探针单元和用于探针单元的保持件制造技术

本发明专利技术涉及一种测量设备的探针单元以及保持件，它们可以特别是在没有工具的情况下可释放地彼此连接和断开。为此，探针单元包括具有接触表面的安装装置，并且保持件包括分配给接触表面的配对接触表面。接触表面可以被分成多个单独的表面区段，如果安装装置处于接触位置，则这些表面区段分别沿着直线或二维地抵靠所分配的配对接触表面。保持力由安装装置的至少一个安装磁体和/或保持件的至少一个保持磁体产生。从而，产生了在轴向方向上的磁轴向力以及围绕轴向方向在周向方向上的磁周向力，使得安装装置和保持件在周向方向上相对于彼此被推到期望旋转位置。被推到期望旋转位置。被推到期望旋转位置。

【技术实现步骤摘要】
探针单元和用于探针单元的保持件


[0001]本专利技术涉及探针单元和用于探针单元的保持件。例如，探针单元的保持件可以是测量设备的一部分。可以根据测量任务选择合适的探针单元，并且可以将探针单元布置在保持件上。探针单元可以是例如探针臂，该探针臂被配置用于物体的接触式触觉探测和/或非接触式探测，并且为此在其端部携带触觉探针元件或非接触式检测探针元件。测量设备可以是例如触针仪器。本专利技术还涉及一种包括探针单元和保持件的装置。

技术介绍

[0002]DE 10 2017 012 202 B4描述了测量系统的测量臂以及测量臂保持件。测量臂保持件包括保持件主体，该保持件主体具有多个支撑位置，当建立连接时，测量臂抵靠在该支撑位置处。测量臂和测量臂保持件之间的保持力通过多个磁体对产生，由此磁体对中的一个磁体分别布置在测量臂处，而相应的另一个磁体布置在测量臂保持件或保持件主体上。保持件主体大致为长方体形状，并且测量臂具有接口，该接口具有与保持件主体的形状相适应的空腔。
[0003]从DE 10 2018 119 697 A1中了解到一种具有光学测量装置的测量装置。该测量装置具有带有多个部件的光学器件，这些部件可以通过定位装置彼此连接。为此，定位装置具有三个旋转对称的主体和三个对应的插座，以便限定光学器件的两个部件之间的正确位置。两个部件之间的保持力可以通过磁体产生。
[0004]DE 11 2012 005 779 B4涉及坐标测量设备，特别是所谓的激光跟踪器。激光跟踪器可以将激光束引导到回复反射器上。在实施例中，回复反射器包括闩锁元件，该闩锁元件可以插入到探针头的匹配元件中以限定相对位置。保持力能够以磁性方式产生。
[0005]EP 2 515 069 B1描述了一种具有探针臂接口的探针臂和具有与探针臂接口匹配的接口的保持件。通过探针臂接口的接合到保持件处的圆柱体之间的空腔中的球，在建立连接时保证了相对位置的精确限定。探针臂和保持件之间的保持力能够以磁性方式施加。在DE 102017106741B4中描述了一种具有类似的接口的探针臂和用于探针臂的保持件。
[0006]EP 2 847 540 B1公开了一种坐标测量设备的照明模块和光学传感器。照明模块和传感器通过三点支撑件彼此支撑，并且通过磁性保持力彼此保持。磁体可以是永久磁体或可切换的电磁体。
[0007]DE 102018133220A1以及DE 102005007003B4分别描述了一种用于将探针元件布置在探针单元、特别是探针臂的支撑件处的接口。
[0008]带有可更换探针元件的探针单元是知的，并且例如由Optacom两合公司或Triebworx两合公司提供。
[0009]用于探测物体表面上的测量位置的探针元件必须适合于测量任务。此外，触觉探针元件会经受一定程度的磨损。因此，可能需要根据测量任务或在发生磨损的情况下更换探针元件或探针单元。在许多知系统中，探针元件或探针单元的更换是繁琐的。在安装状态下并非总是能可以简单的方式无问题地从各个侧面都触到探针单元。此外，在一些知的系
统中，探针单元或探针元件的更换导致将力引入到测量设备中，由此，测量设备的用于测量力产生或测量检测的非常细的组件继而受到增加的应力、特别是机械应力，并且可能被损坏。

技术实现思路

[0010]因此，本专利技术的目的是提供一种测量设备的探针单元和保持件，其中探针单元可以特别地在不需要使用工具的情况下容易地在保持件上更换。
[0011]该目的通过具有权利要求1的特征的探针单元、具有权利要求10的特征的保持件以及具有权利要求16的特征的装置来解决。
[0012]根据本专利技术的用于测量设备的探针单元可以是例如探针臂或探针臂区段，或者可以包括另一种大致杆状或管状的形式。测量设备被配置成通过探针单元来检测物体表面上的测量位置处的测量值。因此，探针单元用于探测测量位置处的物体表面。由此，探针单元能够以接触或非接触方式操作，例如以触觉或光学方式操作。
[0013]探针单元有支撑件。例如，支撑件可以是杆状或管状的。探针元件布置在支撑件上。探针元件被配置成以触碰方式接触测量位置处的物体表面，或者以非接触方式被引导到物体表面上的测量位置上。例如，探针元件可以在测量位置上发射光或另一种电磁波，该光或另一电磁波在该测量位置处被反射并且通过探针元件被再次接收。
[0014]此外，将安装装置设置在探针单元的支撑件上。安装装置可以是支撑件的整体部件或者可以附接在支撑件上。安装装置被配置成可释放地机械连接探针单元与测量设备的保持件。除了机械连接之外，可选地还可以建立信号传输连接，例如电连接和/或光学连接。
[0015]特别地，安装装置以这样的方式配置，使得其可以在不使用工具的情况下与测量设备的保持件连接，并且可以在不使用工具的情况下从测量设备的保持件移除。优选地，安装装置和保持件之间的连接没有任何螺纹连接和/或闩锁连接。
[0016]安装装置具有接触单元。接触单元包括接触表面。接触单元、特别是接触表面限定第一纵向轴线。
[0017]在实施例中，支撑件沿着第一纵向轴线延伸，其中第一纵向轴线可以是支撑件、例如杆状或管状支撑件的中间轴线或中心轴线。
[0018]接触单元被配置成处于接触位置，在该接触位置中，它抵靠测量设备的保持件的配对接触单元。在接触位置中，在安装装置和保持件之间或者在接触单元和配对接触单元之间围绕第一纵向轴线在周向方向上保留旋转自由度。因此，探针单元可相对于保持件围绕第一纵向轴线旋转。
[0019]优选地，通过接触单元和配对接触单元在接触位置中消除了多达三个平移自由度和多达两个旋转自由度，使得特别地如果接触单元处于与配对接触单元的接触位置中，则仅保留围绕第一纵向轴线的旋转自由度。
[0020]安装装置具有至少一个安装磁体，该至少一个安装磁体在正面处包括至少一个磁极。有利的是，如果存在多个安装磁体。至少一个安装磁体被配置成至少在接触位置中和在接触位置附近与保持件的至少一个保持磁体协作。至少一个保持磁体优选地在保持件的正面处包括至少一个磁极。由于磁体的协作，在安装装置和保持件之间产生平行于第一纵向轴线的轴向力，并且此外产生围绕第一纵向轴线在周向方向上的磁周向力。磁周向力将安
装装置相对于保持件围绕第一纵向轴线在周向方向上推到期望旋转位置。在期望旋转位置之外，磁周向力具有一定大小，使得克服接触单元和配对接触单元之间的动态和静态摩擦，从而安装装置在周向方向上相对于保持件处于期望旋转位置。
[0021]期望旋转位置可以通过安装磁体和保持磁体和/或安装装置的止动表面与保持件的配对止动表面协作来限定。有利的是，安装装置的止动表面抵靠保持件的配对止动表面，安装装置围绕第一纵向轴线在周向方向上相对于保持件处于期望旋转位置。
[0022]因此，由于接触单元与配对接触单元接触，简单地建立了探针单元和保持件之间的连接。保持力是以磁性方式产生的，并且在平行于第一纵向轴线的轴向方向上保持探针单元与保持件接触。通过磁轴向力维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量设备(20)的探针单元(27)，所述测量设备被配置成以接触或非接触方式检测物体表面(21)的测量位置处的测量值，其中所述探针单元(27)包括：
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支撑件(28)，
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布置在所述支撑件(28)上的探针元件(29)，所述探针元件被配置用于以接触或非接触方式探测所述物体表面(21)，
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设置在所述支撑件(28)上的安装装置(31)，所述安装装置被配置成以机械方式与所述测量设备(20)的保持件(26)连接，其中所述安装装置(31)包括接触单元(32)，所述接触单元限定第一纵向轴线(L1)并且被配置成在接触位置(P)中抵靠所述测量设备(20)的所述保持件(26)的配对接触单元(51)，使得在所述安装装置(31)和所述保持件(26)之间保留围绕所述第一纵向轴线(L1)在周向方向(U)上的旋转自由度，并且其中所述安装装置(31)包括至少一个安装磁体(40、41、42)，所述至少一个安装磁体被配置成在所述接触位置(P)中与至少一个保持磁体(55、56、57)协作，使得在所述安装装置(31)和所述保持件(26)之间产生平行于所述第一纵向轴线(L1)的磁轴向力(FA)并且在所述安装装置(31)和所述保持件(26)之间产生围绕所述第一纵向轴线(L1)在周向方向(U)上的磁周向力(FU)，直至在所述安装装置(31)和所述保持件(26)之间达到围绕所述第一纵向轴线(L1)的预限定的期望旋转位置(R)。2.根据权利要求1所述的探针单元，其中所述安装装置(31)包括止动表面(43)，所述止动表面在所述期望旋转位置(R)中抵靠所述保持件(26)的配对止动表面(60)。3.根据前述权利要求中任一项所述的探针单元，其中所述至少一个安装磁体(40、41、42)包括磁体轴线(B1、B2、B3)，所述磁体轴线平行于所述第一纵向轴线(L1)定向。4.根据前述权利要求中任一项所述的探针单元，其中所述安装装置(31)包括多个安装磁体(40、41、42)，所述多个安装磁体围绕所述第一纵向轴线(L1)在周向方向(U)上规则地分布。5.根据权利要求4所述的探针单元，其中在视线平行于所述第一纵向轴线(L1)的情况下，所设置的安装磁体(40、41、42)中的至少两个的极性是相反的。6.根据前述权利要求中任一项所述的探针单元，其中所述接触单元(32)包括接触表面(34)，所述接触表面限定围绕所述第一纵向轴线(L1)的锥壳表面。7.根据权利要求6所述的探针单元，其中所述接触表面(34)被分成在周向方向(U)上彼此间隔开地布置的多个表面区段(34a)。8.根据权利要求7和根据权利要求2所述的探针单元，其中所述止动表面(43)布置在周向方向(U)上彼此相邻的两个表面区段(34a)之间。9.根据前述权利要求中任一项所述的探针单元，其中所述至少一个安装磁体(40、41、42)布置成比所述接触单元(32)更靠近所述第一纵向轴线(L1)。10.一种测量设备(20)的保持件(26)，所述保持件用于将探针单元(27)附接在所述测量设备(20)上，所述测量设备被配置成以接触或非接触方式检测物体表面(21)的测量位置处的测量值，其中所述保...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：卡尔，
类型：发明
国别省市：