Schaltende taktile Sensoren

Einfache schaltende Tastsysteme arbeiten nach dem Dreibeinprinzip (Abb. 19a). Berührt die Tastkugel das Messobjekt, wird ein Triggersignal 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 einer der Schalter geöffnet. Dies wird als Schaltsignal weiterverarbeitet. Der Nachteil dieses Systems liegt insbesondere darin, dass die unterschiedlichen Antastkräfte abhängig von der Antastrichtung zu unterschiedlicher Tasterdurchbiegung und damit zu einem richtungsabhängigen Antastverhalten führen (dreieckige Charakteristik), das nur schwer zu korrigieren ist.

Abb. 19: Prinzipien des schaltenden 3D-Messkopfes: a) Elektromechanische Kontakte (Dreibeinprinzip); b) Mechano-elektrischer Wandler.

Höherwertige Tastsysteme setzen zur Umwandlung des mechanischen in ein elektrisches Signal Wandlerelemente wie z. B. Piezoelemente oder Dehnungsmessstreifen ein (Abb. 19b). Mit ihnen lässt sich ein richtungsunabhängiges Antastverhalten erreichen. Eine nachgelagerte Elektronik sorgt dafür, dass mit sehr geringen Antastkräften gearbeitet werden kann. Die vom Sensor beeinflusste Messunsicherheit ist geringer. Das Dreibein wird erst nach der Detektion des Antastpunkts ausgelenkt. Damit werden relativ große »Bremswege « in den Achsen zulässig.
Gemeinsamer Nachteil aller schaltenden Sensorsysteme ist, dass das Koordinatenmessgerät zum Ermitteln eines Messpunkts mit dem
Messobjekt in Kontakt gebracht und anschließend wieder aus dem Kontakt herauszufahren ist. Es ergeben sich somit für jeden Messpunkt Antastzeiten im Sekundenbereich.