Schaltende taktile Sensoren

Einfache schaltende Tastsysteme arbeiten nach dem Dreibeinprinzip (Abb. 27 links). Berührt die Tastkugel das Messobjekt, wird ein Signal (Trigger) zum Auslesen der Maßstabssysteme des Koordinatenmessgeräts erzeugt. Der Messpunkt ergibt sich aus den Koordinaten des Messgeräts und bezieht sich auf den Mittelpunkt der Tastkugel. Diese ist über einen steifen Schaft auf einer Dreipunktlagerung angebracht, die in jeder der drei Auflagen als Schalter ausgebildet ist. Wird der Taster aus einer beliebigen Richtung ausgelenkt, wird mindestens ein Schalter geöffnet. Dies wird als Schaltsignal weiterverarbeitet. Der Nachteil dieses Systems liegt insbesondere darin, dass die Antastkräfte stark von der Antastrichtung abhängig sind. Dies führt zu unterschiedlicher Tasterdurchbiegung und damit zu einer nicht vernachlässigbaren richtungsabhängigen Antastabweichung (dreieckige Charakteristik), die nur schwer zu korrigieren ist.

Höherwertige Tastsysteme setzen zur Umwandlung des mechanischen in ein elektrisches Signal Wandlerelemente wie z. B. Piezoelemente oder Dehnungsmessstreifen ein (Abb. 27 rechts). Mit ihnen lässt sich ein weitgehend richtungsunabhängiges Antastverhalten erreichen. Eine nachgelagerte Elektronik sorgt dafür, dass auch mit sehr geringen Antastkräften gearbeitet werden kann. Die vom Sensor beeinflusste Messunsicherheit ist geringer. Das Dreibein wird meist erst nach der Detektion des Antastpunkts ausgelenkt. Damit werden relativ große »Bremswege« in den Achsen zulässig. Gemeinsamer Nachteil aller schaltenden Taster ist, dass das Koordinatenmessgerät zum Ermitteln eines Messpunkts mit dem Messobjekt in Kontakt gebracht wird und anschließend wieder aus dem Kontakt herauszufahren ist. Somit ergeben sich für jeden Messpunkt Antastzeiten im Sekundenbereich. Die Hauptvorteile der schaltenden gegenüber den nachfolgend beschriebenen messenden Tastern liegen im relativ geringen Preis und den etwas kleineren Abmessungen. Wegen der geringen Anzahl der Messpunkte ist ihr Einsatz auf die Messung von Merkmalen mit vernachlässigbaren Formabweichungen begrenzt (Abb. 26).