DE19623601A1

DE19623601A1 - Scanning head for workpiece coordinate measuring unit with clamping system

Info

Publication number: DE19623601A1
Application number: DE19623601A
Authority: DE
Inventors: Peter Aehnelt; Roland Roth; Kurt Brenner; Karl Seitz; Klaus Herzog; Franz Szenger
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2016-06-14
Also published as: DE19623601B4; GB2302589B; GB2302589A; GB9610095D0

Abstract

The clamping system is embraced by two parts in the manner of tongs. The clamping system related to at least one direction (24), is decoupled vertically to the movement direction of the deflectable test head part (3) forcibly by the stationary part (2) or the moving part. The clamping system works in conjunction with a deflectable part (13) in the movement direction (z) of the deflectable test head part (3), yet rigidly in at least one other direction. That the stationary part (2) connected together with the deflectable part (3) of the scanning head, and the deflectable part (13) is fixed with one end at the stationary or moving part (2,3) and is clamped with the other end.

Description

Die Tastköpfe von Koordinatenmeßgeräten las sen sich im wesentlichen in zwei Kategorien einteilen, einmal in sogenannte schaltende Tastköpfe, die lediglich die Berührung des Taststifts bzw. der Tastkugel mit dem Werkstück signalisieren, und in sogenannte messende Tastköpfe, die der Auslenkung des beweglichen Taststiftträgers in einer oder mehreren Koordinatenrichtungen proportionale Signale liefern. Mit Tastköpfen des letztgenannten Typs lassen sich auch im sogenannten Scanning-Betrieb die Oberflächen von Werkstücken bei kontinuierlicher Anlage der Tastkugel am Werkstück abfahren. Unter anderem in dieser Betriebsart ist es häufig wünschenswert, die Auslenkung des beweglichen Taststiftträgers in einer oder zwei Koordinatenrichtungen zu blockieren, d. h. die Führungen, an denen der bewegliche Taststiftträger aufgehängt ist, - das können beispielsweise drei aneinander gehängte Federparallelogramme sein wie bei dem in der DE-PS 22 42 355 beschriebenen Tastkopf - zu klemmen.The probes of coordinate measuring machines can be read in the divide it essentially into two categories, once into so-called switching probes, which are just touch the stylus or ball with the workpiece signal, and in so-called measuring probes, which the Deflection of the movable stylus carrier in one or provide signals proportional to several coordinate directions. With probes of the latter type you can also in the so-called scanning operation the surfaces of workpieces with continuous contact of the probe ball on the workpiece depart. Among other things, it is common in this mode desirable the deflection of the movable Stylus holder in one or two coordinate directions block, d. H. the guides on which the movable Stylus holder is suspended, for example three spring parallelograms are attached to each other as in the probe described in DE-PS 22 42 355 - too jam.

Auch für den in der älteren Patentanmeldung P 44 33 917.8 anhand der Fig. 7 und 8 beschriebenen Tastkopf ist es bei bestimmten Messungen erforderlich, die vertikale w-Achse zu klemmen, um beispielsweise den Durchmesser eines zylindrischen Werkstücks auf einem Meridian abzufahren.Also for the probe described in the earlier patent application P 44 33 917.8 with reference to FIGS . 7 and 8, it is necessary for certain measurements to clamp the vertical w-axis in order, for example, to traverse the diameter of a cylindrical workpiece on a meridian.

Für den Einsatz in Tastköpfen von Koordinatenmeßgeräten geeignete Klemmvorrichtungen haben allerdings zwei wesentliche Nebenbedingungen zu erfüllen, insbesondere wenn Wert auf eine möglichst geringe Meßunsicherheit des mit dem Tastkopf ausgerüsteten Gerätes gelegt ist. Zum einen sollte die Klemmvorrichtung keine oder nur sehr wenig Verlustleistung in den Tastkopf einleiten. Denn andernfalls verursacht die entstehende Wärme Längenänderungen, die zum Auswandern der Tastkugel aus ihrer kalibrierten Nullage führen. Zum anderen sollte die Klemmvorrichtung die Führungen für den beweglichen Taststiftträger, d. h. z. B. die Federparallelogramme, an denen der Taststiftträger aufgehängt ist, nicht deformieren bzw. keine störenden Querkräfte auf die Federparallelogramme ausüben.For use in probe heads of coordinate measuring machines however, suitable clamping devices have two to fulfill essential secondary conditions, especially if Value on the lowest possible measurement uncertainty with the Probe equipped device is placed. For one thing, should the clamping device little or no Introduce power loss into the probe. Because otherwise causes the resulting heat changes in length that lead to The probe ball moves out of its calibrated zero position to lead. Secondly, the clamping device should guide the guides for the movable stylus carrier, d. H. e.g. B. the Spring parallelograms on which the stylus holder is suspended is not deformed or there are no disruptive transverse forces practice the spring parallelograms.

Diese Forderungen wurden bisher nur mit verhältnismäßig hohem konstruktiven Aufwand erfüllt. So ist beispielsweise in der DE-PS 22 42 356 ein feinverstellbares Präzisionsgesperre beschrieben, mit dem zwei gegeneinander bewegliche Teile hinsichtlich ihrer Lage mechanisch geklemmt werden können. Dieses Gesperre benutzt einen Elektromotor mit Gewindespindel, um einen kinematisch gelagerten Doppelhebel mit Hilfe einer Feder in eine Nut am anderen Teil zu drücken. Hierbei werden jedoch störende Querkräfte senkrecht zur Bewegungsrichtung der beiden gegeneinander verschiebbaren Teile von dem einen auf das andere Teil ausgeübt. Diesen Nachteil besitzt auch die in der Fig. 5 der DE-OS 43 31 655 dargestellte Klemmvorrichtung.So far, these requirements have only been met with a relatively high level of design effort. For example, in DE-PS 22 42 356 a finely adjustable precision locking mechanism is described, with which two parts that are movable relative to one another can be mechanically clamped in terms of their position. This locking mechanism uses an electric motor with a threaded spindle to press a kinematically mounted double lever with the help of a spring into a groove on the other part. In this case, however, disruptive transverse forces are exerted from one part to the other perpendicular to the direction of movement of the two mutually displaceable parts. This disadvantage also has the clamping device shown in FIG. 5 of DE-OS 43 31 655.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in einem Tastkopf der eingangs genannten Art die Klemmvorrichtung zur Klemmung des auslenkbaren Teils des Tastkopfs in mindestens einer Koordinate konstruktiv möglichst einfach so auszugestalten, daß bei Betätigung der Klemmvorrichtung nur sehr geringe oder gar keine Querkräfte auf das auslenkbare Teil des Tastkopfs ausgeübt werden.It is the object of the present invention in one Probe of the type mentioned the clamping device Clamp the deflectable part of the probe in at least constructing a coordinate as simply as possible To design that only when the clamping device is actuated very little or no lateral forces on the deflectable Part of the probe can be exercised.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.This object is achieved with those specified in claim 1 Measures solved.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß die Klemmkraft nur als innere Kraft innerhalb der Klemmvorrichtung wirkt. Querkräfte auf den auslenkbaren Teil des Tastkopfes sind fast vollständig ferngehalten. Wenn die Verbindung zwischen der Klemmvorrichtung und dem auslenkbaren Teil des Tastkopfes über ein biegeweiches Teil, beispielsweise eine dünne und schlanke Blattfeder erfolgt, dann wirkt nur noch die sehr geringe Biegekraft der verwendeten Blattfeder auf das bewegliche Teil des Tastkopfes zurück.The measures according to the invention ensure that the Clamping force only as an internal force within the Clamping device works. Lateral forces on the deflectable part the probe is kept almost completely away. If the Connection between the clamping device and the deflectable Part of the probe over a flexible part, for example, a thin and slender leaf spring, then only the very low bending force of the used leaf spring on the moving part of the probe back.

Zudem ist der gesamte Aufbau konstruktiv sehr einfach zu gestalten und zwar auch so, daß die Klemmvorrichtung weder im entklemmten noch im geklemmten Zustand, sondern nur während der Schaltvorgänge zwischen diesen beiden Zuständen Energie verbraucht. Das läßt sich beispielsweise mit einem Elektromagneten erreichen, dessen Ankerplatte zwischen zwei Stellungen schaltbar ist. Solche bipolaren schaltbaren Magnete bestehen aus einem Elektromagneten und zusätzlich einem Permanentmagneten, dessen Flußverlauf innerhalb des die Magnete umgebenden Weicheisentopfes umschaltbar ist. Sie finden beispielsweise Verwendung bei Tasterwechselein richtungen wie sie u. a. in der DE-PS 33 20 127 und der DE-OS 39 22 297 beschrieben sind.In addition, the entire structure is structurally very simple design and also so that the clamping device neither in unclamped still in the clamped state, but only during of switching between these two states of energy consumed. This can be done, for example, with a Reach electromagnet, the armature plate between two Positions is switchable. Such bipolar switchable Magnets consist of an electromagnet and additionally a permanent magnet, the flow of which within the Magnets surrounding soft iron pot is switchable. she are used, for example, when changing buttons directions like you u. a. in DE-PS 33 20 127 and the DE-OS 39 22 297 are described.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich bei geeigneter Ausbildung der Bestandteile der Klemmvorrichtung eine genaue Justage dieser Bestandteile zueinander erübrigt. Hierzu trägt insbesondere die konstruktive Ausbildung mit den im Anspruch 9 genannten Merkmalen bei, wobei die V-förmige Nut dann zweckmäßig so angeordnet ist, daß sie senkrecht zur Bewegungsrichtung des auslenkbaren Teils des Tastkopfes verläuft.Another advantage of the invention is that with appropriate training of the components of the Clamping device for precise adjustment of these components to each other. The constructive training with those mentioned in claim 9 Features at, the V-shaped groove then expediently so is arranged so that it is perpendicular to the direction of movement of the deflectable part of the probe runs.

Um zu vermeiden, daß die Klemmvorrichtung oder die Führungen des beweglichen Teils des Tastkopfes bei übermäßiger Tastkraft zwischen Taststift und Werkstück beschädigt werden, ist es zweckmäßig, wenn die Klemmvorrichtung bei überschreiten einer definierten maximalen Haltekraft das geklemmte Teil freigibt. Auch das läßt sich durch eine geeignete federelastische Ausbildung der zwei Teile der Klemmvorrichtung erreichen, die das biegeweiche Teil zangenförmig umfassen.To avoid the clamping device or the guides the moving part of the probe in case of excessive Probe force between stylus and workpiece are damaged, it is useful if the clamping device at exceed a defined maximum holding force released clamped part. That can also be done by a suitable resilient training of the two parts of the Reach the clamping device, the flexible part include pliers.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Haltekraft der Klemmvorrichtung einstellbar und damit den Bedürfnissen entsprechend frei wählbar ist. Das ist z. B. wichtig, wenn mit kleinen, dünnen Taststiften gemessen wird. Hier sind geringere Klemmkräfte erforderlich als beim Arbeiten mit dicken Taststiften, um die Gefahr von Taststiftbrüchen zu vermeiden. Andererseits treten während eines Meßvorganges auch Situationen auf, wo höhere Klemmkräfte gefordert werden. Das ist beispielsweise beim Tasterwechsel der Fall, wenn der Taststiftträger in die gabelförmige Aufnahme des Wechselmagazins eingefahren wird, die diesem Einfahren hin und wieder einen höheren Widerstand entgegensetzt und dann versucht, den Taststiftträger aus der Klemmung herauszudrücken.Furthermore, it is useful if the holding force of the Clamping device adjustable and thus the needs is freely selectable accordingly. That is e.g. B. important if with small, thin styli is measured. Here are lower clamping forces required than when working with thick styli to reduce the risk of stylus breakage avoid. On the other hand, occur during a measurement process also situations where higher clamping forces are required. This is the case, for example, when changing the button if the Stylus holder in the forked receptacle of the Exchange magazine is retracted, this retracting and again opposed a higher resistance and then tried to get the stylus out of the clamp push out.

Ein alternativer Ansatz zur Lösung des eingangs geschilderten Problems ist in Anspruch 13 dargestellt. Er besteht darin, Querkräfte bei der Klemmung des auslenkbaren Teils des Tastkopfes zuzulassen, die aufgrund der Verformungen der Führungen dann jedoch auftretende Abweichung der Lage der Tastkugel anschließend rechnerisch zu korrigieren. Hierzu kann beispielsweise die beim Betätigen der Klemmeinrichtung auftretende Lageänderung des Taststiftträgers einmal gemessen und anschließend als Korrekturparameter im Rechner oder in der Steuerung des Koordinatenmeßgerätes zur anschließenden soft- oder firmwaremäßigen Korrektur abgespeichert werden.An alternative approach to solving the above Problem is presented in claim 13. It is Lateral forces when clamping the deflectable part of the Allow probe due to the deformation of the Guides then occurring deviation of the location of the Correct the arithmetic ball subsequently. For this can, for example, when actuating the clamping device occurring change in position of the stylus carrier measured once and then as correction parameters in the computer or in the control of the coordinate measuring machine for subsequent software or firmware correction can be saved.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und sind nachfolgend anhand der Fig. 1-4 der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.Further advantages of the invention result from the subclaims and are described in more detail below with reference to FIGS . 1-4 of the accompanying drawings.

Fig. 1 ist eine vereinfachte Prinzipskizze, die einen Tastkopf mit in nur einer Koordinatenrichtung auslenkbarem Taststift und mit einer Klemmvorrichtung zur Arretierung der Taststiftbewegung in der genannten Koordinate zeigt; Fig. 1 is a simplified schematic diagram showing a probe head with deflectable stylus in only one coordinate direction and with a clamping device for locking the stylus movement in said coordinate;

Fig. 2 zeigt den in der Klemmvorrichtung (9) von Fig. 1 verwendeten bipolar schaltbaren Magneten im Schnitt; Fig. 2 shows the bipolar switchable magnet used in the clamping device ( 9 ) of Fig. 1 in section;

Fig. 3 ist eine detaillierte Ansicht der Klemmvorrichtung (9) in Fig. 1 in vergrößertem Maßstabe; Fig. 3 is a detailed view of the clamping device ( 9 ) in Fig. 1 on an enlarged scale;

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung der Klemmvorrichtung nach Fig. 3; Fig. 4 is a perspective view of the clamping device of Fig. 3;

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung teils im Schnitt, teils in Ansicht; Fig. 5 shows a second embodiment of the clamping device according to the invention partly in section, partly in view;

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung teils im Schnitt, teils in Ansicht. Fig. 6 shows a third embodiment of the clamping device according to the invention partly in section, partly in view.

Der in Fig. 1 dargestellte Tastkopf besitzt ein am Koordinatenmeßgerät (1) befestigtes erstes, feststehendes Teil (2), gegenüber dem der bewegliche Taststiftträger (3) wie durch den Pfeil (z) symbolisiert vertikal auslenkbar ist. Hierzu ist das Teil (3) am Teil (2) mit Hilfe eines Federparallelogramms befestigt. Die beiden Schenkel des Federparallelogramms sind mit (4a und 4b) bezeichnet. Die bei Tastköpfen üblicherweise vorhandenen Einrichtungen zur Messung der Auslenkung und zur Gewichtsentlastung des Taststiftträgers (3) sind hier nicht dargestellt. Am Taststiftträger (3) ist über ein Halteteil (5) der Taststift (6) mit der Tastkugel (7) des Tastkopfs angesetzt.The probe illustrated in Fig. 1 has a fixed to the coordinate measuring (1) the first, fixed part (2), opposite the movable stylus (3) as symbolized by the arrow (z) is vertically displaceable. For this purpose, part ( 3 ) is attached to part ( 2 ) with the aid of a spring parallelogram. The two legs of the spring parallelogram are designated ( 4 a and 4 b). The devices for measuring the deflection and for relieving the weight of the stylus carrier ( 3 ), which are usually present in probe heads, are not shown here. The stylus ( 6 ) with the stylus ( 7 ) of the probe is attached to the stylus holder ( 3 ) by means of a holding part ( 5 ).

Um die Auslenkung in weitere Koordinatenrichtungen zu ermöglichen, kann der Taststift (6) beispielsweise in dem Halteteil (5) mittels eines Schwenkgelenks allseitig nachgiebig gelagert sein oder es können weitere lineare Führungssysteme für die Koordinatenrichtungen x und y vorgesehen sein, beispielsweise zusätzliche in die beiden anderen Raumrichtungen orientierte Federparallelogramme, die zwischen dem Taststiftträger (3) und dem Halteteil (5) angeordnet sein können. In order to enable the deflection in further coordinate directions, the stylus ( 6 ) can, for example, be flexibly supported on all sides in the holding part ( 5 ) by means of a swivel joint, or further linear guide systems can be provided for the coordinate directions x and y, for example additional ones in the other two Spring parallelograms oriented in spatial directions, which can be arranged between the stylus carrier ( 3 ) and the holding part ( 5 ).

Zur Arretierung des Taststifts (6) bezüglich der Koordinate (z) ist am feststehenden Teil (2) des Tastkopfes über einen Träger (8) eine Klemmvorrichtung (9) befestigt, die mit einem in Richtung der Koordinate (z) starren, jedoch senkrecht dazu in Richtung des Pfeils (24) biegeweichen Teil (13) zusammenwirkt. Dieses Teil (13), vorzugsweise eine Blattfeder, ist mit seinem unteren Ende mittels eines Halters (12) am auslenkbaren Teil (3) des Tastkopfs befestigt und erstreckt sich weit über den eigentlichen zulässigen Bewegungsbereich des auslenkbaren Teils (3) hinaus in Richtung der Koordinate (z) bis zur Klemmvorrichtung (9). Dort trägt die Blattfeder (13) an ihrem anderen Ende eine fest mit ihr verbundene Kugel (14). Diese Kugel (14) wird in der Mittelstellung des auslenkbaren Teils (3) von zwei Teilen (10) und (11) der Klemmvorrichtung zangenförmig von zwei Seiten umfaßt. Während das am Träger (8) befestigte Teil (11) eine V-förmige Nut (23) trägt und als Amboß wirkt, ist das Teil (10) in Richtung des Pfeils (24) beweglich und dient als Hammer, mit dessen Hilfe die Kugel (14) während des Klemmvorganges in die V-Nut (23) gedrückt wird.To lock the stylus ( 6 ) in relation to the coordinate (z), a clamping device ( 9 ) is attached to the fixed part ( 2 ) of the probe via a support ( 8 ), which is rigid with one in the direction of the coordinate (z), but perpendicular to it in the direction of arrow ( 24 ) bendable part ( 13 ) cooperates. This part ( 13 ), preferably a leaf spring, is attached at its lower end by means of a holder ( 12 ) to the deflectable part ( 3 ) of the probe and extends far beyond the actual permissible range of movement of the deflectable part ( 3 ) in the direction of the coordinate (z) to the clamping device ( 9 ). There, the leaf spring ( 13 ) carries at its other end a ball ( 14 ) firmly connected to it. This ball ( 14 ) is in the middle position of the deflectable part ( 3 ) of two parts ( 10 ) and ( 11 ) of the clamping device in the form of pliers on two sides. While the part ( 11 ) attached to the carrier ( 8 ) carries a V-shaped groove ( 23 ) and acts as an anvil, the part ( 10 ) is movable in the direction of the arrow ( 24 ) and serves as a hammer, with the help of which the ball ( 14 ) is pressed into the V-groove ( 23 ) during the clamping process.

Zur Bewegung des Hammers (10) in die geklemmte und in die entklemmte Stellung dient ein bipolar schaltbarer Elektromagnet in der Klemmvorrichtung (9). Dieser Magnet ist in Fig. (2) skizziert. Dieser Magnet, der beispielsweise unter der Bezeichnung PEM 1515 von der Firma Thoma Magnettechnik in Donaueschingen bezogen werden kann, besitzt ein topfförmiges Weicheisengehäuse (15), in das ein Permanentmagnet (16) sowie der Flußführungskörper (17) für den Elektromagneten (18) zentrisch eingesetzt sind. Geschlossen wird der Magnetfluß durch einen beweglichen Anker (19), der im geklemmten Zustand auf dem Rand des topfförmigen Weicheisenteils (15) aufliegt. Der Anker (19) ist mittels einer Schraube (21) an eine Biegefeder (20) angeschraubt, die in der gezeichneten Stellung vorgespannt ist. Wird nun der Elektromagnet (18) durch einen kurzen Stromimpuls bezüglich seines Magnetfelds gegensinnig zum Permanentmagneten (16) erregt, entspannt sich die Feder (20) und löst den Anker (19) vom Weicheisenteil (15) in die gestrichelt gezeichnete Stellung. Dort verbleibt die Biegefeder mit dem Anker (19) auch ohne weitere Stromzufuhr.A bipolar switchable electromagnet in the clamping device ( 9 ) serves to move the hammer ( 10 ) into the clamped and unclamped position. This magnet is sketched in Fig. (2). This magnet, which can be obtained from Thoma Magnettechnik in Donaueschingen, for example under the name PEM 1515, has a pot-shaped soft iron housing ( 15 ) into which a permanent magnet ( 16 ) and the flux guide body ( 17 ) for the electromagnet ( 18 ) are inserted centrally are. The magnetic flux is closed by a movable armature ( 19 ) which, in the clamped state, rests on the edge of the pot-shaped soft iron part ( 15 ). The armature ( 19 ) is screwed by means of a screw ( 21 ) to a spiral spring ( 20 ) which is prestressed in the position shown. If the electromagnet ( 18 ) is excited by a short current pulse with respect to its magnetic field in the opposite direction to the permanent magnet ( 16 ), the spring ( 20 ) relaxes and releases the armature ( 19 ) from the soft iron part ( 15 ) into the position shown in dashed lines. The spiral spring with the armature ( 19 ) remains there even without further power supply.

Schaltet man hingegen durch einen weiteren Stromimpuls mit entgegengesetzter Stromrichtung den Elektromagneten (18) mit seinem Feld gleichsinnig zum Permanentmagneten (16), dann verstärken sich die beiden Magnetfelder, der Luftspalt zum Anker (19) wird überbrückt und der Anker (19) wird wieder gegen den Weicheisentopf (15) gezogen, wo er auch ohne weitere Stromzufuhr verbleibt.If, on the other hand, a further current pulse with the opposite current direction switches the electromagnet ( 18 ) with its field in the same direction as the permanent magnet ( 16 ), then the two magnetic fields increase, the air gap to the armature ( 19 ) is bridged and the armature ( 19 ) is counteracted again pulled the soft iron pot ( 15 ), where it remains without further power supply.

Die Biegefeder (20) steht über den Anker (19) über und trägt an ihrem vorderen Ende den Hammer (10), der wie beschrieben durch kurze Stromimpulse wechselnder Stromrichtung zwischen den beiden gezeichneten Stellungen hin und her schaltbar ist. Er ist einer der wesentlichen Bestandteile der Klemmvorrichtung (9), die in den Fig. 3 und 4 nochmals detaillierter dargestellt ist. Die Klemmvorrichtung besitzt u. a. einen bügelförmigen Halter (22), der mit vier Schrauben am feststehenden Teil (2) bzw. dem Halteteil (8) des in Fig. 1 dargestellten Tastkopfes befestigt werden kann. In dem bügelförmigen Halter sind der bipolare Elektromagnet (15) eingesetzt sowie das als Amboß wirkende Teil (11) mit der V-förmigen Nut (23). An der Halterung (22) ist außerdem die Biegefeder (20) befestigt, an die der Anker (19) des Magneten (15) angeschraubt ist. Diese Biegefeder (20) wirkt als elastisch nachgiebiger Klemmhebel, der die Kugel (14) am oberen Ende der Blattfeder (13) mittels des Hammers (10) in die Nut (23) des Amboßteils (11) drückt. Bei übermäßiger auf den Taststift (6) in Richtung des Pfeils (z) wirkender Kraft gibt die Biegefeder (20) jedoch nach, so daß die Kugel (14) auch im geklemmten Zustand aus der durch die V-förmige Nut (23) gebildeten Raste ausweichen kann.The spiral spring ( 20 ) projects beyond the armature ( 19 ) and carries at its front end the hammer ( 10 ) which, as described, can be switched back and forth between the two positions shown by short current pulses alternating current direction. It is one of the essential components of the clamping device ( 9 ), which is shown in more detail in FIGS. 3 and 4. The clamping device has, inter alia, a bow-shaped holder ( 22 ) which can be fastened with four screws to the fixed part ( 2 ) or the holding part ( 8 ) of the probe head shown in FIG. 1. The bipolar electromagnet ( 15 ) and the part ( 11 ) acting as an anvil with the V-shaped groove ( 23 ) are inserted in the bow-shaped holder. The spiral spring ( 20 ) to which the armature ( 19 ) of the magnet ( 15 ) is screwed is also attached to the holder ( 22 ). This spiral spring ( 20 ) acts as an elastically flexible clamping lever which presses the ball ( 14 ) at the upper end of the leaf spring ( 13 ) by means of the hammer ( 10 ) into the groove ( 23 ) of the anvil part ( 11 ). In the event of excessive force acting on the stylus ( 6 ) in the direction of the arrow (z), however, the spiral spring ( 20 ) yields, so that the ball ( 14 ) also in the clamped state from the catch formed by the V-shaped groove ( 23 ) can dodge.

Eine genaue Justage des Permanentmagneten, der Biegefeder (20), des Amboß′ (11) mit V-Lager (23) sowie der Kugel (14) ist nicht erforderlich, da sich letztere auch bei kleineren Abweichungen von der exakten Mittelstellung des beweglichen Teils (3) des Tastkopfes selbstzentrierend klemmen läßt. A precise adjustment of the permanent magnet, the spiral spring ( 20 ), the anvil '( 11 ) with V-bearing ( 23 ) and the ball ( 14 ) is not necessary, since the latter also with small deviations from the exact central position of the moving part ( 3 ) the probe is self-centering.

Allerdings ist es nicht erforderlich, daß die Teile (10,11 und 14) in der beschriebenen Weise ausgebildet werden müssen. Beispielsweise kann statt der V-Nut (23) im Amboß (11) auch eine entsprechend ausgerichtete Walze verwendet sein, gegen die eine Doppelkugel am Teil (13) gedrückt wird. Wenn mehrere Taststellungen gewünscht werden, kann die Blattfeder (13) auch mehrere hinter bzw. übereinander angeordnete Kugeln enthalten. Schließlich ist es auch möglich, die Blattfeder (13) bei beliebigen Auslenkungen des beweglichen Teils (3) des Tastkopfes zu klemmen, wenn die Blattfeder (13) und das Amboßteil (11) mit entsprechend gegenüberliegenden, rauhen Oberflächen ausgebildet werden.However, it is not necessary that the parts ( 10, 11 and 14 ) have to be designed in the manner described. For example, instead of the V-groove ( 23 ) in the anvil ( 11 ), a correspondingly aligned roller can be used, against which a double ball on the part ( 13 ) is pressed. If several tactile positions are desired, the leaf spring ( 13 ) can also contain several balls arranged one behind the other or one above the other. Finally, it is also possible to clamp the leaf spring ( 13 ) at any deflections of the movable part ( 3 ) of the probe if the leaf spring ( 13 ) and the anvil part ( 11 ) are formed with correspondingly opposite, rough surfaces.

Bei dem zweiten, modifizierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind gleiche oder ähnliche Teile mit einer um 100 höheren Bezugsziffer versehen verglichen mit dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-4. Hier ist der bügelförmige Halter 122, an dem der bipolar schaltbare Elektromagnet (118) befestigt ist, um eine Achse (102) am feststehenden Teil des Tastkopfes schwenkbar gelagert und wird von einer schwachen Zugfeder (112) gegen einen Anschlag (108) am feststehenden Teil des Tastkopfes gezogen. An der Halterung (122) ist außerdem wieder eine Biegefeder (120) befestigt, mit der das Ankerteil (119) für den bipolaren Magneten verbunden ist.In the second, modified exemplary embodiment according to FIG. 5, identical or similar parts are provided with a reference number that is 100 higher than in the exemplary embodiment according to FIGS . 1-4. Here, the bow-shaped holder 122 , to which the bipolar switchable electromagnet ( 118 ) is attached, is pivotally mounted about an axis ( 102 ) on the fixed part of the probe and is supported by a weak tension spring ( 112 ) against a stop ( 108 ) on the fixed part of the probe. A flexible spring ( 120 ) is also fastened to the holder ( 122 ), with which the armature part ( 119 ) for the bipolar magnet is connected.

Ein Schenkel (122a) der Halterung (122) trägt an seinem Ende eine Kugel (111). Außerdem trägt auch die elastische Biegefeder (120) an ihrem Ende und zwar an der der Kugel (111) gegenüberliegenden stelle eine zweite Kugel (110). Der Schenkel (122a) mit der Kugel (111) und die Biegefeder (120) mit der Kugel (110) umfassen zangenförmig einen Steg (113) des beweglichen Teils (103) des Tastkopfs. In diesem Steg (113) ist auf der Seite der Kugel (111) eine V-förmige Nut (123) eingearbeitet, die wieder als Raste wirkt. In der gezeichneten Stellung klemmen die beiden Kugeln (110) und (111) den Steg (113). Hierbei bewegt sich der Schenkel (122a) vom Anschlag (108) weg und rastet in die V-Nut (123) ein. Auch in dem hier beschriebenen Beispiel ist die Klemmvorrichtung in den beiden Richtungen senkrecht zur Auslenkbewegung des beweglichen Teils (103) - die Auslenkbewegung erfolgt senkrecht zur Papierebene - kräftemäßig entkoppelt. Die Entkopplung in Richtung des Pfeils (124) stellt die Schwenkachse (102) sicher und die Entkopplung in der verbleibenden dritten Richtung erfolgt durch die entsprechende Anordnung der V-förmigen Nut (123).One leg ( 122 a) of the holder ( 122 ) carries a ball ( 111 ) at its end. In addition, the elastic spiral spring ( 120 ) also carries a second ball ( 110 ) at its end, namely at the point opposite the ball ( 111 ). The leg ( 122 a) with the ball ( 111 ) and the spiral spring ( 120 ) with the ball ( 110 ) comprise pliers-like a web ( 113 ) of the movable part ( 103 ) of the probe. In this web ( 113 ) on the side of the ball ( 111 ) a V-shaped groove ( 123 ) is incorporated, which again acts as a catch. In the position shown, the two balls ( 110 ) and ( 111 ) clamp the web ( 113 ). The leg ( 122 a) moves away from the stop ( 108 ) and engages in the V-groove ( 123 ). In the example described here, too, the clamping device is force-decoupled in the two directions perpendicular to the deflection movement of the movable part ( 103 ) - the deflection movement is perpendicular to the paper plane. The decoupling in the direction of the arrow ( 124 ) ensures the pivot axis ( 102 ) and the decoupling in the remaining third direction takes place through the corresponding arrangement of the V-shaped groove ( 123 ).

Wieder stellt die Biegefeder (120) sicher, daß die Klemmung bei überschreiten einer definierten durch ihre Federkonstante vorgegebenen Kraft nachgibt, d. h. die Kugel (111) aus der Nut (123) ausrasten kann.Again, the spiral spring ( 120 ) ensures that the clamping yields when a defined force predetermined by its spring constant is exceeded, ie the ball ( 111 ) can disengage from the groove ( 123 ).

Im dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind gleiche oder ähnliche Teile mit im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-4 um 200 höheren Bezugsziffern versehen. Bei dieser Klemmvorrichtung ist die Haltekraft der Klemmvorrichtung einstellbar. Dazu ist bei sonst gleicher Funktion wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 der bipolar schaltbare Elektromagnet (118) durch einen Miniatur-Elek tromotor (218) ersetzt, der eine Gewindespindel (216) antreibt. Die Biegefeder (220) ist anstelle des Ankers (119) aus Fig. 5 mit einer Mutter (219) verbunden, die auf der Spindel (216) sitzt, und sichert diese gleichzeitig gegen Mitdrehen. Bei entsprechender Betätigung des Motors (218) kann der zangenförmige Griff der beiden Kugeln (211) und (210) um den Steg (213) verringert oder verstärkt werden und die Haltekraft, mit der die Kugel (211) in der V-förmigen Nut (223) festsitzt, nach Belieben variiert, d. h. verkleinert oder vergrößert werden.In the third exemplary embodiment according to FIG. 6, identical or similar parts are provided with reference numbers 200 higher than in the exemplary embodiment according to FIGS . 1-4. With this clamping device, the holding force of the clamping device is adjustable. For this purpose, the bipolar switchable electromagnet ( 118 ) is replaced by a miniature electric motor ( 218 ) which drives a threaded spindle ( 216 ) with otherwise the same function as in the exemplary embodiment according to FIG. 5. The spiral spring ( 220 ) is connected instead of the armature ( 119 ) from FIG. 5 to a nut ( 219 ) which sits on the spindle ( 216 ) and at the same time secures it against turning. When the motor ( 218 ) is actuated accordingly, the pincer-shaped grip of the two balls ( 211 ) and ( 210 ) around the web ( 213 ) can be reduced or increased and the holding force with which the ball ( 211 ) in the V-shaped groove ( 223 ) stuck, varied at will, ie reduced or enlarged.

Claims

1. Probe for coordinate measuring machines with a clamping device for clamping the deflectable part ( 3 ; 103 ; 203 ) relative to the part ( 2 ) of the probe that is fixed relative thereto, the part to be clamped being attached to the fixed or movable part ( 2/3 ; 102 / 103 ; 202/203 ) of the probe is attached and is surrounded by two parts ( 10/11 ; 110/111 ; 210/211 ) of the clamping device.

2. Probe according to claim 1, wherein the clamping device with respect to at least one direction ( 24 ; 124 ; 224 ) perpendicular to the direction of movement of the deflectable probe part ( 3 ; 103 ; 203 ) in terms of force from the fixed part ( 2 ; 102 ; 202 ) or movable part ( 3 ; 103 ; 203 ) is decoupled.

3. Probe according to one of claims 1-2, wherein the clamping device with a rigid in the direction of movement (z) of the deflectable probe part ( 3 ), but in at least one other direction ( 24 ) flexible part ( 13 ) cooperates, which fixes the fixed part ( 2 ) connects to the deflectable part ( 3 ) of the probe in the clamped state, and the flexible part ( 13 ) is attached at one end to the fixed or movable part ( 2/3 ) of the probe and is clamped at its other end.

4. Probe according to one of claims 1-2, wherein the holder ( 122 ; 222 ) of the clamping device is pivotally mounted.

5. Probe according to one of claims 1-4, wherein the Clamp between two states, one unclamped and a clamped state is switchable in such a way that in both states between the Switching processes consumes no energy.

6. Probe according to one of claims 1-5, wherein the clamping device contains an electromagnet ( 15-19 ; 115-119 ), the armature plate ( 19 ; 119 ) can be switched between two positions.

7. Probe according to claim 6, wherein the electromagnet additionally contains a permanent magnet ( 16 ; 116 ).

8. Probe according to claim 6, wherein the armature plate ( 19 ; 119 ) of the electromagnet is connected to a hammer ( 10 ; 110 ) which presses against the part to be clamped ( 13 ; 113 ).

9. Probe according to claim 8, wherein the part to be clamped is a on a leaf spring ( 13 ) attached ball ( 14 ) which is pressed into a V-shaped groove ( 11 ) and held there by the hammer ( 10 ) in the clamped state.

10. Probe according to claim 1, wherein the clamping device is resilient and releases the clamped part ( 14 ) when a defined holding force is exceeded.

11. Probe according to claim 8 and 10, wherein the hammer ( 10 ; 110 ) is resiliently attached to the anchor plate ( 19 ; 119 ).

12. Probe according to claim 10, wherein the holding force of the Clamping device is adjustable.

13. A method for correcting the measured values of a coordinate measuring machine, the probe head contains a clamping device for clamping the deflectable part ( 3 ) relative to the part ( 2 ) of the probe head which is fixed relative thereto, the deformations of the probe head or displacements of the stylus carrier occurring when the clamping device is actuated ( 5 ) are determined and stored in the form of correction values with which the coordinate measurement values subsequently measured in the clamped state are corrected.