DE2346031B1 - Messkopf fuer Koordinatenmessmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Meßkopf für Koordinatenmeßmaschinen zur Bestimmung der Lage irgendeines beliebigen Punktes des auf dem Tisch der Koordinatenmeßmaschine jeweils befindlichen Werkstücks in einem imaginären dreidimensionalen Koordinatensystem, dessen Lage bezüglich des Werkstücks definiert ist, mit einem im Meßkopfgehäuse drehbar gelagerten Tastarm, welcher mit einem kapazitiven oder induktiven Signalgeber zusammenwirkt, der beim Durchlaufen des Tastarms durch eine bestimmte Drehstellung im Gehäuse ein elektrisches Signal liefert, welches dem elektrischen oder elektronischen Teil der Koordinatenmeßmaschine zugeleitet wird.

Ein derartiger Meßkopf ist bereits bekannt (DT-OS 2 019 895). Der Tastarm ist dabei über eine Kugel in einem Kugelgehäuse beweglich gelagert und wird durch Federelemente in seiner Mittellage gehalten. Für Messungen in Richtung der X- und Z-Achse bzw. in Richtung der V-Achse sind zwei Signalgeber vorgesehen, welche jeweils aus einer Spule an der Kugel und einer in der Mitte des Kugelgehäuses bzw. am Tastarm angeordneten Ferritscheibe bestehen.
Zur Überprüfung von Werkstücken ist jedoch nicht nur deren Vermessung in Richtung der X-, Y- und Z-Achsen erforderlich. Es muß vielmehr auch noch eine Formprüfung vorgenommen werden, beispielsweise muß die Geradheit von Ebenen oder die Rundheit von Bohrungsinnenflächen des jeweiligen Werkstücks überprüft werden. Dies kann zwar auf den geschilderten Koordinatenmeßmaschinen erfolgen, jedoch nicht mit dem erläuterten Meßkopf.

Umgekehrt sind die bekannten Meßköpfe zur Formprüfung von Werkstücken nicht für das Koordinatenmessen verwendbar. Weder vermögen sie bei einer bestimmten Drehstellung des Tastarmes im Meßkopfgehäuse ein diskretes elektrisches Signal abzugeben, noch wird der Tastarm jeweils in einer solchen Drehstellung gehalten, daß er bei jedem Koordinatenmeßvorgang diejenige Drehstellung durchlaufen muß, in welcher der zugehörige Signalgeber wirksam wird.

Bei der Überprüfung von Werkstücken ist man daher bisher so vorgegangen, daß zwar die Koordinatenmes-

sung und die Formprüfung auf derselben Maschine durchgeführt wird, jedoch mit unterschiedlichen Meßköpfen. Diese müssen also ausgewechselt werden, was insbesondere bei größeren Maschinen schwierig ist. Auch wird durch diesen Meßkopfwechsel die Genauigkeit der Werkstückprüfung beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Meßkopf der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welcher nicht nur zur Messung und Registrierung der gegenseitigen Verschiebungen von Meßkopf und Tisch in den drei Richtungen des räumlichen Koordinatensystems dient, sondern auch zur Formprüfung an Werkstücken, wie z. B. Gradheit von Ebenen oder Rundheit von Bohrungsinnenflächen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Tastarm eine Druckfeder sowie eine bei der Koordinatenmessung einschaltbare und bei der Formprüfung ausschaltbare Reibungsbremse angreift, und daß der Signalgeber bei der Koordinatenmessung das Signal beim Durchlauf des Tastarmes durch eine genau definierte Drehstellung im Gehäuse und bei der Formprüfung ein analoges, der jeweiligen Auslenkung des an der zu prüfenden Werkstückfläche anliegenden, federbelasteten Tastarms entsprechendes Signal liefert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich, wenn die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 11 verwirklicht sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß der Meßkopf auf einfachste Weise von Koordinatenmessung auf Formprüfung und umgekehrt umschaltbar ist. Dabei ist nur ein Signalgeber vorgesehen.

Bei der Koordinatenmessung ist durch die eingeschaltete Reibungsbremse sichergestellt, daß der Tastarm während der Bewegung des Meßkopfes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meßvorgängen sich nicht im Meßkopfgehäuse verdreht und nicht ungewollt diejenige Drehstellung durchläuft, bei welcher der Signalgeber wirksam wird. Bei der Koordinatenmessung zweier einander gegenüberliegender Werkstückflächen, wobei der Meßkopf in zwei einander entgegengesetzten Richtungen bewegt wird, muß der Meßkopf nach dem ersten Meßvorgang auch nicht um 180° verdreht zu werden, sondern ist vielmehr sofort zur Durchführung des zweiten Meßvorganges bereit, was insbesondere beim Vermessen von Werkstücksbohrungen hinsichtlich Mittelpunktslage und Durchmessergröße ein schnelles und genaues Arbeiten gestattet.

Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt, jeweils schematisch

F i g. 1 den Längsschnitt in der Drehebene des Tastarms durch einen erfindungsgemäßen Meßkopf,

F i g. 2 die Ausgestaltung eines Meßkopfes nach F i g. 1 für Messungen senkrecht zur Drehrichtung des Tastarms, teilweise längsgeschnitten,

F i g. 3 eine Seitenansicht einer mit dem Meßkopf gemäß F i g. 1 bzw. 2 versehenen Meßmaschine,

F i g. 4 das Vermessen bzw. Überprüfen einer Bohrung in einem Werkstück auf der Meßmaschine gemäß F i g. 3 mit dem Meßkopf gemäß F i g. 1.

Gemäß F i g. 1 weist der Meßkopf ein Gehäuse 1 mit einem Zapfen 2 zur Befestigung an der Meßmaschine und mit einem Anschluß 3 für ein elektrisches Kabel 4 auf. In dem Gehäuse 1 ist ein Tastarm 5 mittels eines nicht dargestellten Blattfederkreuzgelenks spielfrei um eine Achse 6 verschwenkbar gelagert Der Tastarm 5 ragt auf der dem Zapfen 2 gegenüberliegenden Seite aus dem Gehäuse 1 und weist am äußeren Ende einen Kugelkopf 7 auf.

Es ist ein induktiver Signalgeber vorgesehen, welcher aus einer im Gehäuse 1 befestigten Spule 8 und einem darin axial verschieblichen Eisenkern 9 besteht. Der Eisenkern 9 ist durch einen Arm 10 an dem dem Kugelkopf 7 abgewandten Ende des Tastarms 5 befestigt. Von der Spule 8 gehen elektrische Leitungen 11 aus, die.zu dem Kabel 4 führen.

Der Tastarm 5 ist mit zwei zueinander parallelen Blattfedern 12 versehen, welche am Gehäuse 1 angreifen, und zwar umfassen sie einen Exzenterzapfen 13 eines im Gehäuse 1 um die Achse 14 drehbaren Stellknopfes 15 mit Handhebel 16. Der Tastarm 5 ist im Gehäuse 1 um die Achse 6 entgegen der Wirkung der Blattfedern 12 zwischen zwei im Gehäuse 1 verstellbaren Anschlagschrauben 17 verschwenkbar.

Für den Tastarm 5 ist eine ein- und ausschaltbare Reibungsbremse vorgesehen. Diese besteht aus einer vom Tastarm 5 abstehenden Blattfeder 18 mit einem Eisenkern 19 am freien Ende, und aus einem Elektromagneten 20 am Gehäuse 1, welcher dem freien Ende der Blattfeder 18 gegenüberliegt und mit dieser bzw. dem daran vorgesehenen Eisenkern 19 zusammenwirkt, wenn der Elektromagnet 20 erregt ist Elektrische Leitungen 21 führen vom Elektromagneten 20 zum Kabel 4.

Der Tastarm 5 ist mehrteilig ausgebildet und weist auf der dem Kugelkopf 7 zugewandten Seite der Drehachse 6 zwei Schwenkstücke 22 und 23 auf. Das der Drehachse 6 benachbarte Schwenkstück 22 ist um eine Achse 24 an dem im Gehäuse 1 drehbar gelagerten Arm 25 drehbar gelagert, und zwar spielfrei. Das Schwenkstück 23 ist auf gleiche Weise am Schwenkstück 22 spielfrei um eine Achse 26 verschwenkbar gelagert. Die Achsen 24 und 26 verlaufen parallel zur Achse 6, und zwar beidseitig davon.

Eine Zugfeder 27 hält die Schwenkstücke 22 sowie 23 und den Arm 25 in gegenseitiger Anlage und greift einerseits an einer Zunge 28 des Armes 25 an, andererseits am Schwenkstück 23. Das in F i g. 1 untere Schwenkstück 23 stützt sich über eine Justierschraube 29 am Schwenkstück 22 bzw. Arm 25 ab.

Die den Kugelkopf 7 aufweisende Tastspitze 30 des Tastarmes 5 ist an einem Zapfen 31 des Schwenkstücks 23 lösbar befestigt, beispielsweise in einem Aufnahmeprisma desselben durch eine Feder festgeklemmt. Es kann also die Tastspitze 30 gegen eine andere ausgetauscht werden, weiche statt des Kugelkopfs 7 beispielsweise ein sich konisch verjüngendes Ende aufweist, d. h. nadelartig ausgebildet ist.

Die Schwenkstücke 22 und 23 ermöglichen ein Abklappen der Tastspitze 30 bis in die gestrichelt wiedergegebene Stellung 30' bzw. 30", wenn der Arm 25 an der in F i g. 1 linken bzw. rechten Anschlagschraube 17 anliegt. Damit sind Beschädigungen vermieden, wenn der bei einem Meßvorgang bewegte Meßkopf nach Anlage des Kugelkopfs 7 am Meßpunkt des Werkstücks nicht rechtzeitig stillgesetzt wird.

Bei der Formprüfung eines Werkstücks ist der Elektromagnet 20 stromlos, d. h. nicht erregt. Die Reibungsbremse des Tastarms 5 ist also abgeschaltet. Der Tastarm 5 wird mit dem Kugelkopf 7 an der zu prüfenden Fläche zur Anlage gebracht und entlang derselben bewegt. Der Signalgeber 8,9 gibt dabei laufend ein analoges, elektrisches Signal ab, welches der jeweiligen Auslenkung des Tastarms 5 im Gehäuse 1 entspricht. Das Signal gelangt über das elektrische Kabel 4 in den elek-

trischen bzw. elektronischen Teil der jeweiligen Meßmaschine.

Die Federkraft, mit welcher der Kugelkopf 7 gegen die zu prüfende Fläche gedrückt wird, ist einstellbar, und zwar mit Hilfe des Handhebels 16. Ferner ist damit auch die Meßrichtung des Tastarms 5 einstellbar. Beispielsweise kann der Tastarm 5 zur Formprüfung von Bohrungsinnenflächen aus der in F i g. 1 wiedergegebenen Stellung geringfügig nach rechts und zur Formprüfung von Vorsprungsaußenflächen geringfügig nach links eingestellt werden. Dazu wird der Handhebel 16 in F i g. 1 nach unten bzw. nach oben verschwenkt, so daß sich der Stellknopf 15 mit dem Exzenterzapfen 13 entsprechend im Gehäuse 1 verdreht.

Zur Koordinatenmessung wird der Elektromagnet 20 erregt, welcher den Eisenkern 19 der Blattfeder 18 anzieht. Die Reibungsbremse des Tastarms 5 ist wirksam. In der in F i g. 1 wiedergegebenen Stellung des Tastarms 5 befindet sich der Einsenkern 9 des Signalgebers innerhalb der Spule 8 in der Nullstellung, in welcher der Signalgeber ein Signal liefert, welches über das Kabel 4 dem elektrischen bzw. elektronischen Teil der jeweiligen Meßmaschine zugeführt wird.

Im Betrieb ist der Tastarm 5 auf Grund der Wirkung der Reibungsbremse aus der in F i g. 1 wiedergegebenen Stellung verschwenkt, und zwar in die gestrichelt wiedergegebene Stellung 30'" bzw. 30"" der Tastspitze 30. Bei jedem Koordinatenmeßvorgang geschieht folgendes. Der Meßkopf wird mit der beispielsweise sich in der Stellung 30"' befindlichen Tastspitze 30 in Richtung des Pfeiles A gegen den zu vermessenden Punkt des Werkstücks bewegt, um daran zur Anlage zu kommen und in die Stellung 30"" zu schwenken, in welcher der Meßkopf stillgesetzt wird. Beim Durchlaufen durch die in F i g. 1 wiedergegebene Drehstellüng findet im Signalgeber 8, 9 ein Nulldurchgang statt, so daß der Signalgeber ein Signal liefert. Der Meßkopf ist dann sofort bereit, die nächste Koordinatenmessung auf die geschilderte Art und Weise durchzuführen.

Mit Hilfe der Justierschraube 29, welche im in F i g. 1 unteren Schwenkstück 23 verschraubbar ist, kann die Stellung des Kugelkopfes 7 bezüglich des Arms 25 bzw. des Eisenkerns 9 vom Signalgeber verändert werden. In F i g. 1 ist der Kugelkopf 7 so eingestellt, daß der Signalgeber dann ein Signal liefert, wenn der Kugelkopf 7 auf der in F i g. 1 linken Seite diejenige Gerade B gerade berührt, welche mit der Längsachse des Gehäusezapfens 2 koinzidiert. Statt dessen kann der Kugelkopf 7 jedoch auch so eingestellt werden, daß sein Mittelpunkt genau auf dieser Geraden B liegt. Diese Einstellung ist vor allem dann vorzunehmen, wenn bei der Koordinatenmessung der Meßkopf einmal in der Richtung des Pfeiles A gegen einen Meßpunkt bewegt wird, und dann in entgegengesetzter Richtung gegen einen anderen Meßpunkt, wie noch in Verbindung mit F i g. 4 geschildert wird.

In Fi g. 2 ist eine Ausgestaltung des Meßkopfes gemäß F i g. 1 wiedergegeben, welche das Koordinatenmessen und die Formprüfung senkrecht zur Drehrichtung des Tastarms 5 im Gehäuse 1, d. h. in Richtung der Geraden B gestattet. Dazu ist ein Zusatzgehäuse 32 am Gehäuse 1 auf derjenigen Seite mittels eines Bajonettanschlusses lösbar befestigt, auf welcher der Tastarm 5 mit der Tastspitze 30 vorsteht. Im Zusatzgehäuse 32 ist ein zur Graden B koaxial verschieblicher Tastbolzen 33 vorgesehen, welcher an dem der Tastspitze 30 benachbarten Ende einen Kopf 34 mit einer gegenüber der Geraden B geneigten, schiefen Ebene 35 aufweist und durch eine Druckfeder 36 von der Tastspitze 30 weg in die in F i g. 2 wiedergegebene Stellung belastet ist. Die Druckfeder 36 ist zwischen dem Zusatzgehäuse 32 und einem Bund 37 des Tastbolzens 33 eingeschlossen.

Zwischen dem Zusatzgehäuse 32 und dem Tastbolzen 33 ist eine ein- und ausschaltbare Reibungsbremse vorgesehen. Diese besteht aus einem im Zusatzgehäuse 32 radial zum Tastbolzen 33 beweglichen, durch eine Feder 38 gegen den Bund 37 belasteten Stift 39. Zum Ausschalten der Reibungsbremse ist der Stift 39 vom Bund 37 entgegen der Wirkung der Feder 38 wegbeweglich und in der zurückgezogenen Stellung festlegbar.

Der Tastbolzen 33 ist zweiteilig ausgebildet und

rs weist einen an den Bund 37 anschließenden Schaft 40 sowie eine darauf axial verschiebliche Tastspitze 41 mit Kugelkopf 42 auf. Die Tastspitze greift mit einem nach innen vorstehenden radialen Stift 43 in eine Längsnut 44 des Schaftes 40 ein und ist in die in F i g. 2 wiedergegebene Stellung auf dem Schaft 40 durch eine Druckfeder 45 belastet, welche stärker als die Druckfeder 36 ist. Diese Zweiteiligkeit des Tastbolzens 33 hat denselben Zweck wie die Anordnung der Schwenkstücke 22 und 23, d. h., soll Beschädigungen des Meßkopfes dann verhindern, wenn er beim Messen zu weit verfahren und nicht rechtzeitig stillgesetzt wird.

Sowohl bei der Formprüfung als auch beim Koordinatenmessen ist bei der Ausgestaltung gemäß F i g. 2 der Elektromagnet 20 ausgeschaltet, d. h. die Reibungsbremse des Tastarms 5 wirkungslos. Desgleichen ist der Stift 39 in der zurückgezogenen Stellung verriegelt. Der Tastarm 5 ist durch die Blattfedern 12 so gehalten, daß die Tastspitze 30 die in F i g. 2 wiedergegebene Stellung einnimmt. Zum Messen wird der Meßkopf in Richtung der Geraden B in F i g. 2 nach unten bewegt, bis der Kugelkopf 42 am Meßpunkt zur Anlage kommt und sich der Tastbolzen 33 nach oben verschiebt, so daß die schiefe Ebene 35 am Kugelkopf 7 der Tastspitze 30 anliegt und bei weiterer Aufwärtsbewegung die Tastspitze 30 nach links verschwenkt. Beim Koordinatenmessen gibt der Signalgeber 8,9 bei einer bestimmten Verschiebungsstellung des Tastbolzens 33 im Zusatzgehäuse 32 einen Signalimpuls ab, worauf der Meßkopf in entgegengesetzter Richtung bewegt wird und der Tastbolzen 33 sowie die Tastspitze 30 wieder in die in F i g. 2 wiedergebene Stellung zurückkehren. Es kann dann die nächste Koordinatenmessung durchgeführt werden.

Beim Formprüfen gibt demgegenüber der Signalgeber ein analoges Signal ab, welches der jeweiligen Verschiebung des Tastbolzens 33 im Zusatzgehäuse 32 entspricht.

Die Reibungsbremse 38, 39 zwischen Zusatzgehäuse 32 und Tastbolzen 33 wird dann eingeschaltet, wenn der Abstand zwischen zwei Meßpunkten an einem Werkstück Wl in Richtung der Geraden B gemessen werden soll. Zunächst wird dabei der Meßkopf mit einem seitlichen Kugelkopf 42' in Richtung des Pfeiles C gegen die Meßfläche D des Werkstücks IVl geführt, bis der Kugelkopf 42' daran zur Anlage kommt, der Tastbolzen 33 sich verschiebt und die Tastspitze 30 verschwenkt, so daß der Signalgeber 8,9 ein Signal liefert. Dann wird der Meßkopf verfahren und mit dem Kugelkopf 42' in Richtung des Pfeiles E gegen die Meßfläche Fdes Werkstücks WX geführt, wobei der Tastbolzen 33 durch den federbelasteten Stift 39 in der vorher erreichten Verschiebungsstellung gehalten ist. Aus dieser wird er bei Anlage des Kugelkopfs 42' an der Meßflä-

ehe F zurückbewegt, wobei der Signalgeber 8, 9 dann ein neuerliches Signal abgibt, wenn der Nulldurchgang stattfindet.

Der Meßkopf gemäß F i g. 1 bzw. 2 wird beispielsweise in einer Meßmaschine gemäß F i g. 3 verwendet. Diese besteht im wesentlichen aus einem viereckigen Block 46 mit rechteckigem Querschnitt aus Granit, welcher über vier Füße 47 aus dem Fundament abgestützt ist, so daß praktisch keine Durchbiegung infolge des Eigengewichts gegeben ist. Auf dem genau waagerecht ausgerichteten Block 46 ist ein Support 48 beweglich angeordnet. Dieser stützt sich über vier luftgelagerte Füße 49 auf dem Block 46 ab und ist durch ein nicht dargestelltes Meisterkreuz so geführt, daß er exakt entlang der y-Achse und der dazu senkrechten X-Achse auf dem Block 46 verfahren werden kann. Im Support 48 ist eine Führungsleiste 50 genau in Richtung der zur X- und y-Achse senkrechten Z-Achse beweglich. Am unteren Ende der Führungsleiste 50 ist auf noch zu schildernde Weise der Meßkopf befestigt.

Das zu vermessende Werkstück WZ liegt auf einem Tisch 51, über welchem der Meßkopf verfahrbar ist. Die Bewegungen des Supports 48 auf dem Block 46 in Richtung der X- und der V-Achse sowie die Bewegungen der Führungsleiste 50 in Richtung der Z-Achse sind genau feststellbar und werden auf elektrischem Wege dem nicht dargestellten elektrischen bzw. elektronischen Teil der Meßmaschine zugeführt, um darin verarbeitet zu werden.

Aus F i g. 4 ist die Anbringung des Meßkopfes an der Führungsleiste 50 besonders deutlich ersichtlich. Am unteren Ende der Führungsleiste 50 ist ein Gehäuse 52 befestigt, welches um eine Achse 53 gegenüber der Führungsleiste 50 verschwenkbar ist. Am Gehäuse 52 ist eine sich in Richtung der -Y-Achse erstreckende Schiene 54 befestigt, an welcher ein Wagen 55 in Schienenlängsrichtung verfahrbar ist. In der in F i g. 4 wiedergegebenen Stellung liegt der Wagen 55 an einem Anschlag 56 der Schiene 54 an. Am Wagen 55 ist der Meßkopf mit dem Zapfen 2 befestigt.

Die Schiene 54 ist um die Gerade B gegenüber dem Gehäuse 52 aus der in F i g. 4 wiedergegebenen Stellung in die dazu senkrechte Stellung verdrehbar, in welcher sie sich in Richtung der y-Achse erstreckt. Der Meßkopf ist am Wagen 55 so angeordnet, daß der Tastarm 5 und somit die Tastspitze 30 sich in Längsrichtung der Schiene 54 verschwenken kann.

Soll an dem unter dem Meßkopf befindlichen Werkstück W3 in F i g. 4 eine Koordinatenmessung hinsichtlich der Bohrung G vorgenommen werden, dann wird folgendermaßen vorgegangen. Zunächst wird der Meßpunkt I angefahren und seine Lage im imaginären, dreidimensionalen Koordinatensystem festgestellt. Dann geschieht dasselbe bezüglich des Meßpunkts II. Damit ist der Mittelpunkt III zwischen den beiden Meßpunkten I und II bekannt, der beispielsweise im elektrischen bzw. elektronischen Teil der Meßmaschine mittels eines Computers errechnet werden kann. Der Meßkopf wird zum Punkt III verfahren, so daß die Gerade B durch diesen Punkt III läuft. Dann wird der Meßkopf um 90° um die Achse B gedreht und an den Meßpunkt S IV gefahren. Dessen Lage im Koordinatensystem ist damit festgestellt. Bei Kenntnis der Koordinaten der Meßpunkte I, II und IV ist sowohl der Mittelpunkt M als auch der Durchmesser des Querschnitts der Bohrung G gegeben und beispielsweise in dem erwähnten

ίο Computer berechenbar. Diese Größen können jedoch auch dadurch ermittelt werden, daß der Meßkopf gegen den Meßpunkt V verfahren wird, um dessen Koordinaten festzustellen. Der Durchmesser des Querschnitts der Bohrung G ergibt sich damit unmittelbar als der Abstand der beiden Meßpunkte IV und V voneinander. Der Mittelpunkt M ist ebenso einfach berechenbar.

Ist bei diesen Messungen der Kugelkopf 7 mittels der Justierschraube 29 so eingestellt, daß sein Mittelpunkt

ao auf der Geraden B liegt, dann muß bei den Messungen der Kugelkopfdurchmesser berücksichtigt werden. Dies kann in dem Computer des elektrischen bzw. elektronischen Teils der Meßmaschine selbsttätig geschehen.
Bei dieser Koordinatenmessung liegt der Wagen 55

s5 stets am Anschlag 56 der Schiene 54 an. Die Bewegungen des Meßkopfes zwischen den Punkten I, II und IH geschehen ausschließlich durch Verschieben des Supportes 48 in Richtung der X-Achse des imaginären Koordinatensystems, desgleichen die Bewegungen des Meßkopfes zwischen den Punkten III, IV und V durch Bewegung des Supports 48 auf dem Block 46 in Richtung der y-Achse dieses Koordinatensystems.

Soll die Rundheit der Innenfläche der Bohrung G festgestellt werden, dann wird der Wagen 55 vom Anschlag 56 weggefahren und der Meßkopf mit der Tastspitze 30 gegen die Innenfläche bewegt. Die Reibungsbremse 18, 19, 20 des Tastarms 5 ist ausgeschaltet. Dann wird die Schiene 54 und somit der Meßkopf gegenüber dem Gehäuse 52 um die Achse B verdreht, welche durch den Mittelpunkt M der Bohrung G läuft. Der Signalgeber 8, 9 gibt ein analoges Signal ab, welches die Rundheit des überprüften Querschnitts der Bohrung G anzuzeigen und/oder zu registrieren erlaubt, wie in F i g. 4 beispielsweise angedeutet.

Durch Verschwenken des Gehäuses 52 um die Achse 53 kann der Meßkopf in die in F i g. 3 gestrichelt angedeutete Stellung um 90° gedreht werden. Es können dann auch Messungen an den Seiten des Werkstücks Wl vorgenommen werden.

Der erfindungsgemäße Meßkopf ersetzt also maximal vier bekannte Meßköpfe, welche bei der Maschine gemäß F i g. 3 wechselweise eingesetzt werden müßten, nämlich zwei Meßköpfe zur Koordinatenmessung in Richtung der in Z-Achse bzw. in Richtung der X- und

der y-Achse und zwei Meßköpfe zur Formprüfung in Richtung der Z-Achse bzw. in Richtung der X- und y-Achse.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

409581/142

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Meßkopf für Koordinatenmeßmaschinen zur Bestimmung der Lage irgendeines beliebigen Punktes des auf dem Tisch der Koordiantenmeßmaschine jeweils befindlichen Werkstücks in einem imaginären dreidimensionalen Koordiantensystems, dessen Lage bezüglich des Werkstücks definiert ist, mit einem im Meßkopfgehäuse drehbar gelagerten Tastarm, welcher mit einem kapazitiven oder induktiven Signalgeber zusammenwirkt, der beim Durchlauf des Tastarms durch eine bestimmte Drehstellung im Gehäuse ein elektrisches Signal liefert, welches dem elektrischen oder elektronischen Teil der Koordinatenmeßmaschine zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Tastarm (5) eine Druckfeder (12) sowie eine bei der Koordinatenmessung einschaltbare und bei der Formprüfung ausschaltbare Reibungsbremse (18, 19, 20) angreift, und daß der Signalgeber (8,9) bei der Koordinatenmessung das Signal beim Durchlauf des Tastarmes (5) durch eine genau definierte Drehstellung im Gehäuse (1) und bei der Formprüfung ein analoges, der jeweiligen Auslenkung des an der zu prüfenden Werkstückfläche anliegenden, federbelasteten Tastarmes (5) entsprechendes Signal liefert.

2. Meßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsbremse (18, 19, 20) aus einer vom Tastarm (5) abstehenden Blattfeder (18) und einem mit derselben zusammenwirkenden Elektromagneten (20) am Gehäuse (1) besteht.

3. Meßkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Tastarm (5) belastende Feder (12) zur Veränderung der Anpreßkraft des Tastarmes (5) an das Werkstück bzw. der Meßrichtung des Tastarmes (5) bei der Formprüfung verstellbar ist.

4. Meßkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Tastarm (5) zwei Blattfedern (12) befestigt sind, zwischen weiche ein Exzenterzapfen (13) eines im Gehäuse (1) drehbaren Stellkopfes (15) ragt.

5. Meßkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastarm (5) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, an dessen aus dem Gehäuse (1) ragenden Ende eine Tastspitze (30) lösbar befestigt ist.

6. Meßkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastarm

(5) mehrteilig ausgebildet ist und auf der der Tastspitze (30) zugewandten Seite von der Drehachse

(6) im Gehäuse (1) zwei Schwenkstücke (22 und 23) aufweist, welche an dem im Gehäuse (1) gelagerten Arm (25) bzw. aneinander um eine zur Drehachse (6) im Gehäuse (1) parallele, auf der einen bzw. der anderen Seite dieser Drehachse (6) liegende Achse (24 bzw. 26) drehbar gelagert sind, wobei die Schwenkstücke (22 bzw. 23) sowie der Arm (25) durch eine Feder (27) gegeneinander gedrückt sind.

7. Meßkopf nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zwischen den beiden Schwenkstücken (22 und 23) wirksame Justierschraube (29) zur Zentrierung der Tastspitze (30).

8. Meßkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein am Gehäuse (1) lösbar zu befestigendes Zusatzgehäuse (32) mit einem in der Drehebene des Tastarms (5) etwa in

dessen Verlängerung axial verschieblichen Tastbolzen (33), welcher an dem der Tastspitze (30) des Tastarms (5) benachbarten Ende eine mit der Tastspitze (30) zusammenwirkende schiefe Ebene (35) aufweist und durch eine Feder (36) von der Tastspitze (30) weg belastet ist.

9. Meßkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zusatzgehäuse (32) und dem Tastbolzen (33) eine ein- und ausschaltbare Reibungsbremse (38,39) vorgesehen ist.

10. Meßkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsbremse (38,39) aus einem im Zusatzgehäuse (32) radial zum Tastbolzen (33) beweglichen, auf den Tastbolzen (33) zu federbelasteten, entgegen der Federwirkung zurückziehbaren und festlegbaren Stift (39) besteht.

11. Meßkopf nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastbolzen (33) zweiteilig und in sich entgegen der Wirkung einer Feder (45) teleskopierbar ist, welche stärker als die den Tastbolzen (33) vom Tastarm (5) weg belastende Feder (36) ist.