DE3444364C2 - - Google Patents
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Description
In automatischen Bearbeitungszentren und Koordinaten
meßsystemen benötigt man genau arbeitende Vorrichtungen
zur Lokalisierung der Flächen von Werkstücken. Eine Mög
lichkeit entsprechender Messungen besteht darin, eine
sogenannte Berührungssonde zu verwenden, in der eine
Tastspitze in eine Position gebracht wird, wo sie die
festzustellende Fläche berührt, so daß dadurch eine Be
wegung aus ihrer Ruhelage heraus hervorgerufen wird. Die
Tastsonde enthält zwei Träger, von denen einer fest und
der andere beweglich angeordnet und mit der Tastspitze
verbunden ist. Jeder Träger ist mit einem oder mehreren
elektrisch leitfähigen Kontaktelementen versehen, die
auf ihm befestigt sind und entsprechenden Kontaktelemen
ten an dem anderen Träger gegenüberstehen. Wenn die Tast
spitze aus ihrer Ruhelage herausbewegt wird, so ändern
sich die elektrischen Eigenschaften zwischen einander
gegenüberstehenden Kontaktelementen. Diese Änderung der
elektrischen Eigenschaften wird typisch durch das Öffnen
der Kontakte bewirkt, und die damit verbundene Änderung
des elektrischen Widerstandes wird in einer elektrischen
Schaltung ausgewertet, die ein Signal an die Maschinen
steuerung übermittelt. Das Signal der Tastsonde wird bei
der Bestimmung der Lage der X-, Y- und Z-Achse des Ti
sches oder der Maschinenspindel genutzt, um die Position
der überprüften Werkstückfläche zu berechnen.
In bisherigen Tastsonden werden Kugelkontakte verwendet,
die auf einem beweglichen Träger in Form einer mit der
Tastspitze verbundenen schwenkbaren Platte befestigt sind.
Diese Kugelkontakte stehen einem zweiten Kontaktsatz ge
genüber, der flache Kontaktflächen hat. Diese Kontakte
sind an einem festen Träger befestigt. Andere Tastsonden
verwenden erste Kontakte in Form radial stehender Stifte,
die durch zwei konvergierende kugelige Flächen einge
schlossen werden, welche durch feststehende Kugellager
gebildet sind. In diesem Zusammenhang wird auf die US-
Patente 41 53 998, 42 88 925, 41 38 823 und 43 97 093
hingewiesen.
Der Nutzen von Tastsonden der beschriebenen Art hängt
von ihrem Vermögen ab, genaue und wiederholbare Messun
gen durchzuführen. Oft ist eine Sonde erwünscht, die
wiederholbare Messungen innerhalb eines Bereichs von
1 Mikron oder weniger durchführt. Wenn die Sonde mehrere
Messungen auf ein und derselben Werkstückfläche durch
führt, soll also die berechnete Werkstückposition nicht
mehr als ca. 1 Mikron Abweichung zwischen den Messungen
aufweisen.
Bei Sonden dieser Art ist es erforderlich, die Kontakte
gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Elementen zu
isolieren. Es wurden unterschiedliche Isolationsverfahren
angewendet, von denen einige auch in den vorstehend ge
nannten Druckschriften erläutert sind. Beispielsweise
verwendet das US-Patent 41 38 823 Komponenten aus einem
synthetischen Harz, an denen die Kontakte befestigt sind.
Um jedoch die Anforderungen an die Wiederholgenauigkeit
zu erfüllen, die an eine kommerziell einsatzfähige Sonde
zu stellen sind, werden bei den meisten handelsüblichen
Sonden Metallkörper als Träger für die Kontaktelemente
verwendet. Diese Metallkörper haben zwar eine gute Biege
festigkeit, sie verursachen jedoch Probleme der elek
trischen Isolierung der Kontaktelemente infolge ihrer
eigenen elektrischen Leitfähigkeit. Allgemein wird elo
xiertes Aluminium für die Träger verwendet (die eloxier
te Schicht ist nichtleitend), und die Kontakte werden
mit einem Epoxyharz an der eloxierten Fläche befestigt.
Nachteiligerweise ist aber diese Fläche empfindlich gegen
Kratzer oder Eindringen des Epoxymaterials, wodurch sich
ihre Isolationseigenschaften verschlechtern und eine
ungenaue Sondenfunktion die Folge ist.
Dem Fachmann ist geläufig, daß die Herstellung und die
Montage von Tastsonden dieser Art mit Schwierigkeiten
verbunden sein kann. Die Kontaktelemente müssen elek
trisch beschaltet werden, und bei relativ kleinen kon
struktiven Ausführungen der Tastsonde kann dies zu Proble
men führen, die nicht leicht vermeidbar sind. Die gesamte
Tastsonde muß so konstruiert sein, daß sie stabil ist
und auch über längere Zeiträume betrieben werden kann,
wobei gleichzeitig die Genauigkeit der durchgeführten
Messungen nicht beeinträchtigt werden darf. Somit besteht
ein Bedürfnis für eine Sondenkonstruktion, die leichter
hergestellt werden kann und dabei doch die hohen Funktions
und Genauigkeitsanforderungen erfüllt.
Eine Tastsonde gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1 ist aus der DE-OS 27 43 665 bekannt. Bei die
ser sind an einer Schwenkplatte kugelförmige Kontakt
elemente angeordnet, die dazu dienen, einen auf einem
mit Leiterbahnen versehenen Träger ausgebildeten Strom
kreis zu schließen oder zu öffnen. Beim Schließen des
Stromkreises überbrückt das kugelförmige Kontaktelement
zwei in Reihe geschaltete Leiterbahnabschnitte. Nach
teilig ist hierbei, daß zur Herstellung der leitenden
Verbindung zwischen den beiden Leiterbahnabschnitten
der Strom über zwei Kontaktstellen fließen muß, wodurch
infolge des an den Kontaktstellen jeweils wirkenden
Übergangswiderstandes der Gesamtwiderstand im Strom
kreis groß wird. Ferner ist die Schaltgenauigkeit der
Tastsonde verringert, da sich der durch zwei Kontakt
stellen definierte Schaltpunkt bereits bei kleinen Ab
weichungen von der richtigen Lage der Schwenkplatte zum
Träger verändert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Tastsonde anzugeben,
die unter Beibehaltung vorgegebener Schalteigenschaften
mit einer verringerten Zahl von Kontaktstellen auskommt
und zusätzlich eine hohe Wiederholungsgenauigkeit hat.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan
spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß zum Schließen
des Stromkreises, wodurch ein Schaltsignal erzeugt
wird, die Kontaktgabe über eine geringere Zahl von Kon
taktstellen erfolgt als beim Stand der Technik, ohne
daß sich die Schalteigenschaften der Tastsonde ver
schlechtern. Durch die verrringerte Zahl der Kontakt
stellen ist auch die Summe der Übergangswiderstände,
die bei der Kontaktgabe an den Kontaktstellen zwangs
läufig entstehen, im geschlossenen Stromkreis kleiner
als beim Stand der Technik. Das bedeutet auch, daß die
neue Tastsonde unempfindlich auf eine Oxidation oder
Verschmutzung der Kontaktelemente reagiert. Die Redu
zierung der Kontaktstellen bei der Kontaktgabe zwischen
den Kontaktelementen der Schwenkplatte und dem Träger
auf nur eine Kontaktstelle bewirkt zusätzlich, daß La
geverschiebungen zwischen den Kontaktelementen keinen
Einfluß auf den Schaltpunkt haben. Dadurch wird eine
hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Schalt
verhaltens der Tastsonde erreicht.
Bei einem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel der Erfin
dung sind die Träger für die Kontaktelemente aus einem
elektrisch nichtleitenden Material mit hoher Biegefe
stigkeit hergestellt. Vorzugsweise bestehen sie aus
einem solchen faserverstärkten Kunststoff, bei dem der
Faseranteil im Bereich von 7,5 bis 40 Volumenprozent
liegt. Die hohe Biegefestigkeit solcher Kunststoff
träger verleiht der Tastsonde eine ausgezeichnete
Leistung, wobei gleichzeitig die Konstruktion ins
besondere hinsichtlich der Isolation der Kontakt
telemente wesentlich vereinfacht wird.
Die Erfindung wirkt sich auf die gesamte Konstruktion
der Tastsonde vorteilhaft aus. Einer der Träger für die
Kontaktsätze hat die Form einer Schwenkplatte, in die
die Kontaktelemente des ersten Kontaktsatzes eingesetzt
sind. Der zweite Träger hat die Form eines Einsatzes,
der an einer starren Metallplatte der Tastsonde gehal
ten ist. Ein zweiter Satz von Kontaktelementen ist auf
dem zweiten Träger angeordnet und steht dem ersten Kon
taktsatz gegenüber, wenn sich die Tastspitze in ihrer
Ruhelage befindet, und die Öffnung eines Kontakts kann
durch eine geeignete Schaltung ausgewertet werden. Die
elek
trische Beschaltung der Schaltervorrichtung erfolgt ein
fach, jedoch zuverlässig. Eine erste elektrische Verbin
dung erfolgt zwischen der Auswerteschaltung und einem
der Kontaktelemente auf der schwenkbaren Platte. Eines
der Kontaktelemente des zweiten Kontaktsatzes ist elek
trisch mit der metallischen Platte verbunden, die über
das Sondengehäuse auf Massepotential liegt, wodurch die
elektrische Verbindung mit der Auswerteschaltung herge
stellt wird, welche gleichfalls über das Sondengehäuse
mit Masse verbunden ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise Draufsicht auf eine Tastsonde,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung
der Schaltervorrichtung der Tastsonde,
Fig. 3 eine vereinfachte Seitenansicht der zusammen
gebauten Schaltervorrichtung in Blickrichtung
bezüglich Fig. 2 von links nach rechts,
Fig. 4 den Schnitt 4-4 nach Fig. 3 und
Fig. 5 einen vereinfachten Querschnitt einer anderen
möglichen Konstruktion zur Verbindung der
Schaltervorrichtung mit einem Sondengehäuse.
In Fig. 1 ist eine Tastsonde 10 dargestellt, deren Gehäu
se 12 in Schlitze eines Drehzentrums, beispielsweise
einer Drehbank, eingesetzt werden kann. Die Erfindung
ist auf ein solches Sondengehäuse jedoch nicht beschränkt
und kann beispielsweise auch dann angewendet werden, wenn
die Tastsonde in die Spindel eines Bearbeitungszentrums
einzusetzen ist. In einem solchen Fall kann das Sonden
gehäuse eine andere Form haben und ist dann mit einem
Adapter zum Einsatz in die Spindel versehen. Die Erfin
dung bezieht sich insbesondere auf die Schaltervorrich
tung 14 der Tastsonde 10. Diese wird manchmal auch als
Sondenkopf bezeichnet und kann in einigen Fällen auch
als separate Einheit aufgebaut sein, die an verschiedenen
Sondengehäusen befestigt werden kann, wie es noch im Zu
sammenhang mit Fig. 5 erläutert wird.
Die Tastsonde 10 hat eine Tastspitze 16, die mit einem
Objekt in Berührung zu bringen ist, beispielsweise mit
einer Werkstückfläche. Wenn die Tastspitze 16 berührt
wird, so wird sie aus ihrer Ruhelage bewegt, wodurch sich
eine Änderung der elektrischen Eigenschaften der Schal
tervorrichtung 14 ergibt. Dies wird im folgenden noch
eingehender beschrieben. Diese Änderung der elektrischen
Eigenschaften wird in einer geeigneten elektronischen
Schaltung 18 ausgewertet, die in dem Sondengehäuse ange
ordnet ist. Die Schaltung 18 ist mit einer Stromquelle
verbunden, die durch eine Batterie 20 gebildet ist. Bei
Feststellung eines Tastspitzenkontaktes gibt die Schal
tung 18 ein Signal an die Maschinensteuerung (nicht dar
gestellt) ab, wodurch angezeigt wird, daß die Tastspitze
16 die zu prüfende Werkstückfläche berührt hat. Das
Signal kann in verschiedenster Weise übertragen werden.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren besteht darin, mit
tels einer Leuchtdiode 22 ein Infrarotsignal zu erzeugen
und es an einen fernen Empfänger zu übertragen. Geeignete
Übertragungsmöglichkeiten sind in den US-Patenten
43 28 623 und 44 01 945 sowie in den DE-Patentanmeldungen
P 34 22 102.6 und P 32 13 313.8 erläutert. Andere Über
tragungsprinzipien können jedoch gleichfalls eingesetzt
werden.
Im folgenden wird die Konstruktion der Schaltervorrich
tung 14 erläutert. Sie enthält Kontaktträger 24 und 26
aus einem elektrisch nichtleitenden Material hoher Bie
gefestigkeit. Der Kontaktträger 24 ist mit der Tastspit
ze 16 verbunden und gemeinsam mit ihr bewegbar. Der Kon
taktträger 26 ist fest angeordnet. Im dargestellten Aus
führungsbeispiel hat der Kontaktträger 24 die Form einer
dreieckigen Schwenkplatte mit drei gleichmäßig zueinan
der beabstandeten Kontakten in Form von Kugelstiften 28,
30 und 32, die an dem Kontaktträger 24 in noch zu beschrei
bender Weise befestigt sind. Diesem ersten Kontaktsatz
steht ein zweiter Kontaktsatz gegenüber, dessen Kontakte
die Form von Scheiben 34, 36, 38 haben, welche am Kon
taktträger 26 befestigt sind.
Befindet sich die Tastspitze 16 in ihrer Ruhelage, so
werden die Kugelkontakte 28 bis 30 gegen die jeweilige
Scheibe 34 bis 38 gedrückt. Jedes dieser drei Kugel-
Scheiben-Paare bildet einen elektrischen Schalter, und
diese drei Schalter sind in noch zu beschreibender Weise
elektrisch miteinander in Reihe geschaltet. Die Kontakte
werden mit einer Blattfeder 40 aufeinander ausgerichtet
gehalten. Diese Blattfeder 40 hat eine Lasche 42, die
mit dem beweglichen Kontaktträger 24 über einen Halte
block 44 und Schrauben 46 und 48 verbunden ist. Der Um
fang der Blattfeder 40 ist zwischen dem Gehäuse 12 und
einer metallenen Trägerplatte 50 gehalten. Die Schalter
vorrichtung 14 wird gegen schädliche Umwelteinflüsse
durch eine Membran 52 und einen O-Ring 54 geschützt, wel
che durch eine Außenplatte 56 festgehalten sind. Die
Außenplatte 56 ist an der Trägerplatte 50 mit Schrauben
58 befestigt. Die Trägerplatte 50 ist in ähnlicher Weise
mit dem Sondengehäuse 12 durch Schrauben 60 verbunden.
Wenn die Tastspitze 16 ein Objekt berührt, so wird sie
aus ihrer Ruhelage herausbewegt, wodurch der schwenkbare
Kontaktträger 24 gekippt wird und mindestens einer der
Kugelkontakte 28 bis 32 von seinem Scheibenkontakt 34
bis 38 abgehoben wird. Dadurch wird einer der Kugel-
Scheiben-Schalter geöffnet, und dies wird durch die
Schaltung 18 ausgewertet, welche ein entsprechendes Signal
über die Leuchtdiode 22 abgibt.
Sondenkonstruktionen dieser allgemeinen Art müssen eine
elektrische Isolation der Kontaktelemente gegenüber an
deren elektrisch leitfähigen Sondenbestandteilen ent
halten. Außerdem müssen die Kontaktträger eine sehr hohe
Biegefestigkeit bei minimaler Nachgiebigkeit aufweisen,
um den vorgegebenen Sondenfunktionen gerecht zu werden.
Die Kontaktträger sollen eine Biegefestigkeit aufweisen,
die vorzugsweise über 120 Newton/mm2 liegt. Es wurde
festgestellt, daß durch Verwendung eines faserverstärk
ten Kunststoffs für die Kontaktträger 24 und 26 diese
beiden Anforderungen erfüllt werden können.
Die Kontaktträger 24 und 26 sind im dargestellten Aus
führungsbeispiel Spritzgußteile aus glasfaserverstärk
tem Kunstharz. Das Verhältnis von Fasermaterial zu Kunst
harz sollte so hoch sein, daß die geforderte Biegefestig
keit erreicht wird, jedoch nicht so hoch, daß die Kon
taktträger brüchig werden oder Probleme beim Spritzen
entstehen. Der Glasfaseranteil sollte 7,5 bis 40 Volumen
prozent betragen, wobei vorzugsweise ein Glasfaseranteil
von ca. 30 Volumenprozent anzustreben ist.
Verschiedene Kunstharze können für die Kontaktträger ver
wendet werden, jedoch hat sich Polybutylenterephthalat
(PBT) als ausgezeichnetes Material erwiesen.
Besondere Beachtung muß der Befestigungsweise der Kon
taktelemente sowie deren Beschaltung gegeben werden. Die
Kontakte 28 bis 32 bestehen aus Wolframkarbidkugeln, die
mit Beryllium-Kupferschäften 64 verlötet oder verschweißt
sind. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind die Schäfte in Boh
rungen eingesetzt, die sich in dem Kontaktträger 24 be
finden. Das Ende des Schaftes 64 ist mit einer Umfangs
nut 66 versehen. Eine gebogene, elektrisch leitfähige
Folie 68 hat an jedem Ende Öffnungen, die in die Nuten 66
der Schäfte der Kontaktelemente 28 bis 30 einrasten und
die elektrische Verbindung herstellen. Eine zweite Folie
70 umgibt einen Ansatz 73 auf dem Kontaktträger 24 und
ist ähnlich auf das Ende des Schaftes des Kontaktelemen
tes 32 gedrückt. Die Kontaktelemente werden auf beiden
Seiten des Kontaktträgers 24, wie Fig. 4 zeigt, durch
elektrisch leitfähiges Epoxymaterial 72 und 74 festge
halten. Eine Schraubenfeder 67 drückt auf die Folie 70
und erfüllt den doppelten Zweck des Andrucks des Kontakt
trägers 24 an den festen Kontaktträger 26 und der elek
trischen Verbindung zwischen der Schaltung 18 im Sonden
gehäuse 12 und der Schaltervorrichtung 14.
Der feste Kontaktträger 26 hat die Form eines C-Ringes,
der in eine Vertiefung 80 eingepaßt ist, welche in der
Trägerplatte 50 ausgebildet ist. Die Außenfläche des Kon
taktträgers 26 ist mit zwei gebogenen Schlitzen 82 und 84
versehen. Der Schlitz 82 ist größer und so ausgebildet,
daß er an seinen Enden die beiden Scheibenkontakte 34 und
36 aufnimmt. Eine elektrisch leitfähige Folie 86 liegt
im Schlitz 82, und auf ihr sitzen die Scheibenkontakte 34
und 36. Der vertiefte Bereich zwischen den Scheibenkon
takten 34 und 36 ist mit elektrisch leitfähigem Epoxy
material ausgefüllt, durch das die Scheibenkontakte an
ihrer Stelle gehalten werden.
Eine Folie 88 liegt in dem kleineren Schlitz 84. Ein Ende
der Folie 88 hat eine Öffnung 90, die auf Öffnungen 92
und 94 des Kontaktträgers 26 bzw. der Trägerplatte 50
ausgerichtet ist. Ein elektrisch leitfähiger Stift 96
ist durch die Öffnungen 90 bis 94 geführt, und sein Kopf
steht in Kontakt mit der Folie 88, während sein Schaft
in elektrischem Kontakt mit der Trägerplatte 50 steht.
Dies ist deutlich in Fig. 4 zu erkennen. Der Scheiben
kontakt 38 ist am anderen Ende der Folie 88 angeordnet,
und elektrisch leitfähiges Epoxymaterial 98 hält diese
Anordnung an ihrer Stelle.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion vereinfacht
die elektrische Beschaltung der Kugel-Scheiben-Schalter
derart, daß sich ein guter elektrischer Aufbau ergibt.
Die elektrische Beschaltung wird am besten an Hand der
Fig. 1 und 2 erläutert. Der negative Pol der Batterie 20
ist mit dem metallenen Sondengehäuse 12 über eine nor
male Federklammer 19 verbunden. Der positive Anschluß
ist mit der Schaltung 18 verbunden. Die Schaltung 18
im Sondengehäuse 12 ist über eine in Fig. 1 gestrichelt
gezeigte Verbindung 21 mit der Schraubenfeder 67 der
Schaltervorrichtung 14 verbunden. Das andere Ende der
Schraubenfeder 67 berührt die Folie 70, die mit dem Ku
gelkontakt 32 verbunden ist. Dieser ruht auf dem Schei
benkontakt 36 und bildet mit diesem einen ersten Schal
ter. Der Scheibenkontakt 36 ist elektrisch über die Fo
lie 86 mit dem Scheibenkontakt 34 verbunden. Dieser steht
dem Kugelkontakt 28 gegenüber und bildet mit diesem den
zweiten Schalter. Der Schaft des Kugelkontaktes 28 ist
über die Folie 68 mit dem Schaft des Kugelkontaktes 30
verbunden. Der Kugelkontakt 30 steht dem Scheibenkontakt
38 gegenüber und bildet mit diesem den dritten Schalter.
Alle diese Schalter sind elektrisch miteinander in Reihe
geschaltet. Der Scheibenkontakt 38 ist mit der metallenen
Trägerplatte 50 über die Folie 88 und den Stift 96 ver
bunden. Da die Trägerplatte 50 aus Metall besteht und
physikalisch mit dem metallenen Sondengehäuse 12 verbun
den ist, bildet sie einen Massekörper, der den elektri
schen Stromkreis zurück zur Batterie 20 und zur Schal
tung 18 im Sondengehäuse 12 schließt.
Fig. 5 zeigt eine vorzugsweise Sondenkonstruktion mit
einem separaten Kopf 100, der die Schaltervorrichtung
enthält. Hierbei werden dieselben Grundkomponenten wie
bereits beschrieben verwendet, so daß diese mit denselben
Bezugszeichen wie zuvor versehen, jedoch zusätzlich mit
einem Strich gekennzeichnet sind. Das Sondengehäuse 12′
besteht aus Metall und enthält die Batterie 20′, die
Schaltung 18′ und eine oder mehrere Leuchtdioden 22′ in
der dargestellten gegenseitigen Zuordnung. Ein Ende des
Sondengehäuses 12′ ist mit einer mit Innengewinde verse
henen runden Fassung 102 versehen, in der eine elektri
sche Anschlußvorrichtung 104 angeordnet ist, welche mit
der Schaltung 18′ verbunden ist.
Der Kopf 100 besteht aus Metall und hat an einem Ende
ein Gewinde, mit dem er in die Fassung 102 eingeschraubt
werden kann. Die Anschlußvorrichtung 104 wird dabei mit
der Schraubenfeder 67′ verbunden, wodurch die elektrische
Verbindung mit den drei Kugel-Scheiben-Schaltern herge
stellt wird. Die Trägerplatte 50′ ist mit dem metallenen
Kopfgehäuse verbunden und schließt den Stromkreis zurück
über die Fassung 102 am Sondengehäuse 12′. Durch den se
paraten Kopf 100 wird es möglich, ein und dieselbe Schal
tervorrichtung in Verbindung mit unterschiedlichen Son
dengehäusen zu verwenden, wobei jedes dieser Sondenge
häuse einem jeweiligen Einsatzzweck in einer Maschine
angepaßt sein kann. Beispielsweise paßt das längliche
und kreisrunde Batteriegehäuse 12′ der in Fig. 5 gezeig
ten Sondenkonstruktion in Halter für Bohrstangen, wäh
rend der rechteckige Querschnitt des Sondengehäuses 12
nach Fig. 1 in erster Linie in Schlitzen von Drehfuttern
verwendet werden kann.
Unabhängig von der Art des Sondengehäuses oder der
Signalübertragung verleiht die erfindungsgemäße Schal
tervorrichtung der Tastsonde ausgezeichnete Meßgenauig
keit bei gleichzeitiger Vereinfachung ihrer Konstruktion.
Claims (13)
1. Tastsonde mit einer beweglichen Tastspitze zur Be
rührung eines Objekts, mit einer elektronischen Aus
werteschaltung, die durch Bewegung der Tastspitze
bei Objektberührung durch eine mit der Tastspitze
betätigbare Schaltervorrichtung schaltbar ist, die
eine die Tastspitze lotrecht tragende, unter
Druckeinwirkung einer Schraubenfeder stehende,
einen ersten, aus Kontaktelementen bestehenden
Kontaktsatz tragende Schwenkplatte
und einen dieser auf einem Träger gegenüberstehen
den zweiten Kontaktsatz aus paarweise miteinander
verbundenen Kontaktelementen umfaßt,
wobei durch Bewegung der Schwenkplatte ein über
den zweiten Kontaktsatz verlaufender Stromkreis
aus einer Reihenschaltung von Schaltstrecken
schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die auf der Kunststoff-Schwenkplatte (24) ge
tragenen Kontaktelemente (28, 30, 32) den Kontakt
elementen (34, 36, 38) des auf dem Kunststoff-
Träger (26) angeordneten zweiten Kontaktsatzes di
rekt gegenüberstehen, und daß die Kontaktelemente
(28, 30, 32; 34, 36, 38) eines jeden Kontaktsatzes
paarweise derart miteinander verbunden sind, daß
jede Schaltstrecke durch ein Kontaktelement (z.B.
30) des ersten und ein Kontaktelement (38) des
zweiten Kontaktsatzes gebildet ist, wobei die Kon
taktgabe zwischen den Kontaktelementen (28, 30,
32; 34, 36, 38) über nur eine Kontaktstelle er
folgt.
2. Tastsonde nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schwenkplatte (24)
und/oder der Träger (26) aus faserverstärktem,
elektrisch nichtleitendem Kunststoff bestehen und
daß als Fasermaterial vorzugsweise Glasfasern mit
einem Anteil von 7,5 bis 40 Volunenprozent vorge
sehen sind.
3. Tastsonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß als Kunststoff Polybutylenterephthalat vorge
sehen ist.
4. Tastsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Träger (26)
ein in einer feststehenden metallischen Platte (50) ange
ordneter Einsatz ist.
5. Tastsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Kontaktsatz drei
Kontaktelemente (28, 30, 32; 34, 36, 38) hat, daß jedes
Kontaktelement (28, 30, 32) des ersten Kontaktsatzes einen
länglichen, die Schwenkplatte (24) durchdringenden Schaft
(64) hat, der an seinem einen Ende in einer kugelförmigen
Konfiguration endet und an seinem entgegengesetzten Schaft
ende eine Nut (66) hat, und daß eine elektrische Verbindung
zwischen zwei Kontaktelementen (28, 30) des ersten Kontakt
satzes über eine Folie (68) verläuft, die mit Preßsitz in
der jeweiligen Nut (66) in dem Schaft (64) der beiden Kon
taktelemente sitzt.
6. Tastsonde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß das dritte Kontaktelement (32) an seinem Schaft
ende mit einer weiteren, auf der Schwenkplatte (24) liegenden
Folie (70) verbunden ist, an der die Schraubenfeder (67)
als elektrische Kontaktfeder anliegt.
7. Tastsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Einsatz mindestens
einen in einer seiner Flächen ausgebildeten bogenförmigen
Schlitz (82) aufweist und daß der zweite Kontaktsatz Schei
ben (34, 36, 38) umfaßt, von denen zwei in dem Schlitz (82)
angeordnet und über eine in dem Schlitz (82) liegende Folie
miteinander verbunden sind.
8. Tastsonde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß eine dritte Kontaktscheibe (38) des zweiten
Kontaktsatzes in einem zweiten in dem Einsatz ausgebildeten
Schlitz (90) angeordnet ist, der Mittel zur elektrischen
Verbindung der dritten Kontaktscheibe (38) mit der metalli
schen Platte (50) aufweist.
9. Tastsonde nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Mittel zur elektrischen Verbindung eine in
dem zweiten Schlitz (90) liegende zweite Folie (88) und
einen elektrisch leitfähigen Stift (96) umfassen, der an
seinem einen Ende mit der Folie (88) gekoppelt ist und ei
nen Schaftabschnitt aufweist, der durch den Einsatz hindurch
in die metallische Platte (50) ragt.
10. Tastsonde nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste und der zweite Schlitz (82,
90) in dem Einsatz mit einem leitfähigen Epoxyharz gefüllt
sind.
11. Tastsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit ei
ne elektronische Auswerteschaltung, die Schaltvorrichtung und eine
Batterie enthaltenden Sondengehäuse, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Sondengehäuse (12) aus Metall be
steht und den über die Schaltervorrichtung (28, 30, 32; 34,
36, 38), die elektronische Auswerteschaltung (18) und die Batterie (20) ver
laufenden Stromkreis schließt.
12. Tastsonde nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Schaltervorrichtung (24′) in einem separaten
Kopf (100) angeordnet ist, der mit dem Sondengehäuse (12′)
verschraubt ist.
13. Tastsonde nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß das Sondengehäuse (12′) eine Anschlußvorrich
tung (104) enthält, die bei Verschrauben des Kopfes (100)
mit einer in diesem angeordneten Kontaktfeder (67′) zur
elektrischen Verbindung der Schaltervorrichtung (24′) mit
dem Signalgenerator (18′) in Berührung kommt.
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---|---|---|---|---|
US4786769A (en) * | 1985-03-06 | 1988-11-22 | Process Equipment Company | Safety coupling device for robotic tooling |
JPS6379510U (de) * | 1986-11-13 | 1988-05-26 | ||
JPS6393505U (de) * | 1986-12-10 | 1988-06-16 | ||
US4778313A (en) * | 1987-05-18 | 1988-10-18 | Manuflex Corp. | Intelligent tool system |
US4956923A (en) * | 1989-11-06 | 1990-09-18 | The Micromanipulator Co., Inc. | Probe assembly including touchdown sensor |
US5528008A (en) * | 1991-02-27 | 1996-06-18 | Danek; Michael | Pressure controlled activating switch for a hand held tool |
GB9618599D0 (en) * | 1996-09-06 | 1996-10-16 | Irwin Houston Donald | An improved sensor |
JP4072282B2 (ja) * | 1999-04-07 | 2008-04-09 | 日新産業株式会社 | 位置検出器及びその接触針 |
GB0005166D0 (en) * | 2000-03-04 | 2000-04-26 | Renishaw Plc | Probe signal transmission system |
US7268567B2 (en) * | 2005-02-04 | 2007-09-11 | Research In Motion Limited | Probe assembly with multi-directional freedom of motion and mounting assembly therefor |
DE102006035540B3 (de) * | 2006-07-27 | 2008-01-10 | Carl Zeiss 3D Automation Gmbh | Spritzgussfixierung für Taststifte |
KR100868635B1 (ko) * | 2007-05-16 | 2008-11-12 | 주식회사 동부하이텍 | 반도체 소자 검사 장치 |
DE102011079738A1 (de) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Tastkopf |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1230492B (de) * | 1965-10-07 | 1966-12-15 | Licentia Gmbh | Isolierstoffbehaelter fuer Lastumschalter |
GB1388837A (en) * | 1971-06-16 | 1975-03-26 | Ryford Ltd | Moulded assemblies for elecgrical contact assemblies |
GB1445977A (en) * | 1972-09-21 | 1976-08-11 | Rolls Royce | Probes |
US4153998A (en) * | 1972-09-21 | 1979-05-15 | Rolls-Royce (1971) Limited | Probes |
GB1568053A (en) * | 1975-10-04 | 1980-05-21 | Rolls Royce | Contactsensing probe |
GB1580232A (en) * | 1976-06-09 | 1980-11-26 | Dea Digital Electro Nic Automa | Tracer tools for measuring machines |
US4136458A (en) * | 1976-10-01 | 1979-01-30 | The Bendix Corporation | Bi-axial probe |
IT1088539B (it) * | 1976-12-24 | 1985-06-10 | Rolls Royce | Sonda per l'uso in apparecchi di misura |
GB1593682A (en) * | 1977-01-20 | 1981-07-22 | Rolls Royce | Probe for use in mearusing apparatus |
US4145816A (en) * | 1977-11-21 | 1979-03-27 | Kearney & Trecker Corporation | Spindle probe with orbital transformer |
US4168413A (en) * | 1978-03-13 | 1979-09-18 | Halpine Joseph C | Piston detector switch |
JPS5920642Y2 (ja) * | 1979-08-28 | 1984-06-15 | 株式会社 三豊製作所 | タツチ信号プロ−ブ |
US4443946A (en) * | 1980-07-01 | 1984-04-24 | Renishaw Electrical Limited | Probe for measuring workpieces |
US4328623A (en) * | 1980-08-28 | 1982-05-11 | The Valeron Corporation | Telemetry gage system |
DD152853A1 (de) * | 1980-09-01 | 1981-12-09 | Horst Donat | Wechseleinrichtung fuer messeinsatztraeger bei tastkoepfen |
CA1163725A (en) * | 1980-12-15 | 1984-03-13 | Joseph A. Roberts | Electrical switch assembly and method of manufacture |
US4401945A (en) * | 1981-04-30 | 1983-08-30 | The Valeron Corporation | Apparatus for detecting the position of a probe relative to a workpiece |
JPS57207802A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-20 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Contact probe |
DE3382579T2 (de) * | 1982-03-05 | 1993-01-21 | Sony Magnescale Inc | Vorrichtung zum bestimmen der lage der oberflaechen eines festen objektes. |
US4451987A (en) * | 1982-06-14 | 1984-06-05 | The Valeron Corporation | Touch probe |
EP0108521B1 (de) * | 1982-10-11 | 1989-03-22 | Renishaw plc | Positionssensor |
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1983
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1984
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