DE102008062763B3 - Coordinate measuring device has drive for vertically mobile component of coordinate measuring device, where drive moving counterweight mass is formed as drive rigid in comparison with traction mechanism - Google Patents

Coordinate measuring device has drive for vertically mobile component of coordinate measuring device, where drive moving counterweight mass is formed as drive rigid in comparison with traction mechanism Download PDF

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Abstract

The coordinate measuring device has a drive (21) for a vertically mobile component of the coordinate measuring device. The drive moving a counterweight mass (13) is formed as a drive rigid in comparison with a traction mechanism. The drive is arranged below the counterweight mass and the drive rigid in comparison with the traction mechanism is formed as a spindle drive (22) or linear motor drive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmessgerät mit einem Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil des Koordinatenmessgerätes.The The invention relates to a coordinate measuring machine with a drive for a vertical movable component of the coordinate measuring machine.

Aus der Praxis ist ein Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil eines kartesischen Koordinatenmessgerätes, beispielsweise für die Z-Achse bekannt. Bei diesem Antrieb ist eine erste Masse vorgesehen, an der mittelbar oder unmittelbar ein Messelement angeordnet ist. Das Messelement besteht üblicherweise aus einem Tastkopf, der einen Taststift mit Tastkugel trägt.Out practice is a driver for a vertically movable component of a Cartesian coordinate measuring machine, for example for the Z axis known. In this drive, a first mass is provided, on the indirectly or directly a measuring element is arranged. The measuring element usually consists from a probe carrying a stylus with stylus.

Der Antrieb dieser ersten Masse in vertikaler Richtung erfolgt folgendermaßen:
Ein Motor treibt eine Trommel an, auf der wenigstens ein biegeschlaffes Zugmittel wie ein Band, Seil oder eine Kette derart angeordnet ist, dass bei Drehen der Trommel das wenigstens eine Zugmittel auf- oder abgewickelt wird. Der Motor ist dabei in der Nähe der Bandtrommel angeordnet und stützt sich an der das vertikal zu bewegende Bauteil tragenden Struktur ab. Das wenigstens eine Zugmittel ist mit der ersten Masse fest verbunden. Versetzt der Motor die Trommel in eine Drehbewegung, so wird die erste Masse in Bewegung versetzt. Üblicherweise ist eine Umlenkrolle für die Umlenkung des wenigstens einen Seiles oder Bandes vorgesehen, so dass die erste Masse eine Bewegung in vertikaler Richtung durchführt.The drive of this first mass in the vertical direction is as follows:
A motor drives a drum on which at least one slippery traction means such as a belt, rope or chain is arranged such that upon rotation of the drum, the at least one traction means is wound or unwound. The motor is arranged in the vicinity of the belt drum and is supported on the structure carrying the component to be moved vertically. The at least one traction means is firmly connected to the first mass. If the motor sets the drum in a rotary motion, the first mass is set in motion. Usually, a deflection roller is provided for the deflection of the at least one cable or band, so that the first mass performs a movement in the vertical direction.

Darüber hinaus ist eine Gewichtsausgleichsmasse vorgesehen, die ebenfalls über wenigstens ein biegeschlaffes Zugmittel wie beispielsweise ein Seil, Band oder eine Kette über die genannte Trommel angetrieben wird. Für das wenigstens eine Zugmittel der Gewichtsausgleichsmasse ist eine zweite Umlenkrolle vorgesehen.Furthermore a counterbalancing mass is provided which also has at least one limp traction means such as a rope, belt or a chain over the said drum is driven. For the at least one traction means the weight compensation mass is provided a second deflection roller.

Beide Massen können auch durch ein einziges Zugmittel miteinander verbunden sein, das kraftschlüssig – bei Band oder Seil – oder formschlüssig mittels eines Kettenrades bei einer Kette – mit der Trommel verbunden ist.Both Masses can be interconnected by a single traction means, the non-positive - at tape or rope - or positively by means of a sprocket on a chain - connected to the drum is.

Zumindest die erste Masse stützt sich über Lager an einer Führung, beispielsweise einer vertikal angeordneten Strebe oder einem Pfeiler des Koordinatenmessgerätes ab. Die Gewichtsausgleichsmasse kann über Linearführungen, die beispielsweise durch die Gewichtsausgleichsmasse durchgreifen, geführt werden.At least the first mass supports over stock at a guided tour, for example, a vertically arranged strut or a pillar of the coordinate measuring machine from. The counterbalance mass can via linear guides, for example, by pass through the weight balance mass, be guided.

Dieser zum Stand der Technik gehörende Antrieb eines der Schwerkraft unterliegenden Bauteiles weist den Nachteil auf, dass das System mit dem Antrieb über das Zugmittel nicht sehr steif ist. Hieraus resultiert, dass die Eigenfrequenz – gebildet aus den beiden Massen und dem Zugmittel – nicht sehr hoch ist und dass damit unerwünschte Schwingungen auftreten. Darüber hinaus werden Drehmomente, die beim Beschleunigen und Abbremsen der Massen auftreten, bei diesem aus der Praxis bekannten Antrieb in die Struktur. eingeleitet, was wiederum zu Messfehlern führt.This belonging to the prior art drive a gravity subject component has the disadvantage on that the system with the drive over the traction means not very is stiff. This results in that the natural frequency - formed from the two masses and the traction means - is not very high and that thus unwanted Vibrations occur. About that In addition, there are torques when accelerating and decelerating the masses occur in this drive known from practice into the structure. initiated, which in turn leads to measurement errors.

Das aus der Praxis bekannte Koordinatenmessgerät weist darüber hinaus den Nachteil auf, dass der zum Antrieb erforderliche Motor ein aufwändiges Untersetzungsgetriebe, in vielen Fällen sogar ein zweistufiges Untersetzungsgetriebe aufweisen muss. The From the practice known coordinate measuring machine also has the disadvantage that the motor required to drive a complex reduction gear, in many cases even a two-stage reduction gear must have.

Zum Stand der Technik ( WO 89/09921 A1 ) gehört ein Koordinatenmessgerät, bei dem in dem Antrieb zwei über ein Seil gekoppelte Massen vorgesehen sind. Jede Masse wird von einem Reibradantrieb angetrieben. Diese zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass Reibradantriebe sehr teuer sind. Darüber hinaus müssen die beiden Motoren der Reibradantriebe synchronisiert werden. Der Motor, der jeweils die Aufwärtsbewegung durchführt, muss etwas langsamer als der andere Motor laufen, damit das Kopplungsseil unter Spannung steht. Kehrt sich die Bewegung um, muss der jeweils andere Motor entsprechend langsamer sein. Diese Synchronisation ist sehr schwierig und aufwändig. Insbesondere bei Richtungsumkehr bei kontinuierlichen Abtastvorgängen (Scannen) gestaltet sich die Synchronisa tion schwierig, weil die Motore ihre ”Rollen” wechseln müssen.The prior art ( WO 89/09921 A1 ) includes a coordinate measuring machine, in which two masses coupled via a cable are provided in the drive. Each mass is driven by a friction wheel drive. This belonging to the prior art device has the disadvantage that friction wheel drives are very expensive. In addition, the two motors of the friction wheel drives must be synchronized. The motor, which makes the upward movement, must run a little slower than the other engine, so that the coupling cable is under tension. If the movement reverses, the other motor must be correspondingly slower. This synchronization is very difficult and expensive. In particular, when reversing direction in continuous scanning (scanning), the Synchronisa tion difficult, because the motors need to change their "roles".

Zum Stand der Technik ( DE 31 07 781 A1 ) gehört eine Antriebseinrichtung für eine Pinole, bei der die Pinole an einem antreibbaren Stahlband befestigt ist. Das Ende des Bandes ist an einer Aufwickelrolle befestigt, am anderen Bandende ist die Pinole in ihrer Mittellängsachse angehängt. Zwischen den Bandenden ist oberhalb der Pinole eine Umlenkrolle angeordnet. Die Aufwickelrolle für das Stahlband wird von einem Motor in Bewegung gesetzt. Diese zum Stand der Technik gehörende Antriebseinrichtung weist ebenfalls den Nachteil auf, dass das System mit dem Antrieb über das Zugmittel nicht sehr steif ist und dass damit, wie schon beschrieben, unerwünschte Schwingungen auftreten.The prior art ( DE 31 07 781 A1 ) includes a drive device for a sleeve, wherein the quill is attached to a drivable steel strip. The end of the tape is attached to a take-up reel, at the other end of the tape quill is attached in its central longitudinal axis. Between the band ends a deflection roller is arranged above the quill. The take-up roll for the steel strip is set in motion by a motor. This belonging to the prior art drive device also has the disadvantage that the system with the drive on the traction means is not very stiff and that thus, as already described, undesirable vibrations occur.

Weiterhin gehört zum Stand der Technik ( DE 195 07 628 A1 ) ein Aufzug, bei dem ein Fahrkorb und ein Gegengewicht vorgesehen ist. Das Gegengewicht wird über einen Antriebszug mit erstem und zweitem Trum von einem Antrieb bewegt. Auch dieses System mit dem Antrieb über das Zugmittel ist nicht sehr steif und weist deshalb die schon bekannten Nachteile auf.Furthermore belongs to the state of the art ( DE 195 07 628 A1 ) an elevator in which a car and a counterweight is provided. The counterweight is moved by a drive with a drive train with first and second strand. Also, this system with the drive on the traction means is not very stiff and therefore has the already known disadvantages.

Darüber hinaus gehört zum Stand der Technik ( DE 37 19 509 A1 ) ein Höhenmessgerät, bei dem an einer Führung ein Messschlitten gelagert ist, an dem wiederum ein Messtaster starr befestigt ist.In addition, the state of the art ( DE 37 19 509 A1 ) a height gauge, in which a guide on a measuring slide is mounted on in turn, a probe is rigidly attached.

Der Schlitten hängt an einem endlosen Stahlband, welches über eine obere Umlenkrolle und eine untere Umlenkrolle des Ständers geführt ist. Auf der dem Schlitten entgegengesetzten Seite ist am Stahlband ein Gegengewicht befestigt. Die untere Umlenkrolle wird von einem Getriebe elektromotor über eine Welle angetrieben. Auch dieses Höhenmessgerät weist den schon angegebenen Nachteil auf, dass das System mit dem Antrieb über das Zugmittel nicht sehr steif ist und hieraus unerwünschte Schwingungen resultieren.Of the Sled hangs on an endless steel belt, which has an upper deflection roller and a lower pulley of the stator is guided. On the sled opposite side is attached to the steel band a counterweight. The lower pulley is by a transmission electric motor via a Shaft driven. This height measuring device also has the already indicated disadvantage that the system with the drive on the Traction means is not very stiff and this results in undesirable vibrations.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Koordinatenmessgerät mit einem Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil des Koordinatenmessgerätes anzugeben, welches die genannten Nachteile nicht aufweist.The The technical problem underlying the invention is that a coordinate measuring machine with a drive for specify a vertically movable component of the coordinate measuring machine, which does not have the disadvantages mentioned.

Dieses technische Problem wird durch ein Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.This technical problem is due to a coordinate measuring machine with the Features according to claim 1 solved.

Das erfindungsgemäße Koordinatenmessgerät mit einem Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil des Koordinatenmessgerätes, bei dem eine erste Masse, die ein Messelement trägt, und eine Gewichtsausgleichsmasse vorgesehen sind, wobei die erste Masse und die Gewichtsausgleichsmasse bezüglich ihrer Vertikalbewegung durch ein biegeschlaffes Zugmittel gekoppelt sind und bei dem lediglich die Gewichtsausgleichsmasse mittels eines unmittelbar an der Gewichtsausgleichsmasse angreifenden Antriebes vertikal antreibbar ausgebildet ist, während die erste Masse mittelbar über das biegeschlaffe Zugmittel angetrieben wird, zeichnet sich dadurch aus, dass der die Gewichtsausgleichsmasse bewegende Antrieb als im Vergleich mit dem Zugmittel steifer Antrieb ausgebildet ist und dass der Antrieb für die Gewichtsausgleichsmasse unterhalb der Gewichtsausgleichsmasse angeordnet ist und dass der im Vergleich mit dem Zugmittel steife Antrieb als Spindelantrieb oder Linearmotorantrieb ausgebildet ist.The Coordinate measuring machine according to the invention with a Drive for a vertically movable component of the coordinate measuring machine, at a first mass carrying a measuring element, and a counterbalancing mass are provided, wherein the first mass and the counterbalancing mass in terms of their vertical motion coupled by a slippery traction means and in which only the counterbalancing mass by means of a directly on the counterbalancing mass attacking drive is designed to be driven vertically, while the first mass indirectly via the pliable traction means is driven characterized by from that of the weight compensation mass moving drive as in comparison with the traction means rigid drive is formed and that the drive for the weight balance mass below the weight balance mass is arranged and that in comparison with the traction means stiff Drive is designed as a spindle drive or linear motor drive.

Für den Antrieb lediglich der Gewichtsausgleichsmasse ist lediglich ein unmittelbar an der Ausgleichsmasse angreifender Antrieb vorgesehen.For the drive only the counterbalancing mass is only an immediate one provided on the balancing mass attacking drive.

Die Steifigkeit des Antriebes ist mindestens zehnmal steifer als die Steifigkeit des Zugmittels.The Stiffness of the drive is at least ten times stiffer than that Stiffness of the traction device.

Entscheidend für den Erfindungsgedanken ist die im Vergleich zum Zugmittel, das die beiden Massen miteinander verbindet, steife Kopplung der Gewichtsausgleichmasse an den Antrieb.critical for the Invention idea is compared to the traction means, which are the two masses interconnects, rigid coupling of the counterbalance mass to the drive.

Durch diese Ausbildung des Koordinatenmessgerätes ist die Gewichtsausgleichsmasse von dem aus Zugmittel und erster Masse bestehenden Feder-Masse-System entkoppelt, da unmittelbar die Gewichtsausgleichsmasse durch den Antrieb bewegt wird. Durch Wegfall von ein bis zwei Riemenantriebsstufen erhält man zusätzlich eine wesentliche Versteifung des Antriebszuges. Darüber hinaus ist lediglich ein Antrieb vorgesehen, so dass eine aufwändige Synchronisation von mehreren Antrieben entfällt.By This design of the coordinate measuring machine is the counterbalancing mass from the traction means and first mass existing spring-mass system decoupled, since immediately the counterbalance by the Drive is moved. By eliminating one to two belt drive stages receives one additionally a substantial stiffening of the drive train. Furthermore only one drive is provided, so that a complex synchronization of several drives deleted.

Das bedeutet, dass entweder größere bewegte Massen durch den steiferen Spindelantrieb möglich sind, oder es ist eine höhere Dynamik bei gleichen Massenverhältnissen bei dem erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerät umsetzbar.The means that either larger moving Masses are possible by the stiffer spindle drive, or it is one higher Dynamics at equal mass ratios implemented in the coordinate measuring machine according to the invention.

Der Spindelantrieb weist den Vorteil auf, dass der Spindelantrieb ein sehr präziser Antrieb ist, wodurch die Gewichtsausgleichsmasse und damit die gekoppelte erste Masse sehr exakt positioniert werden können.Of the Spindle drive has the advantage that the spindle drive a very precise Drive is, causing the counterbalancing mass and thus the coupled first mass can be positioned very accurately.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist für die Gewichtsausgleichsmasse wenigstens eine lineare Führung vorgesehen. Damit die Gewichtsausgleichsmasse keine Drehbewegungen durchführt, ist wenigstens eine verdrehsteife lineare Führung der Gewichtsausgleichsmasse erforderlich. Die linearen Führungen nehmen das Reaktionsmoment der Spindelmutter auf.According to one advantageous embodiment of the Invention is for the weight balance mass provided at least one linear guide. So that the counterbalancing mass performs no rotational movements, is at least one torsionally stiff linear guide of the counterbalancing mass required. The linear guides take up the reaction moment of the spindle nut.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zur Kopplung der Bewegung der Gewichtsausgleichsmasse und der ersten Masse ein Zugmittel vorgesehen, welches als wenigstens ein Seil, Band oder Kette ausgebildet ist.According to one advantageous embodiment of the Invention is for coupling the movement of the counterbalancing mass and the first mass provided a traction means, which as at least a rope, band or chain is formed.

Darüber hinaus sind vorteilhaft zwei Umlenkrollen oder Kettenräder für das wenigstens eine Seil oder das wenigstens eine Band oder die wenigstens eine Kette vorgesehen.Furthermore are advantageous two pulleys or sprockets for the at least one rope or the at least one band or the at least one chain provided.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerätes liegt darin, dass der Antriebsangriffspunkt niedrig in der Maschinenstruktur liegt, so dass eine geringe Beeinflussung der messtechnischen Eigenschaften vorhanden ist.One particular advantage of the coordinate measuring machine according to the invention is located in that the drive application point is low in the machine structure lies, so that a slight influence on the metrological properties is available.

Weiterer Vorteil ist die wesentliche Versteifung des Antriebszuges durch Wegfall von ein bis zwei Riemenantriebsstufen durch die integrierte Übersetzung im Spindelantrieb.Another Advantage is the substantial stiffening of the drive train through Elimination of one to two belt drive stages due to integrated transmission in the spindle drive.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerätes nur beispielhaft dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the accompanying drawings, in the one embodiment a coordinate measuring machine according to the invention only is shown by way of example. In the drawing show:

1 einen zum Stand der Technik gehörenden Antrieb in perspektivischer Ansicht; 1 a belonging to the prior art drive in perspective view;

2 einen Antrieb einer vertikalen Achse eines Koordinatenmessgerätes in perspektivischer Ansicht; 2 a drive of a vertical axis of a coordinate measuring machine in a perspective view;

3 ein Koordinatenmessgerät in perspektivischer Ansicht. 3 a coordinate measuring machine in perspective view.

1 zeigt einen Antrieb 1 für ein Tastelement 2 eines Koordinatenmessgerätes 28 (in 3 dargestellt). 1 shows a drive 1 for a probe element 2 a coordinate measuring machine 28 (in 3 shown).

Das Tastelement 2 gemäß 1, welches als Taststift mit Tastkugel 3 ausgebildet ist, ist an einem Tastkopf 4 angeordnet. Der Tastkopf 4 ist wiederum über eine Pinole 5 an einer ersten Masse 6 (m1) angeordnet. Die erste Masse 6 ist in Richtung des Doppelpfeiles A in Y-Richtung bewegbar. Für den Antrieb ist ein Motor 7 vorgesehen, der über eine Welle 8 eine Bandtrommel 9 in Drehbewegung in Richtung des Doppelpfeiles B versetzt.The feeler element 2 according to 1 , which as a stylus with Tastkugel 3 is formed on a probe 4 arranged. The probe 4 is in turn over a quill 5 at a first mass 6 (m 1). The first mass 6 is movable in the direction of the double arrow A in the Y direction. For the drive is a motor 7 provided that over a shaft 8th a tape drum 9 rotated in the direction of the double arrow B.

Seile 10, 11, die über eine Umlenkrolle 12 geführt sind, werden auf der Bandtrommel 9 auf- oder von der Bandtrommel 9 abgewickelt.ropes 10 . 11 that has a pulley 12 are guided on the tape drum 9 on or off the tape drum 9 settled.

Zusätzlich ist eine Gewichtsausgleichsmasse 13 (m2) vorgesehen. Die Gewichtsausgleichsmasse 13 wird ebenfalls in Y-Richtung, das heißt in vertikaler Richtung bewegt, und zwar über Seile 14, 15, die über eine Umlenkrolle 16 geführt werden. Für die Gewichtsausgleichsmasse 13 sind Führungsstangen 17, 18 vorgesehen. Die Führungsstangen sind über Distanzstücke 19 an einer festen Struktur (nicht dargestellt) des Koordinatenmessgerätes (nicht dargestellt) fest angeordnet. Die erste Masse 6 stützt sich über Lager 20 an einer Führung, beispielsweise einer Strebe oder einem Pfeiler (nicht dargestellt) des Koordinatenmessgerätes ab.In addition, a weight balance mass 13 (m 2 ) provided. The counterbalancing mass 13 is also moved in the Y direction, that is in the vertical direction, via ropes 14 . 15 that has a pulley 16 be guided. For the weight balance 13 are guide rods 17 . 18 intended. The guide rods are about spacers 19 on a fixed structure (not shown) of the coordinate measuring machine (not shown) fixedly arranged. The first mass 6 relies on bearings 20 on a guide, such as a strut or a pillar (not shown) of the coordinate measuring machine from.

Dieser zum Stand der Technik gehörende Antrieb weist den Nachteil auf, dass er nur nutzbar ist für eine begrenzte bewegte Masse der Bewegungsachse, da sonst ein stark untersetzter Antrieb notwendig ist. Hierdurch erhält man eine geringere Dynamik. Dadurch, dass der Motor 7 einen hochliegenden Antriebsangriffspunkt aufweist, führt dies zu einer unerwünschten Einleitung von Reaktionskräften in die Struktur und Verformungen, so dass hierdurch Messfehler auftreten.This belonging to the prior art drive has the disadvantage that it is only available for a limited moving mass of the movement axis, otherwise a strong understated drive is necessary. This gives a lower dynamics. Because of that, the engine 7 Having a high-lying drive application point, this leads to an undesirable introduction of reaction forces into the structure and deformations, thereby measuring errors occur.

Das dargestellte System mit den Seilen 10, 11, 14, 15 ist nicht sehr steif. Die Gesamtmasse m setzt sich folgendermaßen zusammen: m = m1 + m2

m1 =
erste Masse
m2 =
Gewichtsausgleichsmasse,
wobei annähernd m1 = m2 ist.The illustrated system with the ropes 10 . 11 . 14 . 15 is not very stiff. The total mass m is composed as follows: m = m 1 + m 2
m 1 =
first mass
m 2 =
Counterbalancing mass
where approximately m 1 = m 2 .

Dann ist die Eigenfrequenz ν:

Figure 00100001
wobei

S =
Steifigkeit der Seile 10, 11, 14, 15 und
2m1
die Gesamtmasse aus m1 und m2 ist.
Then the eigenfrequency ν is:
Figure 00100001
in which
S =
Rigidity of the ropes 10 . 11 . 14 . 15 and
2m 1
the total mass is m 1 and m 2 .

Das bedeutet, je höher die Steifigkeit oder je geringer die wirksame Masse ist, umso höher ist die Eigenfrequenz.The means the higher the stiffness or the lower the effective mass, the higher the natural frequency.

Da das in 1 dargestellte System keine hohe Steifigkeit aufweist, ist die Eigenfrequenz nicht sehr hoch, wodurch unerwünschte Schwingungen auftreten.Since that in 1 shown system does not have high rigidity, the natural frequency is not very high, causing undesirable vibrations occur.

Bei der in 1 dargestellten Anordnung des Motors 7 werden Drehmomente, die beim Beschleunigen und Abbremsen der Massen 6, 13 auftreten, in die Struktur eingeleitet. Dieses Einleiten von Drehmomenten führt zu Messfehlern.At the in 1 illustrated arrangement of the engine 7 are torques when accelerating and decelerating the masses 6 . 13 occur in the structure. This introduction of torques leads to measurement errors.

2 zeigt einen Antrieb 21. Im Folgenden werden mit 1 identische Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Der Antrieb 21 weist das Tastelement 2 mit der Tastkugel 3 auf. Das Tastelement 2 ist an dem Tastkopf 4 angeordnet. Der Tastkopf 4 ist wiederum an der Pinole 5 angeordnet. Die Pinole 5 wird von der ersten Masse 6 getragen. 2 shows a drive 21 , The following are with 1 Identical components provided with the same reference numbers. The drive 21 has the feeler element 2 with the probe ball 3 on. The feeler element 2 is on the probe 4 arranged. The probe 4 is again at the quill 5 arranged. The quill 5 is from the first mass 6 carried.

Der eigentliche Antrieb erfolgt über einen Spindelantrieb 22 mit einer Spindel 23, die über einen Motor 24 in Richtung des Pfeiles D bewegbar ist. Eine in der Gewichtsausgleichsmasse 13 fixierte Spindelmutter 25 bewirkt eine Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles C, wenn der Motor 24 die Spindel 23 in Drehbewegung versetzt. Die zwei Führungsstangen 17, 18 bewirken eine verdrehsteife lineare Führung der Gewichtsausgleichsmasse 13.The actual drive takes place via a spindle drive 22 with a spindle 23 that have a motor 24 in the direction of arrow D is movable. One in the counterbalancing mass 13 fixed spindle nut 25 causes a movement in the direction of the double arrow C when the engine 24 the spindle 23 rotated. The two guide rods 17 . 18 cause a torsionally stiff linear guidance of the counterbalancing mass 13 ,

Wird die Gewichtsausgleichsmasse 13 über den Spindelantrieb 22 in Y-Richtung bewegt, so wird die erste Masse 6 ebenfalls in Y-Richtung mit geändertem Vorzeichen bewegt, da die erste Masse 6 und die Gewichtsausgleichsmasse 13 über Seile 26, 27 gekoppelt sind. Die Seile 26, 27 sind über Umlenkrollen 12, 16 geführt.Will the counterbalancing mass 13 over the spindle drive 22 moved in the Y direction, then the first mass 6 also moved in the Y direction with a different sign, since the first mass 6 and the counterbalancing mass 13 over ropes 26 . 27 are coupled. The ropes 26 . 27 are over pulleys 12 . 16 guided.

Der erfindungsgemäße Antrieb 21 weist den Vorteil auf, dass durch den steiferen Spindelantrieb größere bewegte Massen möglich sind oder eine höhere Dynamik bei gleichen Massenverhältnissen umsetzbar ist.The drive according to the invention 21 has the advantage that by the stiffer spindle drive larger moving masses are possible or a higher dynamics at the same mass ratios can be implemented.

Der niedrige Antriebsangriffspunkt in der Maschinenstruktur weist den Vorteil auf, dass Messfehler minimiert werden.Of the low drive point of attack in the machine structure has the Advantage on that measurement errors are minimized.

Durch den Wegfall von ein bis zwei Riemenantriebsstufen durch die integrierte Übersetzung im Spindeltrieb weist der Antrieb 21 eine wesentliche Versteifung des Antriebszuges und damit eine deutlich erhöhte Eigenfrequenz auf, wodurch unerwünschte Schwingungen minimiert werden.By eliminating one to two belt drive stages through the integrated translation in the spindle drive, the drive 21 a substantial stiffening of the drive train and thus a significantly increased natural frequency, whereby unwanted vibrations are minimized.

Die Eigenfrequenz des durch das Zugmittel mit der Gewichtsausgleichsmasse gekoppelten ersten Masse ist jetzt

Figure 00120001
was einer Frequenzerhöhung um den Faktor √2 gleichkommt.The natural frequency of the coupled by the traction means with the counterbalance mass first mass is now
Figure 00120001
what a frequency increase by the factor √ 2 equals.

3 zeigt ein Koordinatenmessgerät 28 mit einem auf einem Messtisch 29 angeordneten Werkstück 30. 3 shows a coordinate measuring machine 28 with one on a measuring table 29 arranged workpiece 30 ,

Das Koordinatenmessgerät 28 weist ein Gehäuse 31 auf. In nicht näher dargestellter Art und Weise sind in dem Koordinatenmessgerät 28 die Umlenkrollen 16, 17 angeordnet, über die die Seile 26, 27 laufen. An den Seilen sind zum einen die erste Masse 6 und zum anderen die Gewichtsaus gleichsmasse 13 angeordnet. Der Spindelantrieb 22 der Gewichtsausgleichsmasse 13 ist in 3 nicht dargestellt.The coordinate measuring machine 28 has a housing 31 on. In a manner not shown are in the coordinate measuring machine 28 the pulleys 16 . 17 arranged over which the ropes 26 . 27 to run. On the ropes are on the one hand the first mass 6 and secondly, the weight balance 13 arranged. The spindle drive 22 the counterbalancing mass 13 is in 3 not shown.

Für eine freie Beweglichkeit der Pinole 5 sind bewegliche Abdeckungen 32, 33 vorgesehen.For a free movement of the quill 5 are moving covers 32 . 33 intended.

Die Pinole 5 ist in einem nicht näher beschriebenen Gehäuse der ersten Masse 6 horizontal in Z-Richtung bewegbar.The quill 5 is in an unspecified housing of the first mass 6 horizontally movable in Z-direction.

Die Bewegung in X-Richtung erfolgt entweder durch den Tisch 29, oder die Pinole 5 ist in dem nicht beschriebenen Gehäuse der ersten Masse 6 in Z-Richtung bewegbar. Auf dem Tisch 29 ist ein Drehtisch 34 angeordnet.The movement in the X direction is either through the table 29 , or the quill 5 is in the housing of the first mass not described 6 movable in Z-direction. On the table 29 is a turntable 34 arranged.

11
Antriebdrive
22
Tastelementscanning element
33
Tastkugelprobe ball
44
Tastkopfprobe
55
PinolePinole
66
erste Masse m1 first mass m 1
77
Motorengine
88th
Wellewave
99
Bandtrommelband drum
1010
Seilrope
1111
Seilrope
1212
Umlenkrolleidler pulley
1313
Gewichtsausgleichsmasse m2 Counterbalancing mass m 2
1414
Seilrope
1515
Seilrope
1616
Umlenkrolleidler pulley
1717
Führungsstangeguide rod
1818
Führungsstangeguide rod
1919
Distanzstückespacers
2020
Lagercamp
2121
Antriebdrive
2222
Spindelantriebspindle drive
2323
Spindelspindle
2424
Motorengine
2525
Spindelmutterspindle nut
2626
Seilrope
2727
Seilrope
2828
Koordinatenmessgerätcoordinate measuring machine
2929
Messtischmeasuring table
3030
Werkstückworkpiece
3131
Gehäusecasing
3232
bewegliche Abdeckung (horizontal)portable Cover (horizontal)
3333
bewegliche Abdeckung (vertikal)portable Cover (vertical)
3434
Drehtischturntable
AA
Pfeilarrow
BB
Pfeilarrow
CC
Pfeilarrow
DD
Pfeilarrow

Claims (4)

Koordinatenmessgerät mit einem Antrieb für ein vertikal bewegliches Bauteil des Koordinatenmessgerätes, bei dem eine erste Masse, die ein Messelement trägt, und eine Gewichtsausgleichsmasse vorgesehen sind, wobei die erste Masse und die Gewichtsausgleichsmasse bezüglich ihrer Vertikalbewegung durch ein biegeschlaffes Zugmittel gekoppelt sind, bei dem lediglich die Gewichtsausgleichsmasse mittels eines unmittelbar an der Gewichtsausgleichsmasse angreifenden Antriebes vertikal antreibbar ausgebildet ist, während die erste Masse mittelbar über das biegeschlaffe Zugmittel angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der die Gewichtsausgleichsmasse (13) bewegende Antrieb (22) als im Vergleich mit dem Zugmittel steifer Antrieb ausgebildet ist, dass der Antrieb (22) für die Gewichtsausgleichsmasse (13) unterhalb der Gewichtsausgleichsmasse (13) angeordnet ist und dass der im Vergleich mit dem Zugmittel steife Antrieb als Spindelantrieb oder Linearmotorantrieb ausgebildet ist.Coordinate measuring machine with a drive for a vertically movable component of the coordinate measuring machine, in which a first mass carrying a measuring element, and a counterweight are provided, wherein the first mass and the counterbalancing mass are coupled with respect to their vertical movement by a pliable pulling means, in which only the Counterbalancing mass is designed to be driven vertically by means of a directly acting on the counterbalancing mass drive, while the first mass is indirectly driven by the pliable traction means, characterized in that the weight equalization mass ( 13 ) moving drive ( 22 ) is formed as compared to the traction means stiffer drive that the drive ( 22 ) for the counterbalancing mass ( 13 ) below the counterbalancing mass ( 13 ) is arranged and that in comparison with the traction means rigid drive is designed as a spindle drive or linear motor drive. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine lineare Führung (17, 18) für die Gewichtsausgleichsmasse (13) vorgesehen ist.Coordinate measuring machine according to claim 1, characterized in that at least one linear guide ( 17 . 18 ) for the counterbalancing mass ( 13 ) is provided. Koordinatenmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Kopplung der Bewegung der Gewichtsausgleichsmasse (13) und der ersten Masse (6) vorgesehene Zugmittel als wenigstens ein Seil (26, 27), Band oder Kette ausgebildet ist.Coordinate measuring machine according to one of the preceding claims, characterized in that for the coupling of the movement of the counterbalancing mass ( 13 ) and the first mass ( 6 ) provided traction means as at least one rope ( 26 . 27 ), Band or chain is formed. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Umlenkrollen (16, 17) oder Kettenräder für das wenigstens eine Seil (26, 27), Band oder Kette vorgesehen sind.Coordinate measuring machine according to claim 3, characterized in that two pulleys ( 16 . 17 ) or sprockets for the at least one rope ( 26 . 27 ), Band or chain are provided.
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