DE3711455A1

DE3711455A1 - DEVICE FOR RECORDING A COORDINATE MEASURING DEVICE ON A BASIS

Info

Publication number: DE3711455A1
Application number: DE19873711455
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Dr Ing Donat
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1986-07-02
Filing date: 1987-04-04
Publication date: 1988-01-07
Also published as: JPS6379007A; DD250758A1

Abstract

The invention relates to a device for receiving a coordinate measuring machine on a foundation with the aim of permitting optimum use of optoelectronic scanning methods. The object is, above all, to prevent the effect on the frame of the measuring machine of bending (flexural) and torsional moments caused by migrating loads. Receiving elements (sleeves) permanently arranged in the frame and on which a baseplate is mounted surround a gas volume which is sealed at the bottom by an annular diaphragm in the central opening of which there is arranged in a gastight fashion a supporting member which rests on the foundation directly or by means of intermediate elements. Connected in parallel with the gas volume is a directional valve which adjusts the pressure as a function of the level of the gas volume and which keeps the level of the gas volume constant even in the event of a changing load on the baseplate. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufnahme eines Koordinatenmeßgerätes auf einer Grundlage oder einem Fun dament, wobei das Meßgerät auf einer Anzahl gedämpfter Luft federelemente ruht.The invention relates to a device for receiving a Coordinate measuring device on a basis or a fun dament, the meter on a number of damped air spring elements rests.

Aus der DD-PS 2 33 175 ist ein Koordinatenmeßgerät bekannt, welches ein vorzugsweise geschweißtes Gestell umfaßt, auf dem eine Hartgesteinplatte als Basisplatte für einen als selbständig existierenden Koordinatentisch vorgesehen ist. Im Gestell sind ferner Führungen für einen Vertikalschlitten angeordnet, an dem eine Beleuchtungseinrichtung und eine Ab tast- oder Beobachtungseinrichtung angeordnet sind. Das Ge stell selbst ruht über gesonderte, nicht in das Gerät inte grierte schwingungsisolierende Federelemente (Druckschrift Physik Instrumente GmbH & Co. Waldbronn, DE, Nr. T56-D6/82.3, "Information - T56 Schwingungsisolatoren, Tischsysteme, Ar beitsflächen") auf einem Fundament. Diese Lösung setzt eine hohe Biege- und Verwindungssteifigkeit des Meßgerätegestells voraus, um die durch Wanderlasten infolge Koordinatentisch verschiebung und unterschiedliche Meßobjektmassen verursach ten, die Meßgenauigkeit beeinflussenden Deformationen des Gestells in zulässigen Grenzen zu halten. Die Realisierung hoher Steifigkeiten bereitet besonders dann erhebliche Pro bleme, wenn zwecks Einbeziehung opto-elektronischer Antast verfahren in das Meßgerät das Gestell zur Unterbringung einer zum opto-elektronischen Meßkopf fest distanzierten und mit ihm bewegten Durchlichtbeleuchtungseinrichtung auf geschnitten wird und die Bauhöhe des Gestells einer be quemen Bedienung wegen begrenzt ist.A coordinate measuring machine is known from DD-PS 2 33 175, which comprises a preferably welded frame which a hard rock plate as a base plate for a as independently existing coordinate table is provided. In the frame are also guides for a vertical slide arranged on which a lighting device and a Ab touch or observation device are arranged. The Ge put yourself resting on separate, not integrated in the device grated vibration-isolating spring elements (publication Physik Instrumente GmbH & Co. Waldbronn, DE, No.T56-D6 / 82.3, "Information - T56 vibration isolators, table systems, Ar beitsflächen ") on a foundation. This solution high bending and torsional rigidity of the measuring device frame advance to the coordinate table caused by moving loads displacement and different measurement object masses deformations of the To keep the frame within permissible limits. The realization high stiffnesses are especially important for this bleme if in order to include opto-electronic probing move the rack into the measuring device for accommodation one firmly distanced from the opto-electronic measuring head and with it transmitted light illumination device is cut and the height of the frame of a be Quemen operation is limited because.

Bei der Einrichtung nach der DD-PS 1 52 409 ruht das ge schweißte Grundgestell einer Meßmaschine auf starren Stütz elementen auf einem Fundament. In den Kreuzungspunkten der Längs- und Querrippen des geschweißten Grundgestells sind Hülsen eingeschweißt, in denen sich auf dem Fundament ruhende Stützen befinden, auf denen der Meßtisch gelagert ist. Meß tisch und Grundgestell sind also bei dieser Einrichtung ge sondert auf dem Fundament gelagert, so daß eine gegenseitige Beeinflussung infolge Verformung und Lastverlagerung durch Meßobjekte oder die bewegte Meßanordnung selbst nicht auf tritt. Diese Einrichtung ist zwar geeignet bei mechanisch an tastenden Meßgeräten angewendet zu werden, bei denen der Tast kopf mit den Tastfingern relativ zum Meßtisch bewegt wird, bei opto-elektronisch antastenden Meßgeräten treten die oben im Zusammenhang mit der DD-PS 2 33 175 im Bezug auf die Stei figkeit angeführten Nachteile auf.In the establishment according to DD-PS 1 52 409, this rests welded base frame of a measuring machine on rigid support elements on a foundation. At the crossing points of the Longitudinal and transverse ribs of the welded base frame are Welded sleeves in which are resting on the foundation There are supports on which the measuring table is mounted. Meas table and base frame are ge with this facility secreted on the foundation so that a mutual Influenced by deformation and load shifting Objects to be measured or the moving measuring arrangement itself are not occurs. Although this device is suitable for mechanical groping measuring devices to be applied, in which the tact head is moved with the probe fingers relative to the measuring table, in the case of opto-electronically probing measuring devices, the above occur in connection with the DD-PS 2 33 175 in relation to the Stei Ability mentioned disadvantages.

Es ist Ziel der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und bei Koordinantenmeßmaschinen die Voraussetzungen für den optimalen Einsatz opto-elektronischer Antastverfahren und -einrichtungen zu schaffen.The aim of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art Eliminate technology and coordinate measuring machines Requirements for the optimal use of opto-electronic To create probing methods and devices.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Beseitigung der infolge Meßschlittenbewegung verursachten und auf das Ge stell des Meßgerätes einwirkenden Biege- und Torsionsmomente ohne Einbuße an Meßgenauigkeit die erforderliche Steifigkeit des Gestells soweit zu reduzieren, daß der Einsatz opto-elek tronischer Abtasteinrichtungen unter Verwendung einer mit die sen mitbewegten Beleuchtungseinrichtung ermöglicht wird. The invention has for its object by elimination caused by the movement of the slide and on the Ge adjust the measuring device acting bending and torsional moments the required rigidity without loss of measuring accuracy reduce the frame so far that the use of opto-elec tronic scanners using one with the sen moving lighting device is made possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung zur Aufnahme eines Koordinatenmeßgerätes auf einer Grund lage, wobei das Koordinatenmeßgerät ein aus Längs-, Quer- und Diagonalstreben bestehendes Gestell umfaßt, auf dem eine Basisplatte mit einem darauf in der Ebene verschieb baren Meßtisch angeordnet ist, und wobei in einigen Kreuzungspunkten von Längs- und Querstreben des Gestells auf einer Grundlage ruhende Aufnahmeelemente befestigt sind, dadurch gelöst, daß die Aufnahmeelemente ein Gas volumen umschließende Hülsen sind, die an ihrem, der Basisplatte zugewandten Ende durch eine Platte gasdicht abgeschlossen sind, wobei auf dieser Platte direkt oder unter Zwischenschaltung daran befestigter, weiterer Ele mente in der Höhe einstellbare, die Basisplatte in de finierter und in horizontalen Richtungen spiel- und spannungs frei wirkender Lageorientierung mit dem Gestell verbindende Auflagerbauteile vorgesehen sind, und daß das interne offene Ende der Aufnahmeelemente durch eine kreisringförmige Mem brane gasdicht abgeschlossen ist, in deren Mittenöffnung ein Stützkörper gasdicht eingefügt ist, der direkt oder unter Zwischenschaltung weitere Glieder auf der Grundlage oder dem Fundament ruht. Und daß parallel geschaltet zu dem in den Aufnahmeelementen befindlichen Gasvolumen ein in Ab hängigkeit von der Höhe des Gasvolumens den Druck innerhalb des Gasvolumens einstellendes Wegeventil vorgesehen ist, welches mit einem Gaszu- und -abfluß verbunden ist, derart, daß die Höhe des Gasvolumens auch bei wechselnder Belastung auf der Basisplatte konstant bleibt und daß das Gasvolumen mit einer Gasversorgungseinheit über das Wegeventil 17 ver bunden ist.According to the invention, this object is in a device for receiving a coordinate measuring machine on a basis, the coordinate measuring machine comprising a frame consisting of longitudinal, transverse and diagonal struts, on which a base plate is arranged with a measuring table thereon displaceable, and wherein in some intersections of longitudinal and transverse struts of the frame are fixed on a base resting receiving elements, solved in that the receiving elements are a gas volume enclosing sleeves which are sealed gas-tight at their end facing the base plate by a plate, on this plate Directly or with the interposition of additional elements that are adjustable in height, the base plate in defined and horizontal position-free play and tension-free positional orientation connecting support components are provided, and that the internal open end of the receiving elements by a k rice-ring-shaped membrane is sealed gas-tight, a gas-tight support body is inserted in the center opening, which rests directly or with the interposition of further elements on the base or the foundation. And that connected in parallel to the gas volume located in the receiving elements, depending on the height of the gas volume, the pressure within the gas volume adjusting directional valve is provided, which is connected to a gas inflow and outflow, such that the height of the gas volume also changing load on the base plate remains constant and that the gas volume with a gas supply unit via the directional control valve 17 is connected.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Gasvolumen mit einem in der Hülse befindlichen Dämpfungsvolumen durch eine in einer Trennwand vorgesehenen Drosselöffnung verbunden ist. It is advantageous if the gas volume with an in damping volume located in the sleeve by a Partition provided throttle opening is connected.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das Gasvolumen über eine Schlauchverbindung mit einem außerhalb der Hülsen vor gesehenen Dämpfungsvolumen verbunden ist.It can also be advantageous if the gas volume is above a hose connection with one outside of the sleeves seen damping volume is connected.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch bei weniger verwindungs- und biegesteifen Gestellen von Meßgeräten durch unterschiedliche Belastungen hervorgerufene Deformationen des Gestells automatisch weitestgehend kompensiert und deren Aus wirkungen auf die Meßgenauigkeit minimiert werden. Auch können die Gestelle der Meßgeräte weniger materialintensiv herge stellt und die Massen reduziert werden. Eine geringere Bau höhe gewährleistet eine bequeme Bedienbarkeit.An advantage of the invention is that even with less torsion-resistant and rigid frames of measuring devices different loads caused deformations of the Frame automatically compensated as far as possible and their out effects on the measurement accuracy can be minimized. Can too the frames of the measuring devices are less material-intensive places and the masses are reduced. A lesser construction height ensures ease of use.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment are explained in more detail. In the drawing shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Koordinatenmeßgerät und Fig. 1 shows a longitudinal section through a coordinate measuring machine and

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Aufnahmeelement. Fig. 2 shows a section through a receiving element.

Das in Fig. 1 dargestellte Koordinatenmeßgerät umfaßt ein Gestell 1, welches aus Längs-, Quer- und Diagonalstreben be steht und auf dem eine Basisplatte 2, vorzugsweise aus Hart gestein ruht. Auf der Basisplatte 2 ist ein auf Führungen, in der Ebene verschiebbar, gelagerter Meßtisch 3 zur Aufnahme der zu prüfenden Meßobjekte vorgesehen.The coordinate measuring machine shown in Fig. 1 comprises a frame 1 , which consists of longitudinal, transverse and diagonal struts and on which a base plate 2 , preferably made of hard rock rests. On the base plate 2 there is a measuring table 3 mounted on guides which can be displaced in the plane, for receiving the test objects to be tested.

In einigen Kreuzungspunkten der Längs- und Querstreben sind Aufnahmeelemente 4 in Form eines Gasvolumens 13 umschließender Hülsen befestigt, die an ihrem der Basisplatte 2 zugewandten Ende durch eine Platte 5 gasdicht abgeschlossen sind. Auf dieser Platte 5 sind weitere Elemente 6 und das Gestell 1 mit der Basisplatte 2 verbindende Auflagerbauteile 7 angeordnet, wobei Verstellteile 8; 9 zwischen dem Element 6 und dem Auf lagerbauteil 7 angeordnet sind, mit denen die Basisplatte 2 in der Höhe einstellbar ist. Die Auflagerbauteile 7 sorgen für eine definierte Auflage der Basisplatte 2 auf dem Ge stell 1, während für eine horizontale spiel- und spannungs freie Lageorientierung gesonderte, hier nicht dargestellte Elemente verantwortlich sind. At some points of intersection of the longitudinal and transverse struts, receiving elements 4 in the form of a gas volume 13 enclosing sleeves are fastened, which are sealed gas-tight at their end facing the base plate 2 by a plate 5 . On this plate 5 , further elements 6 and the support components 7 connecting the frame 1 to the base plate 2 are arranged, adjustment parts 8; 9 are arranged between the element 6 and the stock component 7 , with which the base plate 2 is adjustable in height. The support components 7 ensure a defined support of the base plate 2 on the Ge stell 1 , while separate elements, not shown here, are responsible for horizontal play and tension-free orientation.

Das untere offene Ende der Aufnahmeelemente 4 ist durch eine kreisringförmige Membran gasdicht abgeschlossen (Fig. 2), deren äußerer Bereich an einem Flansch 11 be festigt ist und in deren Mittenöffnung ein Stützkörper 12 gasdicht eingefügt ist, wobei der Flansch 11 an dem Auf nahmeelement 4 mittels Schrauben befestigt ist. Der Stütz körper 12 ruht unter Zwischenschaltung weiterer Fußelemente 14; 15 oder direkt (in Fig. 2 nicht dargestellt) auf einer Grundlage oder einem Fundament 16.The lower open end of the receiving elements 4 is gas-tightly closed by an annular membrane ( FIG. 2), the outer region of which is fastened to a flange 11 and a support body 12 is inserted gas-tight in the central opening thereof, the flange 11 on the receiving element 4 is attached by means of screws. The support body 12 rests with the interposition of further foot elements 14; 15 or directly (not shown in FIG. 2) on a foundation or foundation 16 .

Parallel zu dem in dem Aufnahmeelement 4 vorhandenen Gas volumen 13, welches einLuftfedersystem darstellt, ist ein lageabhängiges Wegeventil 17 vorgesehen, welches vorzugs weise am Aufnahmeelement 4 befestigt ist und durch einen, mit dem Fundament 16 in Wirkverbindung stehenden Betätigungs organ 18 regelbar ist, und welches mit einer nicht darge stellten Gasversorgungseinheit verbunden ist. Dieses Wege ventil 17 regelt in Abhängigkeit von der Belastung der Basisplatte 2 den Gasdruck im Aufnahmeelement 4 derart, daß das Gasvolumen 13 und damit die Federhöhe stets konstant bleibt. Dazu steht das Gasvolumen 13 mit einer Gaszuführungs leitung 19, einen Einlaßstutzen 20 und das Wegeventil 17 mit der Gasversorgungseinheit in Verbindung. In parallel to the gas volume 13 present in the receiving element 4 , which represents an air spring system, a position-dependent directional control valve 17 is provided, which is preferably attached to the receiving element 4 and can be regulated by an actuating organ 18 that is operatively connected to the foundation 16 , and which is connected to a gas supply unit, not shown. This directional valve 17 controls the gas pressure in the receiving element 4 depending on the load on the base plate 2 such that the gas volume 13 and thus the spring height always remains constant. For this purpose, the gas volume 13 with a gas supply line 19 , an inlet port 20 and the directional control valve 17 with the gas supply unit in connection.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist in jedem Aufnahmeelement 4 eine mit einer Drosselöffnung 21 versehene Trennwand 22 vorhanden, welche das Gasvolumen 13 in ein Druckvolumen 23 und ein Dämpfungsvolumen 24 unterteilt.As shown in FIG. 2, there is a partition wall 22 with a throttle opening 21 in each receiving element 4 , which divides the gas volume 13 into a pressure volume 23 and a damping volume 24 .

Das Gasvolumen kann auch über eine Schlauchleitung mit einem außerhalb der Hülsen vorgesehenen, in einem gesonderten Behälter vorhandenen Dämpfungsvolumen verbunden sein (nicht dargestellt).The gas volume can also be connected to a hose line provided outside the sleeves, in a separate Container existing damping volume to be connected (not shown).

Durch das in den Aufnahmeelementen 4 vorhandene, als Luft feder wirkende Gasvolumen 13 werden die infolge von Meß tischverschiebungen hervorgerufenen Wanderlasten direkt, ohne daß Biege- und Torsionsmomente auf das Gestell 1 wirken und Deformationen desselben verursacht werden, auf das Fun dament 16 abgeleitet. Damit werden negative Auswirkungen auf die Winkligkeit zwischen einer im Gestell 1 vorhandenen Vertikalführung 25 eines Vertikalschlittens 26 und den Füh rungen des Meßtisches 3 auf der Basisplatte 2 weitestgehend beseitigt.Due to the existing in the receiving elements 4 , acting as an air spring gas volume 13 , the moving loads caused by measuring table displacements are caused directly, without bending and torsional moments acting on the frame 1 and causing the same, derived on the fun dament 16 . Thus, negative effects on the angularity between an existing in the frame 1 vertical guide 25 of a vertical slide 26 and the Füh approximately the measuring table 3 on the base plate 2 are largely eliminated.

Claims

1. Device for receiving a coordinate measuring machine on a base, the coordinate measuring machine comprising a frame consisting of longitudinal, transverse and diagonal struts, on which a base plate is arranged with a measuring table displaceable thereon in the plane, and wherein in some crossing points of longitudinal and cross struts of the frame are fixed on a base resting on receiving elements, characterized in that the receiving elements are a gas volume enclosing sleeves, which are sealed gas-tight at their end facing the base plate by a plate, where on this plate directly or under an intermediate scarf tion attached to it, further elements adjustable in height, the base plate in defined and in horizontal and play-free and tension-free positional orientation with the frame connecting support components are provided, and that the lower open end of the receiving elements gas-tight by an annular membrane a is closed, in the center opening a gas-tight insert is inserted, which rests directly or with the interposition of further elements on the basis or the foundation, and that connected in parallel to the gas volume located in the receiving elements depending on the height of the gas volume, the pressure within half of the gas volume-adjusting directional control valve is provided, which is connected to a gas inflow and outflow, such that the height of the gas volume remains constant even when the load on the base plate changes, and that the gas volume is connected to a gas supply unit via the directional control valve 17 .

2. Device according to claim 1, characterized in that the gas volume with a dam located in the sleeve volume provided by a partition wall Throttle opening is connected.

3. Device according to claim 1, characterized in that the gas volume via a hose connection with a damping volume provided outside the sleeves connected is.