Maschine zum Vermessen oder Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere

Koordinatenmessgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Vermessen oder Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere ein Koordinatenmessgerät, mit einem Maschinenkopf, der relativ zu einer Werkstückaufnahme verfahrbar ist, und mit einem Maschinengestell, an dem zumindest der Maschinenkopf angeordnet ist, wobei das Maschinengestell zumindest einen Trägerkörper mit einer metallischen Leichtbau- Hohlstruktur aufweist, und wobei an den Trägerkörper zumindest eine Führungsschiene für einen relativ dazu beweglichen Schlitten angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Trägerkörpers für ein Maschinengestell einer solchen Maschine, mit den Schritten:

Herstellen einer metallischen Leichtbau-Hohlstruktur, und

Befestigen von zumindest einer Führungsschiene für einen relativ dazu beweglichen Schlitten an der Leichtbau-Hohlstruktur.

Eine solche Maschine und ein solches Verfahren sind beispielsweise aus DE 102 33 561 Al bekannt.

Ein Koordinatenmessgerät ist eine Maschine mit einem Messkopf, der relativ zu einem Messobjekt verfahren werden kann, das in einem Messvolumen der Maschine angeordnet ist. Der Messkopf wird in eine definierte Position relativ zu einem Messpunkt an dem Messobjekt gebracht. Bei taktilen Koordinatenmessgeräten wird der Messpunkt beispielsweise mit einem am Messkopf angeordneten Taststift angetastet. Anschließend lassen sich die Raumkoordinaten des Messpunktes anhand der Position des Messkopfes im Messvolumen bestimmen. Bestimmt man an einem Messobjekt die Raumkoordinaten von mehreren definierten Messpunkten, kann man geometrische Abmessungen oder sogar die Raumform des Messobjekts bestimmen. Ein typisches Einsatzgebiet für solche Koordinatenmessgeräte ist die Vermessung von Werkstücken zur Qualitätskontrolle.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Koordinatenmessgeräte, weil der Messkopf bei Koordinatenmessgeräten mit einer sehr hohen Genauigkeit verfahren werden muss, um die Raumkoordinaten der Messpunkte mit der gewünschten hohen Genauigkeit bestimmen zu können. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung jedoch auch bei Werkzeugmaschinen und anderen Maschinen eingesetzt werden, bei denen ein Maschinenkopf mit hoher Genauigkeit relativ zu einem Werkstück oder einem anderen Objekt bewegt werden soll.

Bei dem aus DE 103 33 561 Al bekannten Koordinatenmessgerät ist der Messkopf an einer sogenannten Pinole angeordnet, die in Vertikalrichtung (Z-Richtung) bewegt werden kann. Die Pinole ist ihrerseits an einem Arm angeordnet, der in horizontaler

Richtung (X-Richtung) verfahren werden kann. Darüber hinaus kann der Arm in einer weiteren Horizontalrichtung (Y-Richtung) verfahren werden. Insgesamt kann der Messkopf dieses Koordinatenmessgerates daher in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen verfahren werden, um einen Messpunkt an einem Messobjekt anzutasten.

Der Arm des bekannten Koordinatenmessgerates ist auf Führungsschienen gelagert, die an einem sogenannten Kastentrager befestigt sind. Der Kastentrager ist in diesem Fall mit einer Leichtbau-Hohlstruktur realisiert, die aus einer Vielzahl von Querstreben, Schottwanden und Seitenwanden besteht. Die Streben und Wände sind aus Stahl bzw. Stahlblechen hergestellt, die in geeigneter Weise gebogen und zusammengefugt wurden. Die Führungsschienen, auf denen der Kastentrager gelagert ist, sind auf speziellen Stahlleisten angeordnet, die ihrerseits auf den Querstreben und Seltenwanden des Kastentragers abgestutzt sind. Somit besteht der gesamte Kastentrager einschließlich der Aufnahmen für die Führungsschienen aus Metall, was u.a. im Hinblick auf einen möglichst gleichmäßigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Vorteil ist.

Ein Nachteil des bekannten Koordinatenmessgerates besteht in der Schwierigkeit, die Führungsschienen für den Kastentrager mit der gewünschten Geradlinigkeit und Präzision auszubilden. Problematisch ist insbesondere die präzise Ausbildung der Stahlleisten, auf denen die Führungsschienen befestigt werden. Eine Möglichkeit besteht dann, diese Stahlleisten durch eine spanende Bearbeitung (insbesondere Fräsen und/oder Schleifen) in die gewünschte Form und Ausrichtung zu bringen, nachdem die Stahlleisten an dem Kastentrager befestigt wurden.

Wie sich gezeigt hat, ist die Präzision, mit der die Stahlleisten bearbeitet werden können, in diesem Fall jedoch begrenzt. Es kann zu Welligkeiten kommen, was nach Untersuchung der Anmelderin vermutlich auf die unterschiedliche Steifigkeit des Kastentragers im Bereich der Querstreben und abseits davon zurückzuführen sein konnte. Des Weiteren können sich aufgrund der Leichtbauweise und infolge der daraus resultierenden geringen Wandstarken der Bleche thermische Probleme beim

Bearbeiten des Kastenträgers und der Stahlleisten ergeben. Durch die spanende Bearbeitung können insbesondere Temperaturdifferenzen entstehen, die dazu führen, dass sich der Kastenträger mit den Stahlleisten während der Bearbeitung verformt.

Prinzipiell könnte man diese Probleme lösen, indem man Bleche mit höheren Wandstärken verwendet, da in diesem Fall sowohl die lokale Steifigkeit als auch die Temperaturleitfähigkeit verbessert würde. Bleche mit größeren Wandstärken führen jedoch zu einem höheren Gesamtgewicht des Kastenträgers, was aufgrund der höheren Masse von Nachteil ist, weil stärkere und damit teurere Antriebe und Lager benötigt werden.

Es sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Lösungen bekannt, um Führungsflächen oder Führungsschienen für einen bewegtes Maschinenteil an einem Maschinengestell zu realisieren.

DD 133 201 schlägt vor, diejenigen Teile eines Maschinengestells, die Führungsflächen aufweisen, aus Terrazzo zu gießen und anschließend auf Maß zu schleifen. Das Maschinengestell selbst soll in diesem Fall aus Stahlbeton hergestellt werden, wobei die Terrazzo-Mischung zunächst in die am weitesten unten liegenden Teile der Gießform eingefüllt wird und wobei die Gießform anschließend mit dem Beton aufgefüllt wird.

EP 0 201 821 Al schlägt vor, die Führungsschienen an einer Arbeitsmaschine aus sinterfähigen Nichtmetallen, insbesondere Keramikmaterial, herzustellen. Das Keramikmaterial soll mit einem Maschinenbett aus Beton verklebt werden oder in dieses eingegossen werden.

Auch DE 39 19 450 Al und DE 102 51 228 Cl schlagen vor, die Schienenführungen zusammen mit einem Maschinenbett aus Polymerbeton zu gießen.

Aus DE 44 41 252 Al ist es demgegenüber bekannt, Führungsschienen aus Stahl auf einem Trägerkörper aus Mineralgussmaterial zu befestigen. Auch hier sollen die Führungsschienen nachträglich bearbeitet und geschliffen werden.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Maschine der eingangs genannten Art anzugeben, die trotz Leichtbauweise sehr präzise und geradlinige Schlittenführungen, insbesondere für Kugelumlaufschlitten oder dergleichen, besitzt. Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Trägerkörpers für eine solche Maschine anzugeben.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Maschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei der der Trägerkörper eine Anlagefläche aufweist, an der die Führungsschiene befestigt ist, wobei die Anlagefläche aus einem ausgehärteten Gussmaterial hergestellt ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem eine Anlagefläche für die positionsgenaue Befestigung der Führungsschiene an dem Trägerkörper ausgebildet wird, indem die metallische Leichtbau-Hohlstruktur mit einem zunächst weitgehend flüssigen Vergussmaterial und mit einer Formlehre in Kontakt gebracht wird, wobei das Vergussmaterial zwischen der Formlehre und der Leichtbau-Hohlstruktur ausgehärtet wird.

Die vorliegende Erfindung schlägt somit einen „Materialmix" vor, in dem eine Leichtbau-Hohlstruktur aus Stahlblechen, dünnwandigem Metallguss und/oder anderen metallischen Werkstoffen mit einem aushärtbaren Vergussmaterial, insbesondere einem harzbasierten Vergussmaterial, kombiniert wird. Das Vergussmaterial wird dazu verwendet, eine sehr präzise Anlagefläche zum Befestigen von separat gefertigten Führungsschienen herzustellen. Die Führungsschienen sind in bevorzugten Ausführungsbeispielen aus Stahl oder einem Keramikmaterial.

Die Anlagefläche lässt sich aufgrund des aushärtbaren Vergussmaterials mit einer sehr hohen Präzision ausbilden, ohne dass eine thermisch problematische, spanende Nachbehandlung erforderlich ist. Das Vergussmaterial wird mit Hilfe einer sehr exakten Formlehre an die metallische Leichtbau-Hohlstruktur angegossen. Dadurch kann die Anlagefläche (genauer: der Gusskörper, dessen außenliegende Oberseite die Anlagefläche bildet) etwaige Fertigungsungenauigkeiten der Leichtbau-Hohlstruktur ausgleichen. Die Qualität und insbesondere die Ebenheit und Geradlinigkeit der Anlagefläche wird in erster Linie von der Präzision der Formlehre bestimmt, mit deren Hilfe der Anguss erfolgt. Da die Formlehre ungeachtet der Leichtbau- Hohlstruktur für den Trägerkörper als ein „schwerer" Formkörper hergestellt werden kann, lässt sich die Anlagefläche aus dem Vergussmaterial mit so hoher Qualität herstellen, dass eine thermisch problematische Nachbearbeitung entfallen kann. Die Nachbearbeitung beschränkt sich ggf. auf das Entfernen von überschüssigem Vergussmaterial an Stellen, die für die Genauigkeit der Führungsschienen unbeachtlich sind und/oder auf das Einbringen von Bohrungen, Befestigungslöchern oder dergleichen. Andererseits können sämtliche Vorteile einer metallischen Leichtbau- Hohlstruktur beibehalten werden. Die o.g. Aufgabe ist daher gelöst.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Trägerkörper eine wannenartige Vertiefung auf, in der das Vergussmaterial angeordnet ist. Vorteilhafterweise wird die wannenartige Vertiefung an der Leichtbau-Hohlstruktur dauerhaft angeordnet. Die wannenartige Vertiefung kann im Bodenbereich und an ihren Seitenwänden vollständig geschlossen sein, oder sie kann Ablaufkanäle zum gezielten Ablauf von überschüssigem Vergussmaterial aufweisen.

In einer bevorzugten Variante ist die wannenartige Vertiefung an der Leichtbau- Hohlstruktur ausgebildet, d.h. die wannenartige Vertiefung ist Teil der Leichtbau- Hohlstruktur.

In einer anderen Variante des Verfahrens wird die wannenartige Vertiefung nur für die Herstellung der Anlagefläche an der Leichtbau-Hohlstruktur befestigt, beispielsweise mit Hilfe von Formteilen aus Schaumstoff, Kunststoff oder dergleichen. In der

zuletzt genannten Variante können diese Formteile nach dem Ausharten des Vergussmaterials von der Leichtbau-Hohlstruktur abgenommen werden, so dass der Gusskorper mit der Anlageflache praktisch „auf" der Leichtbau-Hohlstruktur sitzt. Die Formteil aus Schaumstoff, Kunststoff oder dergleichen können auch dazu dienen, eine an der Leichtbau-Hohlstruktur ausgebildete Kontur zu einer wannenartigen Vertiefung zu erganzen.

Diese Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen eine sehr exakte Ausbildung der Anlageflache an der Leichtbau-Hohlstruktur. In dem Fall, dass die wannenartige Vertiefung dauerhaft an der Leichtbau-Hohlstruktur angeordnet ist, wird auch die dauerhafte Fixierung der Anlageflache an der Hohlstruktur erleichtert. Demgegenüber besitzt eine nur für den Gießvorgang hergestellte, wannenartige Vertiefung den Vorteil, dass die Leichtbau-Hohlstruktur einfacher konstruiert und hergestellt werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung des neuen Verfahrens werden die Leichtbau- Hohlstruktur und die Formlehre an einem separaten Halter befestigt, wobei der separate Halter zumindest die Formlehre tragt.

Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass der separate Halter das Gewicht der Formlehre zumindest zu einem wesentlichen Teil aufnimmt, so dass die Leichtbau- Hohlstruktur beim Angießen der Anlagefläche nicht deformiert wird. Aus demselben Grund ist es bevorzugt, wenn die Leichtbau-Hohlstruktur spannungsfrei an dem separaten Halter angeordnet wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders exakte Herstellung der Führungen für den beweglichen Schlitten.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die Leichtbau-Hohlstruktur auf die Formlehre aufgesetzt.

In dieser Ausgestaltung wird die Leichtbau-Hohlstruktur oberhalb von der Formlehre angeordnet, so dass bereits aufgrund dieser Anordnung kein Gewicht von der Form-

lehre auf die Leichtbau-Hohlstruktur drückt. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn die Formlehre sehr schwer (und damit formstabil) ausgebildet ist.

Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass auf die Verwendung eines separaten Halters verzichtet werden kann. Prinzipiell kann diese Ausgestaltung jedoch auch in Verbindung mit einem separaten Halter verwendet werden, wobei das Risiko einer Verformung der Leichtbau-Hohlstruktur durch die Formlehre noch weiter reduziert ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bildet das Vergussmaterial einen Gusskörper, der mit dem Trägerkörper verklebt ist. In einer bevorzugten Variante dieser Ausgestaltung haftet der Gusskörper bereits aufgrund des verwendeten Vergussmaterials an der metallischen Leichtbau-Hohlstruktur. Alternativ oder ergänzend hierzu kann ein zusätzlicher oder separater Klebstoff verwendet werden.

Die Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass die Position und Lage der präzise hergestellten Anlagefläche auch beim Transport und der Handhabung der Leichtbau- Hohlstruktur, insbesondere vor dem Anbringen der Führungsschienen, erhalten bleibt. Die Handhabung des Zwischenerzeugnisses vereinfacht sich.

Prinzipiell ist es jedoch möglich, dass der Gusskörper „lose" auf der Leichtbau- Hohlstruktur aufliegt und beispielsweise erst durch das Befestigen der Führungsschiene an seiner Position fixiert wird.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Gusskörper eine Dicke senkrecht zu der Anlagefläche auf, die im Bereich zwischen etwa 1 mm und etwa 20 mm liegt. Vorzugsweise liegt die Dicke des Gusskörpers zwischen etwa 1 mm und etwa 5 mm, wobei es auf die exakte Einhaltung der angegebenen Grenzwerte nicht zwingend ankommt. Es geht in dieser Ausgestaltung vielmehr darum, dass der Gusskörper relativ dünn ist im Vergleich zu dem Trägerkörper und zu den Führungsschienen. Der Gusskörper fungiert im Wesentlichen als dünne Zwischenschicht oder „Unterlage", die zwischen der Führungsschiene und der Leichtbau-Hohlstruktur angeordnet ist,

um eine plane und exakt ausgebildete Anlagefläche zum Befestigen der Führungsschiene bereitzustellen. Je dünner der Gusskörper ist, desto vorteilhafter ist dies im Hinblick auf die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien.

Die untere Grenze für die Dicke des Gusskörpers hängt in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vor allem davon ab, wie groß die Fertigungstoleranzen der Leichtbau- Hohlstruktur über die Länge der Führungsschiene sind. Mit anderen Worten hängt die Dicke des Gusskörpers vor allem davon ab, in welcher Größenordnung die Welligkeiten und/oder anderen Formabweichungen der Leichtbau-Hohlstruktur liegen, die mit Hilfe des Gusskörpers ausgeglichen werden sollen.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Anlagefläche öffnungen auf, durch die hindurch die Führungsschiene mit dem Trägerkörper verschraubt ist.

Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, weil die Anlagefläche bzw. der Gusskörper mit der Anlagefläche auf sehr einfache und kostengünstige Weise dauerhaft und stabil in Position gehalten wird. Andererseits muss der Gusskörper in dieser Ausgestaltung keine oder nur sehr geringe Haltekräfte der Führungsschiene aufnehmen. Dies macht es möglich, die Anlagefläche bzw. den Gusskörper sehr dünn auszubilden.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Anlagefläche ein Stufenprofil auf, das eine Anlagekante für die Führungsschiene bildet.

Die Anlagekante ist eine senkrecht zur Anlagefläche stehende Struktur, die eine sehr einfache und präzise Montage der Führungsschiene auf der Anlagefläche ermöglicht.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Anlagefläche weitgehend kongruent zu der Führungsschiene.

In dieser Ausgestaltung besitzt die Anlageflache eine Flächenausdehnung, die in etwa der Flächenausdehnung der Führungsschiene in einer Projektion auf die Anlagefläche entspricht. Vorzugsweise ist die Flächenausdehnung der Anlagefläche geringfügig größer als die entsprechende Flächenausdehnung der Führungsschiene, um einen gewissen Toleranzspielraum und eine vollflächige Abstützung der Führungsschiene zu erhalten. Ungeachtet dessen besitzt die Begrenzung der Anlagefläche auf die entsprechende Flächenausdehnung der Führungsschiene den Vorteil, dass die Zwischenlage aus Vergussmaterial nur dort eingesetzt wird, wo sie auch benötigt wird. Dies spart Kosten und Gewicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mehrere parallele Führungsschienen besser voneinander entkoppelt sind, was im Hinblick auf thermische Ausdehnungen des Vergussmaterials von Vorteil ist.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Anlagefläche eine geschlossene Fläche, an der die Führungsschiene vollflächig anliegt.

Alternativ zu dieser Ausgestaltung könnte die Anlagefläche aus mehreren Teilabschnitten bestehen, die gewissermaßen als Stützstellen unterhalb der Führungsschiene angeordnet sind. Die bevorzugte Ausgestaltung ermöglicht demgegenüber eine stabilere und präzisere Befestigung der Führungsschiene.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Trägerkörper eine weitgehend geschlossene Außenwand auf, an der die Anlagefläche angeordnet ist.

In dieser Ausgestaltung verteilt die Außenwand das Gewicht des auf der Führungsschiene laufenden Schlittens auf eine größere Fläche. Dies vermeidet oder reduziert lokale Verformungen im Betrieb der Maschine. Darüber hinaus ermöglicht diese Ausgestaltung eine sehr einfache und kostengünstige Befestigung der Führungsschiene durch den Gusskörper hindurch, indem die Führungsschiene an der Außenwand verschraubt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Vergussmaterial eine Harzmasse mit einem eingebetteten Füllmaterial. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Harzmasse ein Epoxidharz und das Füllmaterial ist ein feinkörniges und/oder pulvriges Füllmaterial, das eine hohe Druckstabilität und eine geringe Schrumpfung beim Aushärten ergibt. Die Zugstabilität des Vergussmaterials kann demgegenüber gering sein, da der Gusskörper im Wesentlichen als hochpräzise Unterlage unter der Führungsschiene dient. Ein Vergussmaterial auf Harzbasis lässt sich einfach und kostengünstig verarbeiten und hat in praktischen Versuchen der Anmelderin zu sehr guten Ergebnissen geführt.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der neuen Maschine in Form eines Koordina- tenmessgerätes mit einem horizontalen Messarm,

Figur 2 einen Trägerkörper in Leichtbau-Hohlstruktur zum Herstellen des

Messarms aus Figur 1, wobei der Trägerkörper in einen Halter zum Herstellen der Anlagefläche eingespannt ist,

Figur 3 den Trägerkörper aus Figur 2 mit einer oben aufgesetzten Formlehre,

Figur 4 den Trägerkörper aus Figur 3 nach Entfernen der Formlehre und Anschrauben von Führungsschienen, und

Figur 5 eine vereinfachte Querschnittsdarstellung des Trägerkörpers aus Figur 4 im Bereich einer der Führungsschienen.

In Figur 1 ist ein Koordinatenmessgerät in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das Koordinatenmessgerät 10 ist hier ein Horizontalarmmessgerät. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt und kann vorteilhaft auch bei Koordi- natenmessgeräten in Portal- oder Brückenbauweise oder in anderer Bauweise angewendet werden. Des weiteren könnte die Erfindung in gleicher Weise auch bei Werkzeugmaschinen oder anderen Maschinen eingesetzt werden, bei denen Maschinenteile mit möglichst hoher Präzision auf Führungsschienen bewegt werden müssen.

Das Koordinatenmessgerät 10 besitzt eine Basis 12 _; auf der eine Säule 14 angeordnet ist. Die Säule 14 sitzt auf Führungsschienen 16 und kann in Richtung des Pfeils 17 verfahren werden. Die Bewegungsachse 17 wird üblicherweise als X-Achse bezeichnet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Säule 14 mit Hilfe von Kugelumlaufschlitten auf den Führungsschienen 16 gelagert, und sie wird mit Hilfe eines motorischen Antriebs (hier nicht gesondert dargestellt) in Richtung der Bewegungsachse 17 verfahren

Mit der Bezugsziffer 18 ist ein Kreuzschlitten bezeichnet, der an der Säule 14 angeordnet ist. Der Kreuzschlitten 18 kann mit Hilfe eines Antriebs auf Führungsschienen 20 in Richtung des Pfeils 21 verfahren werden. Die Bewegungsachse 21 wird üblicherweise als Z-Achse bezeichnet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist auch der Kreuzschlitten 18 mit Hilfe von Kugelumlaufschlitten (nicht im Detail dargestellt) auf den Führungsschienen 20 gelagert.

Der Kreuzschlitten 18 besitzt ein Auflager 22, auf dem ein Horizontalarm 24 gelagert ist. Der Arm 24 kann mit Hilfe eines Antriebes 26 in Richtung des Pfeils 28 verfahren werden. Die Bewegungsachse 28 wird üblicherweise als Y-Achse bezeichnet. Bei einem Koordinatenmessgerät in Portal- oder Brückenbauweise ist die Y-Achse demge-

genuber häufig die Bewegungsachse für das Portal oder die Brücke, wahrend die X- Achse die Position des Schlittens auf der Traverse des Portals bzw. der Brücke angibt.

Am rechten freien Ende des Horizontalarms 24 ist ein Messkopf 30 angeordnet, der hier einen Taststift 32 tragt. Der Taststift 32 dient dazu, einen definierten Messpunkt an einem Messobjekt (nicht dargestellt) anzutasten, das im Messvolumen 33 des Koordinatenmessgerates 10 angeordnet ist. Das Messvolumen 33 wird hier durch die maximalen Verfahrwege des Messkopfes 30 entlang der drei Bewegungsachsen 17, 21, 28 definiert. Innerhalb des Messvolumens kann ein Tisch oder eine andere Werkstuckaufnahme angeordnet sein. Im vorliegenden Fall ist die Werkstuckaufnahme der Bodenbereich innerhalb des Messvolumens 33.

Bei dem Koordinatenmessgerat 10 bewegt sich der Arm 24 relativ zu dem in Y- Richtung feststehenden Auflager. Dabei ist der Antrieb 26 an dem Auflager 22 angeordnet und der Arm 24 besitzt Führungsschienen, wie nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 5 erläutert ist. In einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel laufen die Führungsschienen in je einem Kugelumlaufschlitten (hier nicht dargestellt), der an dem Auflager 22 befestigt ist. Alternativ hierzu konnten die Führungsschienen an dem Auflager 22 angeordnet sein, wahrend die Kugelumlaufschlitten an dem Hoπ- zontalarm 24 befestigt sind. Letztlich kommt es für die vorliegende Erfindung nur darauf an, dass die Führungsschienen dazu dienen, eine - vorzugsweise geradlinige - Fuhrung für einen relativ zu den Führungsschienen beweglichen Korper bereitzustellen.

Der Horizontalarm 24 ist hier ein Tragerkorper, der mit einer Leichtbau-Hohlstruktur nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Demgegenüber sind die Maschinenbasis 12 und der Stander 14 im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel „massiv" ausgebildet. Prinzipiell kann die Lehre der vorliegenden Erfindung jedoch auch auf diese Gestellteile übertragen werden.

In Figur 2 ist der Horizontalarm in einer Zwischenstufe des neuen Herstellungsverfahrens dargestellt und zur Unterscheidung mit der Bezugsziffer 24' bezeichnet. Der Arm 24' ist hier zwischen zwei Halter 40a, 40b eingespannt, die den Arm 24' in einer definierten Position spannungsfrei halten. Der Arm 24' besitzt hier ein kastenförmiges Profil mit insgesamt vier Seitenwänden, von denen in Figur 2 die Seitenwände 42 und 44 bezeichnet sind. Die Seitenwand 44 zeigt hier nach oben. Am rechten und linken Rand der Seitenwand 44 (in Längs- bzw. Erstreckungsrichtung des Arms 24 gesehen) sind hier zwei wannenartige Vertiefungen 46a, 46b angeordnet. Alternativ zu den weitgehend geschlossenen Seitenwänden 42, 44, die in Figur 2 gezeigt sind, könnte der Horizontalarm auch eine Fachwerk-artige Struktur haben und/oder die Seitenwände 42, 44 könnte ihrerseits Löcher haben, um eine weitere Gewichtsreduktion zu erreichen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die wannenartigen Vertiefungen 46 aus jeweils einer Metallleiste ausgefräst, wobei die Metallleisten nach dem Fräsvorgang an der Seitenwand 44 des Arms 24' angeschweißt wurden. Alternativ hierzu könnten die wannenartigen Vertiefungen 46 beispielsweise aus dem Blech für die Seitenwand 44 ausgefräst sein, oder sie könnten zunächst als metallische Vollleisten an der Seitenwand 44 befestigt und anschließend ausgefräst werden. Darüber hinaus könnten die wannenartigen Vertiefungen 46 prinzipiell auch aus gebogenen Blechen oder auf andere Weise hergestellt sein.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt jede wannenartige Vertiefung 46 entlang ihrer Längsrichtung eine Vielzahl von gleichmäßig voneinander beabstandeten Bohrlöchern 48, in denen jeweils ein Gewinde ausgebildet ist. Die Bohrlöcher 48 dienen später dazu, metallische Führungsschienen für die Kugelumlaufschlitten an den Horizontalarm 24 anzuschrauben.

Mit der Bezugsziffer 50 ist ein Vergussmaterial bezeichnet, dessen Oberfläche 51 nach dem Aushärten eine Anlagefläche für die Führungsschienen bildet (siehe Figur 4 und 5). Aus Gründen der übersichtlichkeit ist das Vergussmaterial 50 hier nur in einem

Teil der wannenartigen Vertiefung 46b dargestellt. Es versteht sich, dass beide wannenartigen Vertiefungen 46a, 46b mit dem Vergussmaterial 50 aufgefüllt werden.

Nach dem Auffüllen der Vertiefungen 46a, 46b wird eine Formlehre 54 auf dem Hoπzontalarm 24" angeordnet (Figur 3). In einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel besitzt die Formlehre zwei Vorsprünge 56, die auf die Halter 40a, 40b aufgesetzt werden, so dass die Halter 40a, 40b das Gewicht der Formlehre 54 zum großen Teil aufnehmen. Die Formlehre 54 besitzt zwei Formflächen 58, die einen Negativabdruck der auszubildenden Anlageflache 51 darstellen. Wie in Figur 3 zu erkennen ist, übertragt sich der Negativabdruck auf das Vergussmaterial 50. In einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel ist das Vergussmaterial 50 ein Epoxidharz mit einem feinkornigen Füllstoff, der z.B. ein Keramikmaterial beinhalten kann. Die Formlehre 54 bringt das Vergussmaterial 50 in eine exakt definierte Form. Nach dem Ausharten des Vergussmaterials 50 wird die Formlehre 54 mit Hilfe der Ringosen 60 nach oben abgenommen. Anschließend können herkömmliche metallische Führungsschienen 64 auf den Anlageflachen 51 platziert und mit dem Horizontalarm 24'" verschraubt werden. Beispielhaft ist eine Schraube in Figur 4 mit der Bezugsziffer 66 bezeichnet.

Wie bei der Bezugsziffer 68 angedeutet ist, besitzt der Arm 24'" eine öffnung und einen dahinter liegenden Hohlraum, der von innen liegenden Querstreben (hier nicht dargestellt) durchzogen ist. In einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel ist der Arm 24'" aus Stahlblechen hergestellt, deren Wandstarken ca. 2 mm betragen. Abhangig von der gewünschten und erreichbaren Biege- und Torsionssteifigkeit können auch dickere oder dünnere Bleche verwendet werden. Lediglich im Bereich der Führungsschienen ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein dickeres Blechmaterial verwendet, um die Gewinde zum Befestigen der Führungsschienen 64 auszubilden. Dies ist in der vereinfachten Querschnittsdarstellung in Figur 5 zu erkennen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen hier dieselben Elemente wie zuvor.

Die Materialdicke di des Bleches für die Seitenwand 44 beträgt hier etwa 6 mm. Die Materialdicke d ₂ des Gusskörpers aus dem Vergussmaterial 50 liegt bei etwa 5 mm. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Gusskörper allerdings keine durch-

gehend konstante Materialdicke λi, sondern er weist stattdessen einen materialstärkeren Abschnitt 72 auf, der zusammen mit der Anlagefläche 51 eine seitliche Anlagekante für die Führungsschienen 64 ausbildet.

Alternativ zu der Vorgehensweise, wie sie in den Figuren 2 bis 4 dargestellt ist, wird die Formlehre 54 in einem anderen Ausführungsbeispiel unterhalb des Horizontalarms 24 angeordnet. Das Vergussmaterial 50 wird in eine entsprechend ausgebildete Vertiefung an der Formlehre 54 eingefüllt. Anschließend wird der Arm 24 mit der Leichtbau-Hohlstruktur von oben auf die Formlehre 54 aufgesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, auf die Halter 40a, 40b zu verzichten, wenngleich entsprechende Halter trotzdem verwendet werden können. Diese alternative Vorgehensweise bietet sich insbesondere an, wenn die Formlehre 54 sehr viel schwerer und steifer ist als der Arm 24.

In beiden Ausführungsbeispielen kann es erforderlich sein, einen überschießenden Anteil des Vergussmaterials nach dem Aushärten zu entfernen. Solche überschüssigen Materialanteile finden sich aufgrund des beschriebenen Verfahrens jedoch allenfalls seitlich von der Anlagefläche 51, so dass diese Bearbeitung des Gusskörpers relativ einfach und problemlos möglich ist, ohne die Genauigkeit der Schlittenführungen zu beeinflussen.

Statt einer Leichtbau-Hohlstruktur aus gebogenen und/oder geschweißten Blechen könnte der Trägerkörper auch aus einem dünnwandigen Metallguss, insbesondere in einer Fachwerk-artigen Struktur hergestellt sein. Ein bevorzugtes Gussmaterial für diese Realisierung ist Gusseisen mit eingelagertem Kugelgraphit (als Sphäroguss bekannt).

Um eine definierte Anpresskraft der Formlehre 54 auf das Vergussmaterial 50 zu erhalten, kann es in Ausführungsbeispielen des neuen Verfahrens von Vorteil sein, wenn die Formlehre 54 und der Trägerkörper miteinander verspannt werden, was mit Hilfe der Halter 40a, 40b vorteilhaft möglich ist.

In allen bevorzugten Ausführungsbeispielen liegt die Führungsschiene 64 vollständig an der Anlagefläche 51 an. Vorteilhafterweise ist die Anlagefläche 51 dabei eine geschlossene Fläche, die weitgehend kongruent unter der Führungsschiene 64 angeordnet ist.