DE69600263T2

DE69600263T2 - Probearm für Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE69600263T2
Application number: DE1996600263
Authority: DE
Inventors: Stephen Edward Lummes; Jonathan Shamus Sullivan
Original assignee: Renishaw PLC
Current assignee: Renishaw PLC
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: EP0748669A1; DE69600263D1; JPH091445A; JP3847842B2; EP0748669B1; GB9511856D0

Description

Diese Erfindung betrifft einen Arm zum Halten einer Sonde in einer Werkzeugmaschine.
Es ist bekannt, eine Werkzeugeinstellsonde in einer Werkzeugmaschine zu befestigen. Die Sonde ist an dem Bett oder Tisch oder einem anderen feststehenden Aufbau der Werkzeugmaschine befestigt, so daß ein Schneidewerkzeug damit in Kontakt bewegt werden kann. Dies ermöglicht, daß der Ort einer Schneidespitze des Werkzeugs bestimmt werden kann, um Verschiebungen in Verbindung mit dem Werkzeug zur Verwendung durch die numerische Steuerung der Maschine einzurichten.
Bei vielen Maschinen würde die Werkzeugeinstellsonde in den Weg kommen, wenn sie dauerhaft in der erforderlichen Position befestigt ist. Folglich ist es bekannt, sie an einem bewegbaren Arm zu befestigen, der seinerseits an einem feststehenden Aufbau der Maschine befestigt ist. Beispielsweise beschreibt die GB-A-2277593 einen Sondenarm gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein Motor schwenkt den Arm um seine Drehachse, um ihn zwischen einer Betriebsstellung und einer Ruhestellung zu schalten. In der Betriebsstellung ist die Position des Armes (und somit die der Sonde) durch eine kinematische Lagerung genau definiert. Dies stellt ein in hohem Grade wiederholbares Positionieren der Sonde in der Betriebsstellung sicher, so daß die Sonde für in hohem Grade wiederholbare Messungen und eine genaue Werkzeugeinstellung geeignet ist.
Bei einigen Werkzeugmaschinen jedoch würde ein derartiger Schwenkarm ungeeignet sein, da bei diesen keine geeignete Position besteht, in der er befestigt werden kann, oder, da der Arm immer noch in den Weg kommen würde, wenn er in die Ruhestellung geschaltet wird. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schaffen deshalb eine Linearbewegung zwischen den Betriebs- und Ruhestellungen, wahlweise mit einer zusätzlichen Schwenkbewegung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Sondenarm für eine Werkzeugmaschine:
ein feststehendes Glied zum Befestigen an der Werkzeugmaschine;
ein längliches bewegbares Armglied zum Tragen einer Sonde, wobei das bewegbare Armglied eine Längsachse aufweist;
eine Führung, die eine Bewegung des bewegbaren Armgliedes zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung führt;
eine Sperreinrichtung zwischen dem feststehenden Glied und dem bewegbaren Armglied, welche die Betriebsstellung definiert und eine weitere Bewegung des bewegbaren Armgliedes über die Betriebsstellung hinaus verhiyidert, wobei die Sperreinrichtung erste Elemente an dem feststehenden Glied und zweite Elemente an dem bewegbaren Glied umfaßt, wobei die ersten und zweiten Elemente in der Betriebsstellung miteinander zusammenwirken, um die Freiheitsgrade des bewegbaren Armgliedes kinematisch zu beschränken, wodurch die Betriebsstellung des bewegbaren Armgliedes genau definiert wird; und
eine Vorspannvorrichtung, die auf das bewegbare Armglied wirkt, wobei die Vorspannvorrichtung eine Kraft schafft, um die ersten und zweiten Elemente in der Betriebsstellung gegeneinander zu drücken;
dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Glied ein Gehäuse bildet, und die Führung die Bewegung des bewegbaren Armgliedes für eine Linearbewegung in der Richtung der Längsachse zwischen der Ruhestellung und der Betriebsstellung führt, wobei das bewegbare Armglied in der Ruhestellung in das Gehäuse zurückgezogen ist, und sich in der Betriebsstellung von dem Gehäuse weg erstreckt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform führt das Führungsmittel das bewegbare Armglied, daß es zusätzlich zu der Linearbewegung eine Drehbewegung erfährt. Die Drehbewegung kann eine Schwenkbewegung um die Achse sein.
Vorzugsweise ist das Führungsmittel derart ausgebildet, daß es keine Beschränkung auf das bewegbare Glied in der Betriebsstellung vorsieht, um nicht die kinematischen Beschränkungen zu stören, die durch die Elemente auf den feststehenden und bewegbaren Gliedern vorgesehen sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Sondenarmes ist, wobei ein Teil eines Gehäuses entfernt ist;
Fig. 2 einen Teil des Sondenarmes von Fig. 1 mit mehreren verschiedenen Stellungen einer Sonde während einer Bewegung zeigt;
Fig. 3 eine isometrische Ansicht eines Teiles des Sondenarmes ist, die Merkmale zeigt, welche in Fig. 1 versteckt sind;
Fig. 4 eine Draufsicht eines Drehungsführungsblockes ist, der in dem Sondenarm von Fig. 1 verwendet ist;
Fig. 5 eine isometrische Ansicht des Drehungsführungsblockes von Fig. 4 ist, die eine Drehbewegung von Nachlaufstiften des Sondenarmes zeigt; und
Fig. 6 ein Querschnitt eines Kopplungsmechanismus des Sondenarmes ist.
Der in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Sondenarm umfaßt ein Gehäuse 10 zum Befestigen an einem feststehenden Aufbau einer Werkzeugmaschine. Ein bewegbares Armglied 14 ragt durch ein Lager 16 in einer Endplatte 12 des Gehäuses vor. Das freie Ende des Armgliedes 14 trägt eine Sonde 18 auf einer seitlichen Verlängerung 20. Die Sonde 18 kann beispielsweise eine Berührungsauslösesonde des in dem U.S.-Patent Nr. 4,153,998 beschriebenen Typs sein und weist einen ablenkbaren Taster 22 auf, der eine Tasterspitze 24 trägt. Diese Tasterspitze 24 ist vom Quadrattyp, der normalerweise dazu verwendet wird, die Schneidewerkzeuge in einer Werkzeugmaschine einzustellen. Der Sondenarm kann jedoch auf eine geeignete Weise zum Vermessen eines Werkstücks befestigt sein, wobei in diesem Fall eine andere geeignete Tasterspitze verwendet würde.
Das bewegbare Armglied 14 kann mittels einer hydraulischen Ramme 26, die eine Kolbenstange 28 aufweist, längs durch das Lager 16 ausgefahren und zurückgezogen werden, wie durch die Pfeile 38 angezeigt ist. Die Kolbenstange 28 ist mit dem bewegbaren Armglied 14 durch einen Kopplungsmechanismus 30 verbunden, der unten unter Bezugnahme auf Fig. 6 detaillierter beschrieben wird. Fig. 1 zeigt das Armglied 14 zwischen einer vollständig zurückgezogenen Ruhestellung und einer vollständig ausgefahrenen Betriebsstellung. Selbstverständlich kann die Ramme 26 durch eine ersetzt werden, die pneumatisch oder durch einen Elektromotor betrieben wird.
Innerhalb des Gehäuses 10 ist ein Ring 32 an das bewegbare Armglied 14 befestigt. Dieser Ring trägt drei radial vorragende Nachlaufstifte 34; in Fig. 1 können nur zwei dieser Stifte gesehen werden, während der dritte radial abwärts vorragt und mit einem Schlitz 36 in dem Boden des Gehäuses 10 in Eingriff steht. Der Schlitz 36 erstreckt sich der Länge nach parallel zu dem Armglied 14 und wirkt mit dem abwärts vorragenden Nachlaufstift 34 zusammen, um den bewegbaren Arm 14 zu führen, wenn er entlang seiner Längsachse durch die hydraulische Ramme 26 gedrückt wird. Während dieser Stift 34 dem Längsschlitz 36 folgt, stellt er sicher, daß die Sonde 18 in der horizontalen Stellung bleibt, die in Fig. 1 gezeigt ist.
Wenn er sich in Richtung der Betriebsstellung entlang des Schlitzes 36 bewegt, gelangt der abwärts vorragende Nachlaufstift 34 in einen Eintrittsschlitz 40 in einem Drehungsführungsblock 42. Die Funktion dieses Blockes besteht darin, den bewegbaren Arm 14 in einer Schwenkbewegung um seine Längsachse zu führen, wenn es andauert, daß er linear in Richtung der Betriebsstellung durch die Ramme 26 gedrückt wird. Der Drehungsführungsblock 42 ist detaillierter in den Fig. 4 und 5 gezeigt (die jedoch den Block derart ausgebildet zeigen, daß eine Drehung in dem entgegengesetzten Sinn zu dem, der in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, erzeugt wird).
Fig. 2 zeigt die Bewegung des bewegbaren Armes 14 und der Sonde 18 auf ihrer Verlängerung 20, wenn sich der Arm der Betriebsstellung nähert und bewirkt wird, daß er durch den Drehungsführungsblock 42 geschwenkt wird. Die Sonde nimmt nacheinander Stellungen 18A, 18B, 18C an, wobei ihre Tasterspitze 24 dem durch die gestrichelte Linie 44 gezeigten Weg folgt, bis die Sonde um 90º geschwenkt ist.
Um dieses Schwenken zu erzeugen, führt der Eintrittsschlitz 40 des Blokkes 42 den abwärts vorragenden Nachlaufstift 34 um eine glatte Kurve in einen Schrägschlitzabschnitt 46. Wenn der abwärts vorragende Nachlaufstift 34 diesem schrägen Abschnitt folgt, bewirkt er, daß der Arm 14 gleichzeitig mit der Linearbewegung zu schwenken beginnt. Fig. 5 zeigt die Längsdrehachse 54 des Armes 14, um die sich die Nachlaufstifte 34 drehen, wie durch die Pfeile 56 angezeigt ist. Nach einem gewissen Schwenkbetrag beginnt der abwärts vorragende Stift 34, sich aus dem Schlitzabschnitt 46 abzuheben. Zur gleichen Zeit tritt jedoch der nächste Stift 34 in einen schrägen Schlitz 48 in dem Block 42 ein, der fortfährt, die Schwenkbewegung des Armes 14 zu führen, wenn er linear ausfährt Schließlich verläßt auch dieser Stift 34, wenn die Linearbewegung andauert, den schrägen Schlitz 48, aber der letzte Stift 34 tritt gleichzeitig mit einem weiteren Schrägschlitzabschnitt 50 in Eingriff. Dieser fährt fort, die Schwenkbewegung zu führen, bis der Schlitzabschnitt 50 um eine glatte Kurve in einen sich axial erstreckenden Schlitzabschnitt 52 verläuft. Die Sonde 18 ist nun um die 90º geschwenkt worden, wie in Fig. 2 gesehen werden kann, und der Schlitzabschnitt 52 führt sie axial über eine kurze Entfernung in die vollständige Betriebsstellung.
Es kann gesehen werden, daß der Eingriff der Nachlaufstifte 34 in die Schrägschlitzabschnitte 46, 48, 50 wirksam als eine Schraube wirkt, um die Schwenkbewegung des Armes 14 zu führen, wenn er axial ausgefahren wird. Der Betrag und die Drehrichtung des Schwenkens wird durch diese Schrägschlitzabschnitte geregelt. Beispielsweise kann die Drehrichtung leicht dadurch umgekehrt werden, daß der Block 42 umgekehrt herum in dem Gehäuse 10 befestigt wird und die Stifte 34 auf der anderen Seite des Ringes 32 befestigt werden. (Der Block 42 ist in den Fig. 4 bis 5 verglichen zu den Fig. 1 bis 3 umgekehrt herum gezeigt.) Der Arm kann durch die Bereitstellung von einem oder mehreren zusätzlichen Schrägschlitzen 48 mit einer entsprechenden zusätzlichen Anzahl von Nachlaufstiften 34, die an geeigneten Positionen um den Ring 32 beabstandet sind, bis zu einem Winkel von größer als 90º geschwenkt werden. Ähnlicherweise können, wenn ein Schwenkwinkel von kleiner als 90º erforderlich ist, dann nur zwei Nachlaufstifte 34 verwendet werden, der Schlitz 48 kann weggelassen und der Schlitzabschnitt 50 an seiner Stelle positioniert werden.
Selbstverständlich können andere Führungsanordnungen, als die Stifte 34 und Schlitze 36, 46, 48, 50 verwendet werden. Beispielsweise können statische Stifte an dem Boden des Gehäuses vorgesehen sein, die mit geeignet gerichteten, an dem Ring 32 vorgesehenen Schlitzen in Eingriff treten können. Wenn keine Schwenkbewegung erforderlich ist, kann das Lager 16 und / oder die Ramme 26 als die Führung wirken.
In der Betriebsstellung 18C, die in Fig. 2 gezeigt ist, ist es erwünscht, daß die Sonde 18 wiederholbar an einem genau definierten Ort gehalten werden soll, so daß die Messungen oder die Werkzeugeinstellung, die mit der Sonde ausgeführt wird, wiederholbar sein kann. Dies wird durch eine kinematische Lagerungsanordnung erreicht, die nun beschrieben wird.
Für die kinematische Lagerung ist der Ring 32 mit drei vorwärts weisenden Kugelpaaren 58 versehen (ein Paar davon ist in Fig. 1 versteckt). Diese Kugelpaare sind um 120º voneinander um die Längsachse des Armes 14 beabstandet. Drei ähnlich beabstandete zylindrische Elemente 60 weisen rückwärts von der Endplatte 12 des Gehäuses 10 - zwei der Elemente 60 sind in Fig. 3 sichtbar. In der Betriebsstellung werden die Kugelpaare 58 in Eingriff mit den jeweiligen Elementen 60 durch die Wirkung der Stifte 34, des Schlitzes 36 und des Führungsblockes 42 geführt. Dieser Eingriff beschränkt die Freiheitsgrade des bewegbaren Gliedes 14 kinematisch, um die Betriebsstellung genau zu definieren.
Selbstverständlich kann irgendeine andere Anordnung von Elementen, die zusammenwirken, um eine kinematische Lagerung zu erzeugen, verwendet werden - siehe beispielsweise die alternativen Anordnungen, die von H.J.J. Braddick in "Mechanical Design of Laboratory Apparatus", Chapman & Hall, London, 1960, Seiten 11 - 30 beschrieben sind. Die drei zylindrischen Elemente 60 könnten durch drei Kugeln ersetzt werden, die mit drei V-Nuten zusammenwirken, welche die Kugelpaare 58 ersetzen. Eine andere Alternative, die wiederum von Braddick beschrieben ist, weist drei Kugeln auf, die die drei zylindrischen Elemente 60 ersetzen, verwendet aber eine dreiflächige Ausnehmung, eine V-Nut und eine flache Oberfläche anstatt der drei V-Nuten. Die dreiflächige Ausnehmung kann durch einen Satz von drei Kugeln oder einfach durch eine konische Ausnehmung ersetzt werden. Bei jeder dieser Alternativen spielt es selbstverständlich keine Rolle, welche Gruppe von Elementen an dem Ring 32 und welche an der Endplatte 12 vorgesehen sind; beispielsweise könnten die Kugelpaare 58 an der Endplatte 12 vorgesehen sein, und die zylindrischen Elemente 60 könnten an dem Ring 32 vorgesehen sein.
Wenn es erwünscht ist, kann ein Abstandssensor in einem Loch 62 in dem Gehäuse 10 (Fig. 3) eingepaßt sein, um die Anwesenheit des Ringes 32 zu detektieren und somit eine Anzeige zu geben, daß der Arm 14 die Betriebsstellung erreicht hat. Ähnlicherweise kann ein Abstandssensor in ein Loch 64 (Fig. 1) eingepaßt sein, um den Ring 32 zu detektieren, wenn der Arm 14 vollständig in die Ruhestellung zurückgezogen ist.
In der Betriebsstellung ist es wichtig, daß die sechs Freiheitsgrade des Armes 14 nur durch die Elemente 58, 60 der kinematischen Lagerung beschränkt werden sollten, und daß keine wesentlichen zusätzlichen Beschränkungen durch (beispielsweise) das Lager 16, die Stifte 34 oder durch den Mechanismus 30 vorgesehen sein sollten, durch den der Arm 14 an die Kolbenstange 28 gekoppelt ist. Im Falle des Lagers 16 wird dies dadurch erreicht, daß ein Lager mit einem geringfügigen Spiel verwendet wird. Um das Ausmaß des Spieles zu verringern, das notwendig ist, so daß der Arm 14 glatt gleitet, wird das Lager 16 erst an die Endplatte 12 des Gehäuses fest angeschraubt, nachdem der Arm 14 darin aufgebaut worden ist. Der Arm 14 ist in die Betriebsstellung vorgespannt, wobei die Kugeln 58 mit den zylindrischen Elementen 60 kinematisch in Eingriff stehen, und das Lager 16 wird schließlich mit dem Arm 14 in dieser Stellung an die Endplatte 12 gesichert.
Es ist auch anzumerken, daß beispielsweise bei Fig. 4 der Endschlitzabschnitt 52 in dem Drehungsführungsblock 42 einen vergrößerten Endteilabschnitt 66 aufweist. Dies stellt sicher, daß der entsprechende Nachlaufstift 34 in dem Schlitz nicht beschränkt ist, wenn sich der Arm in der Betriebsstellung befindet, so daß er auch keine zusätzliche Beschränkung schafft, um das kinematische Lager zu stören.
Die Verbindung zwischen dem Arm 14 und der Kolbenstange 28 der hydraulischen Ramme wird durch den vorher erwähnten Kopplungsmechanismus 30 vorgesehen. Dies wird detaillierter in Fig. 6 in dem Zustand gesehen, bevor der Arm 14 die Betriebsstellung erreicht. Der Mechanismus 30 weist einen Körper 74 mit einer Endkappe 70 auf, durch die er an das Innenende des Armes 14 gesichert ist. Der Körper 74 weist eine innere konische Fläche auf, die (in der Ruhestellung) mit einem konischen Einsatz 78 zusammenpaßt. Der Einsatz 78 ist drehbar an einer Achse 72 über ein Drehlager 76 befestigt, das durch einen Sicherheitsbügel 82 an der Stelle gehalten wird. Die Achse 72 ist mit einem Gewinde versehen, um sie mit dem Ende der Kolbenstange 28 zu verbinden. Dieses Gewinde ermöglicht, daß die Längsstellung der Achse 72 in bezug auf die Kolbenstange 28 während des Aufbaus eingestellt werden kann.
In der Ruhestellung ist, wie in Fig. 6 gezeigt ist, der konische Einsatz 78 in die innere Verjüngung des Körpers 74 durch eine Druckfeder 84 vorgespannt, die durch eine Schulterscheibe 80 wirkt. Wenn die hydraulische Ramme 26 angetrieben wird, bleibt der Kopplungsmechanismus über die ganze Zeit in diesem Zustand, in der der abwärts vorragende Nachlaufstift 34 entlang des Längsschlitzes 36 in dem Boden des Gehäuses 10 verläuft. Er bleibt auch in diesem Zustand, wenn der Arm 14 durch den Eingriff der Nachlaufstifte 34 in die Schlitzabschnitte 46, 48, 50 geschwenkt wird. Wenn dieses Schwenken stattfindet, drehen sich die Endkappe 70, der Körper 74 und der Einsatz 78 des Kopplungsmechanismus 30 relativ zu der Achse 72 auf dem Lager 76.
Wenn die Betriebsstellung erreicht ist und die Elemente 58, 60 der kinematischen Lagerung in Eingriff treten, ist eine weitere axiale Bewegung des Körpers 74 selbstverständlich verhindert. Eine andauernde Axialbewegung der Kolbenstange 28 und der Achse 72 bewirkt, daß sich der konische Einsatz 78 von der Innenverjüngung des Körpers 74 trennt, wobei die Feder 84 gedrückt wird. Während des Aufbaus ist die Axialstellung der Achse 72 an der Kolbenstange 28 derart eingestellt, daß an dem Ende des Schlages der Ramme 26 der Einsatz 78 innerhalb des Körpers 74 frei von jeglichem Kontakt ist. Die einzige Verbindung zwischen der Achse 72 und der Endkappe 70 findet dann über die Feder 84 statt. Dies entkoppelt die Kolbenstange 28 der Ramme 26 von dem Arm 14 und stellt sicher, daß die Ramme keine Beschränkung vorsieht, die sich mit der kinematischen Lagerung überlagern würde.
Die Ramme 26 weist eine wohl definierte Endposition zu ihrem Schlag auf, so daß jedesmal, wenn sie betrieben wird, die Feder 84 um die gleiche Größe gedrückt wird. Die Feder 84 schafft die gesamte Vorspannkraft, die die Elemente 58, 60 der kinematischen Lagerung miteinander in Eingriff hält. Da sie jedesmal um die gleiche Größe gedrückt wird, ist die durch die Feder 84 vorgesehene Vorspannkraft ziemlich wiederholbar. Dies ist vorteilhaft, da sie hilft, die wiederholbare Betriebsstellung des Armes 14, die durch die Elemente der kinematischen Lagerung geschaffen wird, sicherzustellen.
Innerhalb des Körpers 74 des Kopplungsmechanismus 30 ist ein Sperrglied 86 auf das Ende der Achse 72 geschraubt. Dies dient dazu, das Lager 76 auf die Achse 72 zu sichern. Es dient auch in dem Fall als eine Sicherheitssperre, wenn der Arm 14, wenn er ausgefahren ist, ein unerwartetes Hindernis treffen sollte. In diesem Fall wird das Sperrglied 86 die Endkappe 70 treffen, so daß der Schub der hydraulischen Ramme direkt von der Achse 72 an die Endkappe 70 übertragen wird, und keine Komponenten, wie beispielsweise das Lager 76, beschädigt.
Bei einigen Anwendungen kann die Schwenkwirkung, die durch den Drehungsführungsblock 42 vorgesehen ist, nicht efforderlich sein. In diesem Fall kann sich der Schlitz 36 in dem Boden des Gehäuses zu einem vergrößerten Endteilabschnitt ähnlich zu dem Schlitzteilabschnitt 66, der in Fig. 4 gesehen wird, aufrichten. Der Block 42 ist dann nicht erforderlich, aber der Block 42 kann dann, wenn es erwünscht ist, Herstellungskosten dadurch zu verringern, daß übliche Komponenten für verschiedene Armkonstruktionen verwendet werden, durch einen ähnlichen Block ersetzt werden, der nur eine längsgerichtete Verlängerung des Schlitzes 36 plus einen vergrößerten Endteilabschnitt 66 aufweist, aber keine Schrägschlitzabschnitte 46, 48, 50. Selbstverständlich ist dann nur einer der Nachlaufstifte 34 erforderlich, der mit dem Schlitz 36 in Eingriff tritt.
Wenn keine Schwenkwirkung benötigt wird, kann das Lager 16 dann einfacher gestaltet sein, da es nur eine Verschiebebewegung des Armes 14 und keine Drehung vorsehen muß. Es würde auch möglich sein, das Lager 76 in dem Kopplungsmechanismus 30 wegzulassen, wobei der konische Einsatz 78 an der Achse 72 befestigt ist. Es ist jedoch wünschenswert, das Lager 76 beizubehalten, da es die Längseinstellung der Gewindeachse 72 an dem Ende der Kolbenstange 28 erleichtert.
Bei einer möglichen Anwendung des beschriebenen Sondenarms kann er nahe dem oder über dem drehbaren Spannfutter einer Drehmaschine parallel zu der Drehachse des Spannfutters angebracht sein. Wenn die Sonde 18 dazu verwendet wird, ein Schneidewerkzeug einzustellen, das in einem Werkzeughalter oder Revolverkopf der Drehmaschine angebracht ist, ist der Arm aus seiner zurückgezogenen Ruheposition ausgefahren. Zuerst positioniert die Linearbewegung des Armes die Sonde im wesentlichen zwischen dem Spannfutter und dem Werkzeug. Gegen Ende der Linearbewegung bringt die Schwenkwirkung die Tasterspitze 24 der Sonde 18 auf die Zentrallinie der Drehmaschine in die geeignete Betriebsstellung zum Einstellen des Werkzeugs. Das Werkzeug wird dann dadurch in Kontakt mit der Tasterspitze 24 gebracht, das die verschiebbaren Schlitten betrieben werden, auf denen der Werkzeughalter oder der Revolverkopf angebracht ist.
Selbstverständlich können einige andere Anwendungen in Betracht gezogen werden, in denen der Sondenarm in anderen Positionen an einer Drehmaschine oder an einer anderen Werkzeugmaschine angebracht ist. Bei einigen Anwendungen kann er, wenn die Sonde 18 in der Betriebsstellung ist, vielmehr zum Vermessen eines Werkstückes, anstatt eines Schneidewerkzeuges verwendet werden, wobei in diesem Fall anstelle der Spitze 24 eine geeignete Tasterspitze verwendet werden wird. Dies kann beispielsweise in Werkzeugmaschinen Anwendung finden, die das Werkstück in einer bewegbaren Spindel aufnehmen können. Die Spindel bringt dann verschiedene Oberflächen des Werkstückes, die vermessen werden sollen, mit der Tasterspitze der Sonde in Kontakt.

Claims

1. Sondenarm für eine Werkzeugmaschine, umfassend:

ein feststehendes Glied (10) zum Befestigen an der Werkzeugmaschine;

ein längliches bewegbares Armglied (14) zum Tragen einer Sonde, wobei das bewegbare Armglied eine Längsachse aufweist;

eine Führung (16, 26, 36), die eine Bewegung des bewegbaren Armgliedes zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung führt;

eine Sperreinrichtung zwischen dem feststehenden Glied und dem bewegbaren Armglied, welche die Betriebsstellung definiert und eine weitere Bewegung des bewegbaren Armgliedes über die Betriebsstellung hinaus verhindert, wobei die Sperreinrichtung erste Elemente (60) an dem feststehenden Glied und zweite Elemente (58) an dem bewegbaren Glied umfaßt, wobei die ersten und zweiten Elemente in der Betriebsstellung miteinander zusammenwirken, um die Freiheitsgrade des bewegbaren Armgliedes kinematisch zu beschränken, wodurch die Betriebsstellung des bewegbaren Armgliedes genau definiert wird; und

eine Vorspannvorrichtung (84), die auf das bewegbare Armglied wirkt, wobei die Vorspannvorrichtung eine Kraft schafft, um die ersten und zweiten Elemente (58, 60) in der Betriebsstellung gegeneinander zu drücken; dadurch gekennzeichnet

daß das feststehende Glied ein Gehäuse (10) bildet, und die Führung (16, 26, 36) die Bewegung des bewegbaren Armgliedes (14) für eine Linearbewegung in der Richtung der Längsachse zwischen der Ruhestellung und der Betriebsstellung führt, wobei das bewegbare Armglied in der Ruhestellung in das Gehäuse zurückgezogen ist, und sich in der Betriebsstellung von dem Gehäuse weg erstreckt.

2. Sondenarm nach Anspruch 1, mit einer Ramme (26), die auf das bewegbare Armglied (14) wirkt, um es zwischen der Ruhestellung und der Betriebsstellung zu treiben.

3. Sondenarm nach Anspruch 2, mit einem Kopplungsmechanismus (30) zwischen der Ramme (26) und dem bewegbaren Armglied (14), der dazu dient, die Ramme in der Betriebsstellung von dem bewegbaren Armglied zu entkoppeln.

4. Sondenarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorspannvorrichtung eine Feder (84) umfaßt, die zwischen dem bewegbaren Armglied (14) und einem weiteren bewegbaren Glied (28) wirkt, wobei das weitere bewegbare Glied um eine wiederholbare Größe bewegt wird, nachdem das bewegbare Armglied die Betriebsstellung erreicht, wobei die wiederholbare Bewegungsgröße bewirkt, daß die Feder eine wiederholbare Kraft schafft, um die ersten und zweiten Elemente (58, 60) in der Betriebsstellung gegeneinander zu drücken.

5. Sondenarm nach Anspruch 4, wobei das weitere bewegbare Glied ein Kolben einer Ramme (26) ist, der das bewegbare Armglied (14) zwischen der Ruhestellung und der Betriebsstellung treibt.

6. Sondenarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorspannvorrichtung (84) einen Teil eines Kopplungsmechanismus (30) zwischen dem bewegbaren Armglied (14) und einer Ramme (26) bildet, die auf das bewegbare Armglied wirkt, um es zwischen der Ruhestellung und der Betriebsstellung zu treiben, und wobei der Kopplungsmechanismus (30) dazu dient, die Ramme in der Betriebsstellung von dem bewegbaren Armglied zu entkoppeln, so daß die Ramme dann mit dem bewegbaren Armglied nur durch die Vorspannvorrichtung verbunden ist.

7. Sondenarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führung (36) einen Führungsabschnitt (46, 48, 50) aufweist, der auf das bewegbare Armglied (14) wirkt, um, wenn es sich in die Betriebsstellung bewegt, zusätzlich zu der Linearbewegung in der Richtung der Achse dessen Dreh- oder Schwenkbewegung um die Längsachse vorzusehen.

8. Sondenarm nach Anspruch 7, wobei der Führungsabschnitt (46, 48, 50) in einem Führungsglied (42) ausgebildet ist, das ersetzt werden kann, um das bewegbare Armglied mit einer anderen Bewegung zu führen.

9. Sondenarm nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei der Führungsabschnitt (46, 48, 50) in einem Führungsglied (42) ausgebildet ist, das umkehrbar ist, um die Dreh- oder Schwenkbewegung in einem umgekehrten Sinn vorzusehen.