgrad ergibt.

Zusätzlich wird bei dieser Ausführungsform des Feinvorschub-Mechanismus 12 bestehend aus der Schraubspindel 13 und der Mutter 14 die Kupplung zwischen der Mutter 14 und dem stationären Element 1 durch den an der Mutter 14 vorgesehenen Elektromagneten 19 durchgeführt, wodurch die Schraubspindel 13 und die Mutter 14 ständig im Gewindeeingriff miteinander sind, und zwar unabhängig von der Umschaltung zwischen Grobvorschub und Feinvorschub, so daß Totgang vermieden werden kann; der Vorschub des beweglichen Bauteiles 2 erfolgt also mit extrem hoher Genauigkeit.

Die Schalteinrichtungen 21A und 21B sind an den gegenüberliegenden Endbereichen der Schraubspindel 13 vorgesehen; wenn diese Schalteinrichtungen 21A und 21B eingeschaltet werden, wird der Betrieb des Motors 17 unterbrochen, um die Relativbewegung zwischen der Schraubspindel 13 und der Mutter 14 zu beenden, so daß eine Beschädigung des empfindlichen Feinvorschub-Mechanismus 12 verhindert wird. Die Sensoren 22A und 22B befinden sich vor den Schalteinrichtungen 21A und 21B; wenn diese Sensoren 22A und 22B aktiviert werden, wird eine der beiden Warnlampen 32A oder 32B ein/ausgeschaltet, wodurch die verbleibende, geringe Hubstrecke bei der Feinverstellung durch die Warnlampoe 32A oder 32B angezeigt wird. Außerdem macht es der Ein/Aus-betrieb der Warnlampen 32A oder 32B möglich, zu unterscheiden, in welcher Richtung die verbleibende, geringe Vorschubstrecke noch zur Verfügung steht.

Wenn die Schalteinrichtungen 22A und 22B eingeschaltet und der Elektromagnet 19 entregt werden, wird die Mutter 14 automatisch zu der zentralen Stelle der Schraubspindel 13 zurückgebracht, d. h., zu der Ruhelage, in der der erste Sensor 20 aktiviert wird, wodurch der Elektromagnet 19 entregt und der Feinvorschub-Mechanismus 12 automatisch in die neutrale Ruhelage zurückgebracht werden, während das bewegliche Bauteil 2 mit Grobvorschub zu dem nächsten, zu messenden Punkt gebracht wird; die Bearbeitung muß also nicht unterbrochen werden, um eine manuelle Rückführung vorzunehmen. Dies bedeutet, daß unabhängig von der Lage des beweglichen Elementes 2 über den gesamten Hub die Feinverstellung sofort von dieser Lage aus gestartet werden kann, so daß sich eine relevante Verringerung des Feinvorschub-Hubes ergibt, da das System, wie erwähnt, eine extrem kompakte Größe hat. Weiterhin wird zum Zeitpunkt der Rückführung in die neutrale Ruhelage die Vorrichtung zur Drehzahländerung 16, die den Motor 17 mit der Schraubspindel 13 verbindet, von niedrigen Drehzahlen auf hohe Drehzahlen umgestellt, so daß die Rückführung sehr rasch ausgeführt werden kann.

Die Sensoren 20, 22A und 22B sowie die Schalteinrichtungen 21A, 21B können in axialer Richtung der Schraubspindel 13 verschoben werden, so daß die neutrale Ruhelage, der Bereich des Hubes für den Feinvorschub und die Lage für die Anzeige des verbleibenden, noch zur Verfügung stehendes Hubes je nach Wunsch eingestellt werden können.

Von den bei der beschriebenen Ausführungsform vorgesehenen Sensoren 20, 22A, 22B und Schalteinrichtungen 21A, 21B kann beispielsweise jedoch auf die Sensoren 22A und 22B verzichtet werden; der Ausbau kann dann so ausgelegt werden, daß beim Einschalten der Schalteinrichtungen 21A und 21B die Antriebsdrehung des Motors 17 umgekehrt wird, um die Mutter 14 automatisch in die neutrrale Ruehlage zurückzuführen. Außerdem kann die Mutter 14 automatisch jedes Mal dann in die neutrale Ruhelage zurückgebracht werden, wenn der Elektromagnet 19 entregt wird, und zwar unabhängig von dem Ein/Aus-Betrieb der Schalteinrichtungen 21A, 21B und der Sensoren 22A, 22B. Für die Schalteinrichtungen 21A, 21B können Grenzschalter und für die Sensoren 22A, 22B photoelektrische Elemente verwendet werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind nur die Warnlampen 32A und 32B vorgesehen, die ein/aus-geschaltet werden, wenn die Sensoren 22A und 22B aktiviert werden; wird jedoch, über diese Sensoren hinaus, eine Lichtquelle vorgesehen, die ein/aus-geschaltet oder insbesondere eingeschaltet wird, wenn der erste Sensor 20 aktiviert wird, sowie eine Lichtquelle, die ein- ausgeschaltet oder insbesondere eingeschaltet wird, wenn die Schalteinrichtungen 21A und 21B eingeschaltet werden, dann wird es möglich, eine Anzeige dafür zu liefern, ob sich die Mutter 14 in der zentralen Lage der Schraubspindel 13 befindet oder nicht oder ob sie die einstellbare Grenzlage erreicht hat oder nicht.

Die Steuereinrichtung 31 kann direkt auf dem beweglichen Bauteil 2 ausgebildet oder an einer von dem beweglichen Bauteil 2 getrennten Stelle über ein Kabel oder ein ähnliches Verbindungselement mit diesem verbunden sein.

Claims (4)

1. Vorschubsystem zur Feinverstellung eines beweglichen Bauteils (2) relativ zu einem stationären Bauteil (1),
mit einem Feinvorschub-Mechanismus (12), der ein erstes Element (13) und ein relativ zu diesem bewegliches zweites Element (14) aufweist,
wobei das erste Element (13), insbesondere eine Schraubspindel, des Feinvorschub-Mechanismus (12) auf einer Oberfläche des beweglichen Bauteils (2) befestigt ist und das zweite Element (14), insbesondere eine Mutter, des Feinvorschub-Mechanismus (12) am ersten Element (13) beweglich angeordnet ist,
mit einer Antriebseinrichtung (17), die mit dem ersten Element (13) verbunden ist,
mit einer schaltbaren Klemmeinrichtung (19), die an dem zweiten Element (14) zur zeitweisen Kupplung des zweiten Elements (14) an das stationäre Bauteil (1) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (17) ein Motor ist,
daß mindestens zwei Schalteinrichtungen (21A, 21B) zur Festlegung eines relativen Bewegungsbereiches zwischen dem ersten und dem zweiten Element (13, 14) vorgesehen sind, wobei die Schalteinrichtungen (21A, 21B) nicht betätigbar sind, wenn der Motor (17) bei freigegebener Klemmeinrichtung (19) das erste und zweite Element (13, 14) in ihre relativen Ausgangslagen zurückstellt,
daß eine Steuereinrichtung (31) sowohl zur Betätigung des Motors (17) als auch zur Betätigung der schaltbaren Klemmeinrichtung (19) vorgesehen ist,
und die Steuereinrichtung (31) außerdem eine Signalerkennungsschaltung (32) für die Signale der Schalteinrichtungen (21A, 21B) aufweist.

2. Vorschubsystem zur Feinverstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (17) über eine von der Steuereinrichtung (31) umschaltbare Vorrichtung (16) zur Veränderung der Drehzahl der Schraubspindel (13) mit dieser Verbunden ist, und während der Zurückstellung der Schraubspindel (13) und der Mutter (14) in ihre relativen Ausgangslagen die Vorrichtung (16) zur Veränderung der Drehzahl auf eine hohe Drehzahl geschaltet ist.

3. Vorschubsystem zur Feinverstellung nach Anspruch 1 oder 2, dadurrch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den mindestens zwei Schalteinrichtungen (21A, 21B) zur Festlegung des rrelativen Bewegungsbereiches zwischen der Schraubspindel (13) und der Mutter (14) mindestens zwei Sensoren (20, 22A, 22B) zur Erfassung der relativen Lage von Schraubspindel (13) und Mutter (14) vorgesehen sind und sowohl die mindestens zwei Schalteinrichtungen (21A, 21B) als auch die mindestens zwei Sensoren (20, 22A, 22B) längs einer Parallelen zur Achse, der Schraubspindel (13) hintereinander angeordnet sind, wobei die Mutter (14) die Abgabe von Signalen der Schalteinrichtungen (21A, 21B) und der Sensoren (20, 22A, 22B) an die Signalerkennungsschaltung (32) auslöst.

4. Vorschubsystem zur Feinverstellung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerkennungsschaltung (32) die von den Schalteinrichtungen (21A, 21B) und Sensoren (20, 22A, 22B) abgegebene Signale so weiterverarbeitet, daß im Gefahrfall zur Vermeidung einer Beschädigung des Vorschubsystems die Abschaltung des Motors (17) und gleichzeitig die Betätigung einer Warneinrichtung (32A, 32B) erfolgt.