CN103453848B - 用于测量机器元件的形状、位置和规格特征的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量机器元件的形状、位置和规格特征的设备和方法。本发明的任务，即，找到一种用于测量可旋转的机器元件的形状特征、位置特征和规格特征的可能性，其允许有微小的结构花费且能够以高精密度来测量能轴向触摸的还具有被遮盖区域的表面，根据本发明来解决。根据本发明，除了具有照明模块(31)和拍摄机器元件(5)的阴影图像的照相机模块(33)的光学测量单元(3)外，在轴向上存在有具有触知测量触头(42)的机械测量单元(4)，用于测量机器元件(5)，该机械测量单元固定在光学测量单元(3)上并且具有枢转装置(41)，其用于与机器元件(5)的旋转轴线(6)正交地内转触知测量触头(42)。

Description

用于测量机器元件的形状、位置和规格特征的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量可旋转的机器元件(例如马达轴和传动轴、联杆、阀门、活塞、螺栓、涡轮部件等)的形状特征、位置特征和规格特征的设备和方法。

背景技术

为了轴的精确测量建立了触知测量方法，其中，表面可以被机械触摸元件触摸并且被非常精确地测量。但在变换测量任务的情况下，触知测量方法通常需要高的改装花费。

针对这种情况提供有光学测量方法。该方法产生轴的阴影图像，在该阴影图像上外轮廓可以被测出。由于非接触的测量，机器元件可以被很快地探测并且高精确度地测量。在不同的测量任务之间的变换可以是简单且快速的。光学测量设备的缺点是例如不可以测量在阴影图像中不可见的凹的部分表面和咬边。

基于该原因提出将光学测量方法和触知测量方法组合在一个设备中。在专利文献DE10319947B4中公开了一种设备，其中，对轴的周面的探测借助组合使用光学测量单元和机械测量单元来进行。为此该设备具有如下测量系统，在该测量系统中机械-电子测量单元集成在光电测量单元中用以轴的测量并且如有需要可以线性地驶出。在此，轴被夹在设备的转动轴线上。测量系统具有U形的光电测量单元，它的自由端部在第一测量位置中布置在被夹住的轴的两侧。在自由端部中安装有光栅式的照明模块和照相机模块。这样轴的阴影图像以公知的方式产生并且被拍摄，轴可以在该阴影图像上被测量。为了完全探测轴，该轴在此绕着旋转轴线旋转并且光电测量单元平行于转动轴线地沿着该轴行驶。为了提高测量精确度，轴的周面的额外测量于是可以利用附着在U形光电测量单元的基底上的机械-电子测量单元来进行。利用光电测量单元的运动，机械-电子测量单元也被自动地引导至轴，从而在第二测量位置中，周面可以被机械地触摸。在此测量值记录在轴向平面内部垂直于轴的转动轴线进行，从而周面被触摸元件高精确度地触知探测。但是测量单元仅能够实现精确地机械触摸周面。基本上与轴的转动轴线正交的表面仅被光学探测。因为为了保持设备的高测量精确度通常使用在机械上稳定并且由此大量的结构部件，所以由此为了在两个测量位置之间实现精密地调整可运动支承的U形支架，提高的结构上的花费是必需的。

发明内容

本发明的任务是找到一种用于测量可旋转的机器元件的形状特征、位置特征和规格特征的可能性，其能够实现微小的结构花费并且同时高的精密度，也能够以高测量精确度来测量如下表面，该表面相对于旋转轴线可以具有明显的直至相对于旋转轴线正交取向的倾斜并且具有被遮盖的区域，比如咬边，上坡和不平坦等。

在用于测量可旋转的机器元件的形状特征、位置特征和规格特征的设备中，该设备包含具有沿着机架布置的线性引导装置和与此平行布置的线性引导系统的机械稳定的机架、用于容纳可绕着机器元件的旋转轴线旋转的机器元件的工件保持装置，具有照明模块和照相机模块的光学测量单元，其中，该工件保持装置具有至少一个容纳在线性引导装置中的夹紧机构，绕该夹紧机构，机器元件可绕着旋转轴线转动，该光学测量单元可运动地布置在线性引导系统上并且利用该光学测量单元，可从可转动地布置在照明模块与对置的照相机模块之间的机器元件拍摄机器元件的二维阴影图像，该任务根据本发明通过如下方法来解决，即，光学测量单元具有额外的机械测量单元，该机械测量单元带有用于在轴向方向上测量机器元件的触知测量触头，其中，该机械测量单元固定在光学测量单元上并且具有用于使触知测量触头在相对于机器元件的旋转轴线的正交平面中内转的枢转装置。

有利地，触知测量触头具有一维的、在平行于机器元件的旋转轴线的两个方向上进行测量的、具有触摸臂和至少一个触摸元件的测量值记录仪，其中，该测量臂的长度使得在内转触知测量触头时所述至少一个触摸元件画出至少横穿机器元件的旋转轴线的圆弧。

如下证明是适宜的，即，触知测量触头具有如下触摸臂，该触摸臂具有在于机器元件的旋转轴线平行的方向上间隔开的两个触摸球，从而可测量被周围材料遮盖的表面。

优选地，枢转装置为了定位触知测量触头的至少一个触摸球能够在关于旋转轴线的半径中无级地调整。

有利地，触知测量触头可通过光学测量单元沿着线性引导系统的运动在机器元件的每个轴向位置上定位并且由此可实现对能轴向触摸的表面的触摸运动。

如下是有利的，即，用于在旋转轴线的轴向方向上校准触知测量触头的校准体具有至少两个与旋转轴线正交的且彼此轴向对置的参考面，并且该校准体附着在工件保持装置上，其中，校准体的参考面中各有至少一个参考面可以通过光学测量单元以及通过机械测量单元来检测。

校准体可以是U形型材，其具有两个平行的内表面，所述内表面作为参考面与旋转轴线正交地布置。

在另一有利的变型方案中，校准体可以是与旋转轴线同中心布置的、具有环绕的矩形槽的旋转体，其中，矩形槽的彼此平行对置的内表面是与旋转轴线正交地布置的参考面，其中，该旋转体在夹紧机构上同中心地固定。

有利地，校准体的温度可以借助温度传感器来探测并且在参考表面之间测出的长度标准在考虑到校准体的温度依赖性的情况下、在考虑到其热膨胀系数的情况下被修正至基准温度。

此外，在用于测量可旋转的机器元件的形状特征、位置特征和规格特征的方法中，该任务通过以下步骤来解决：

a)将机器元件夹在工件保持装置的至少一个可转动的夹紧机构中，用于机器元件绕着旋转轴线的转动；

b)在机器元件绕着旋转轴线旋转的情况下通过在光学测量单元的与旋转轴线正交取向的光路中探测阴影图像来光学测量机器元件的区段，用于从该阴影图像中测定能轴向触摸的表面的位置并且测定形状特征、位置特征和规格特征；

c)使光学测量单元运动到机器元件的能轴向触摸的表面的、被光学测量单元测定的位置，用于与能轴向触摸的表面的被光学测定的位置对应地定位具有触知测量触头的机械测量单元；

d)通过如下方式来触知测量机器元件的彼此轴向对置的表面的轴向距离值，即，使联接到光学测量单元上的触知测量触头在分别与待触摸的表面对置的正交平面中内转，并且利用触知测量触头来触摸该表面。

优选地，对彼此轴向对置的并且通过空气彼此分开的表面的触知测量以如下方式进行，即，利用触知测量触头交替地触摸彼此轴向对置的表面的、具有离旋转轴线相同径向距离且针对每个选出的径向距离呈现一个长度测量值的点，其中，该触知测量触头事先在具有彼此平行对置的、与旋转轴线正交取向的两个参考面的校准长度标准件上被校准。

此外以如下方式实施对彼此轴向对置的表面的触知测量是可行的，即，其中一个表面的轴向位置被光学测量单元探测而另一表面的轴向位置被触知测量触头探测，其中，光学测量单元和机械测量单元事先以如下方式相互校准，即，在参考面上确定在光学测量单元的测量位置与机械测量单元的测量位置之间的偏移值。

此外如下是适宜的，即，在一个或多个与旋转轴线同中心的轨迹中触知测量触头的测量值被记录并且被用于计算形状特征，其中，该机器元件绕着旋转轴线转动。

优选地，经校准的长度标准件至少在光学测量开始前用于至少一个校准步骤。

附图说明

下面应借助实施例对本发明进行详细阐述。在附图中：

图1以测量机器的整体视图示出根据本发明的设备的原理性结构图；

图2a示出与可内转的触知测量触头形式的机械测量单元组合的光学测量单元的被剖开的前视图；

图2b以俯视图示出组合的测量单元，带有在内转运动期间的触知测量触头；

图2c示出组合的测量单元，带有处在触摸运动中的已内转的触知测量触头；

图2d示出组合的测量单元，带有从上方触摸能轴向触摸的表面时的已内转的测量触头；

图3a示出借助触知测量触头来从下方触摸能轴向触摸的表面；

图3b示出利用附着在光学测量单元的另一部位上的触知测量触头来从下方触摸能轴向触摸的表面；

图4示出第一示例，其用于利用触知测量触头的匹配的触摸元件来触摸难以接近的能轴向触摸的表面；

图5示出第二示例，其用于触知地测量在两个能轴向触摸的表面之间的轴向距离值；

图6以设备的前视图和俯视图示出可行的变型方案，其用于确定在触知测量触头与光学测量单元之间的偏移值(校准)；

图7示出另一变型方案，其用于测量在静态的长度标准件上的触知测量触头的校正(校准)；

图8示出另一实现方式，其用于测量在旋转的长度标准件上的触知测量触头的校正(校准)。

具体实施方式

设备原则上像图1示出的那样建造。设备基本上包括机械稳定的机架1，工件保持装置2和光学测量单元3可运动地布置在该机架上。工件保持装置2具有被驱动的定心顶尖22和随转的定心顶尖24(其形成旋转轴线6)，在旋转轴线6上机器元件5可容纳在这两个定心顶尖之间。与机器元件5对置地，在旋转轴线6的两侧布置有光学测量单元3。为了光学测量机器元件5，光学测量单元3在旋转轴线6的一侧具有照明模块31，而在旋转轴线6的对置的一侧具有照相机模块33。枢转装置41固定地布置在光学测量单元3的一侧上。枢转装置41具有可与旋轴线6正交枢转的机械测量单元4。

工件保持装置2由固定地布置在机架1的端部上的头座21和可运动地布置在机架1上的尾座23构成。为了使尾座23运动，在机架1上安装有沿着机架1分布的线性引导装置11。在线性引导装置11上，尾座23可以相对于头座21运动并且在任意位置被牢牢地夹紧在线性引导装置11中。头座21配备有可转动的且被驱动的定心顶尖22并且尾座23配备有可转动的且随转的定心顶尖24。被驱动的定心顶尖22和运转的定心顶尖24的轴线彼此共轴地取向。被驱动的定心顶尖22和随转的定心顶尖24相互指向，从而使得机器元件5可转动地容纳在两个定心顶尖之间在机器元件5的相应的定心孔中。通过随转的定心顶尖24，被限定的力施加到机器元件5上，从而在被驱动的定心顶尖22与机器元件5的定心孔之间出现力锁合(Kraftschluss)。由于力锁合，机器元件5可以通过被驱动的定心顶尖22开始旋转。为了精确地探测旋转的机器元件5的角位置，被驱动的定心顶尖22与精密的角度测量系统(未示出)连接。

在该设备的实施方案中，将机器元件5仅单侧地容纳在头座21上也可以是足够。为了容纳，像在图7中示出的那样，爪式卡盘或弹簧夹头安装在头座21上，在该爪式卡盘或弹簧夹头中机器元件5可以被夹住并且在需要时也可以绕着旋转轴线6旋转。

同样容纳在机架1上的光学测量单元3呈U形地构造并且在U形底部的表面上可运动地附着在机架1上，从而光学测量单元3的平行侧边在两侧且垂直于机架1地相间隔地定向。为了容纳光学测量单元3，沿着机架1平行于线性引导装置11分布地安装有线性引导系统12(在图1中不可见地布置在机架的背侧)。线性引导系统12可以由两个平行分布的高精确度的滑轨构成。将光学测量单元3容纳在线性引导系统12的滑轨上经由相应的支承件进行，利用该支承件光学测量单元3可以沿着机架1运动。

像在图2a中以前视图示出的那样，为了实施光学测量，在光学测量单元3的一个侧边端部中集成有照明模块31，而在光学测量单元3的另一个侧边端部中集成有照相机模块33。通过光学测量单元3的机械稳定的结构，照明模块31和照相机模块33在静态的光学轴线34上对置，从而从照明模块31中发出的光束32可以被照相机模块33探测到。照明模块31和照相机模块33正交地且在工件保持装置2的两侧布置，从而使得工件保持装置2的旋转轴线6，像在根据图2b的俯视图中示出的那样，大致定位在光束32的中心处。

通过光学测量单元3沿着线性引导系统12运动，光学测量单元3的光束32可以沿着工件保持装置2的旋转轴线6运动。容纳在工件保持装置2中的机器元件5可以由此被完全探测到。对此机器元件5被照明模块31照亮并且形成的阴影图像被照相机模块33拍摄到。由阴影图像可以产生机器元件5的二维轮廓，其可以用于计算机器元件5在测量技术上的量，像例如长度、直径、平行度、笔直度、角度或半径。

光学测量单元3保持不动而机器元件5绕着旋转轴线6运动也是可行的。在同时探测绕着旋转轴线6转动的机器元件5的角位置时，机器元件5在平行于旋转轴线6的截面上的轮廓可以被探测到并且由此来计算不同的在测量技术上的量，比如依赖于旋转角度的位置、圆度和径跳(Rundlauf)。由多个这种轮廓的组合，其他在测量技术上的量，像例如柱体形状、共轴性和整体径跳可以被算出。

除了光学测量单元3，设备额外地具有机械测量单元4。像在图1中示出的那样，机械测量单元4由枢转装置41构成，其经由稳定的基板40固定地与光学测量单元3的侧边连接。触知测量触头42附着在枢转装置41上，该测量触头由具有触摸臂422和封闭触摸臂422的触摸元件423的测量值记录仪421构成。像在图2b中以俯视图示出的那样，枢转装置41与触知测量触头42一起可以进行绕着平行于旋转轴线6布置的枢转轴线43的无级地枢转运动。在此，触知测量触头42与内转轴线43正交地布置有触摸臂422，从而在处于机器元件5的外部与内部的位置之间该测量触头可以占据每个中间位置。

像在图2a至2d中，在触摸机器元件5的完全与旋转轴线6正交定向的表面时示出的那样，机械测量单元4设计仅用于测量机器元件5的能轴向触摸的表面。因此触知测量触头42实施为一维测量触头，其触摸臂422可以平行于旋转轴线6沿两个方向偏转。因此能轴向触摸的表面可以在旋转轴线6的两个方向上被触摸并且测量。不仅机械测量单元4沿着旋转轴线6的定位，而且还有机械测量单元4对机器元件5的能轴向触摸的表面的触摸运动都通过光学测量单元3的运动来进行。相对于利用光学测量单元3的测量，利用机械测量单元4尤其可以在测量机器元件5的与旋转轴线正交取向的表面的距离值M和平整度、端跳、垂直性中可达到特别高的精确度。

像在图3a和图3b中借助两个示例性的位置示出的那样，可以将枢转装置41安装到光学测量单元3的不同部位上。在这些图中，示出以两个不同定位的机械测量单元4对一个且同一个能轴向触摸的表面的测量。枢转装置41既可以安装到光学测量单元3的侧边的面向头座21的侧上，也可以安装到光学测量单元3的侧边的面向尾座23的侧上。只要触摸臂422的长度和枢转轴线43相对于旋转轴线6的位置以如下方式来选择，即，触知测量触头42在圆弧形的内转运动时可以通过触摸元件423与旋转轴线6相切(图2b)，那么机械测量单元4的位置对于执行该测量来说不重要。通过之前提到的限制如下被保障，即，通过触知测量触头42可以到达夹到工件保持装置2中的机器元件5的每个径向位置。

根据待测量的、能轴向触摸的表面的形状和位置，所使用的触摸元件423的几何结构可以被匹配。安装在触摸臂422的端部的触摸球可以作为特别有利的触摸元件423来使用，利用该触摸球已经可以实施许多在能轴向触摸的表面上的测量任务。但是也可以使用其他触摸元件423，像例如柱形件，顶尖或套形件，利用这些触摸元件可更好地到达难以接近的表面。

针对能轴向触摸的表面，该表面像在图4中示出的那样位于机器元件5的外部结构的后面并且不能利用直的具有触摸元件423的触摸臂422够到，触摸臂422的特殊的实施方案可以被使用。该触摸臂具有触摸球形式的两个触摸元件423，该触摸球彼此以一定距离，在平行于旋转轴线6的方向上布置在触摸臂422的端部。

在用于测量形状特征、位置特征和规格特征的根据本发明的方法中，在第一方法步骤中相应的机器元件5夹到可转动的工件保持装置2中。除了两个定心顶尖之外，单侧的夹紧机构，比如三爪卡盘、四爪卡盘或六爪卡盘或弹簧夹头可以作为可转动的工件保持装置2使用。机器元件5可以是马达轴和传动轴、联杆、阀门、活塞、螺栓、涡轮部件或类似物，其固定地容纳在工件保持装置2中，从而其可以绕着旋转轴线6转动。

在随后的方法步骤中，机器元件5可以被光学测量。为此利用光学测量单元3来探测机器元件5的阴影图像。该阴影图像在光学测量单元3的与旋转轴线6正交取向的光路中产生。

在光学测量中，轮廓可以逐段地记录，其方法不仅可以是旋转轴线6保持不动而测量单元3平行于旋转轴线6运动，而且还可以是机器元件5绕着旋转轴线6旋转而测量单元3保持在一个位置上。以该方式可以特别快地探测到机器元件的形状特征、位置特征和规格特征。

从光学测量中也可容易地测定机器元件5的能轴向触摸的表面位置。相应于能轴向触摸的表面的光学探测到的位置，在下一个方法步骤中具有触知测量触头42的用于测量该表面的机械测量单元4可以被定位。定位通过光学测量单元3沿着线性引导系统12的运动来进行(仅在图6中示出)。光学测量单元3被如下这样地定位，即，机械测量单元4的触知测量触头42可以在与待测量的表面对置的正交平面中无碰撞地内转到机器元件5中。

在最后的方法步骤中进行对能轴向触摸的表面的触知测量。为此触知测量触头42从位于机器元件5外部的输出位置内转到机器元件5中(见图2b、图2c)，直至到达期望的相对于旋转轴线6的径向位置，在该径向位置中通过光学测量单元3的运动，通过触知测量触头42进行待测量表面的触摸。

在机器元件5的能轴向触摸的两个表面之间的距离值M的测量特殊性应该借助如下两个实施例来阐述。

在第一实施例中测量两个对置的表面的距离值M，这些表面通过机器元件5的材料彼此隔开。测量可以借助图2a至图2d来阐述并且通过组合使用光学测量方法和触知测量方法来进行。机器元件5的有关区段(在图2a至图2d中机器元件5的具有更大直径和该相关区段的与旋转轴线6正交定向的两个平面的区域)首先完全利用光学测量单元3来探测。从拍摄的阴影图像中探测出这两个能轴向触摸的表面的位置(图2a)。紧接着触知测量触头42借助光学测量单元3先运动到从光学测量中得知的正交平面中，其与其中一个能轴向触摸的表面(在图2a中该表面在机器元件5的待测量的区段上方)对置，并且触知测量触头42，像图2b中示出的那样，内转到机器元件5的区域内。一旦触知测量触头42相对于旋转轴线6到达期望的径向位置，像图2c中示出的那样，那么触知测量触头42的触摸运动借助光学测量单元3来进行。触摸运动会继续，直到触知测量触头42放置在能轴向触摸的表面上并且像图2d中示出的那样，达到为了测量值的探测所必需的偏转。以该方式，轴向位置可以被测出，该轴向位置由于在阴影图像中被遮盖的表面区域或由于不可见的元件不可以被足够精确地测量。

来自上面示例的两个表面的距离值M的测量也可以通过触知探测一个表面的轴向位置而光学探测另一个表面的轴向位置来进行。

第二实施例在图5中示出，待测量的能轴向触摸的表面在此彼此对置并且仅通过空气相互隔开。为了测定这两个表面的位置，在这里事先也可以进行快速的光学测量。在机械的距离值测量中，触知测量触头42现在可以在机器元件5的两个表面之间的任意的正交平面中内转。两个表面的测量通过光学测量单元3在平行于旋转轴线6的两个方向上的运动来进行，从而在该径向位置上可以从下方触摸一个表面而从上方触摸另一表面并且测定针对该径向位置的距离值。因为触知测量触头42在该测量中保持在不改变的径向位置中，所以在该情况下可以排除可能由于触知测量触头42的枢转运动而产生的测量错误，从而可预期得到非常精确的测量结果。

在用于完全探测具有多个带有能轴向触摸的表面的待测量的区段的机器元件5的组合的光学测量和机械测量中，流程可以像以下描述的那样不同地设计。

或者存在如下可行性，首先在第一方法步骤中光学测量机器元件5的所有区段。这可以利用光学测量单元沿着机器元件5的运动来进行，其中，整个机器元件5的逐次拍摄的阴影图像被探测到。紧接着在其他触知的测量的分步骤中，所有有关的区段依次被机械测量单元4触摸并且测量。

或者替选地存在如下可行性，机器元件5在接下来的方法步骤中逐段地被光学和触知地测量。在光学地并且触知地探测机器元件5的第一区段之后，测量单元3和4运动到下一个区段并且测量该区段，直到机器元件5被完全探测。

为了能够实现非常精确的测量，在测量机器元件5之前或期间，测量单元的校准是必需的。校正步骤必须在示例中提到的两个方法流程中实施并且也在该方法的所有其他变型方案中实施。校正流程取决于用于测量能轴向触摸的表面所使用的测量单元的组合。

在用于测量能轴向触摸的表面的测量方法的第一变型方案中，其中，光学测量单元3和机械测量单元4组合地使用，精确的偏移值O至少在测量开始之前并且必要时也在测量期间被测定，该偏移值相应于在光学测量单元3的光学轴线34与触知测量触头42的触摸元件423之间的距离值。像在图6中示出的那样，参考面R为此是必需的，其可以被两个测量单元3和4触摸。在图6中，参考面R集成在头座21中。距离值测量应该以如下方式进行，即，不仅光学地而且触知地探测参考面R。于是从两个测量值的差中可以测定偏移值O。只要参考面既可以被光学测量单元3也可以被机械测量单元4触摸，那么参考面R的位置是不重要的。因此像在图6中，在尾座23上以虚线示出的那样，参考面也可以替选地布置在工件保持装置2的其他位置或布置在与工件保持装置2保持固定关系的表面上。

在用于测量能轴向触摸的表面的测量方法的第二变型方案中，其中，对置的、能轴向触摸的、通过空气彼此隔开的表面应该从相反的方向来触摸，至少在测量前所必需的校准以其他方式进行。因为在该距离值测量中仅可以触知地触摸两个对置的能轴向触摸的表面，所以长度标准件必需具有两个参考面，其同样仅通过空气隔开地对置。

在长度标准件的实施方式中，像在图7中示出的那样，在尾座23上单侧地安装有U形型材7，其内置的平行表面代表了参考面R1和R2。通过两个参考面R1和R2的额外的光学测量，在光学测量单元3与机械测量单元4之间的偏移值O(仅在图6中示出)可以针对两个触摸方向被确定

两个参考面R1和R2依次被触知测量触头42触摸并且所测定的测量值作为长度标准被存储并且被用于标准化被触知测量触头42触摸的机器元件5的轴向的距离测量值。紧接其后可以最大精确度地实施距离测量。如果必需的话，标准化也可以在测量期间以任意频率重复。

长度标准件的另一实施形式在图8中示出。这里与在图7中所描述的U形型材7原理相同。在该情况下，长度标准件实施为旋转体8，其与旋转轴线6同中心地、在头座21或尾座23上环绕地安装。矩形槽的两个平行对置的参考面R1和R2在此形成长度标准。

另一种提高精确度的方式可以以如下方式达到，即，在参考面R1与R2之间所测出的长度标准依赖于U形型材7或旋转体8的被测定的温度差来匹配。为此，U形型材7或旋转体8的温度借助温度传感器(未示出)被连续探测并且在参考面R1与R2之间所测出的长度标准利用如下因子来修正，该因子考虑了相应于温度改变的热膨胀系数。

附图标记列表

Claims (14)

1.一种用于测量能旋转的机器元件的形状特征、位置特征和规格特征的设备，其包含

-机械稳定的机架，所述机架具有沿着所述机架布置的线性引导装置(11)和与此平行布置的线性引导系统(12)，

-工件保持装置(2)，用于所述机器元件(5)绕着所述机器元件(5)的旋转轴线(6)的能转动的容纳，其中，所述工件保持装置(2)具有至少一个容纳在所述线性引导装置(11)中的夹紧机构(22、24；25)，用于所述机器元件(5)绕着所述旋转轴线(6)的转动，

-具有照明模块(31)和照相机模块(33)的光学测量单元(3)，所述光学测量单元(3)能运动地布置在所述线性引导系统(12)上并且利用所述光学测量单元(3)，能从能转动地布置在照明模块(31)与对置的照相机模块(33)之间的机器元件(5)拍摄所述机器元件(5)的二维阴影图像，

其特征在于，

-所述光学测量单元(3)具有额外的机械测量单元(4)，所述机械测量单元带有用于在轴向方向上测量所述机器元件(5)的触知测量触头(42)，其中，

-所述机械测量单元(4)固定在所述光学测量单元(3)上并且具有用于使所述触知测量触头(42)在相对于所述机器元件(5)的旋转轴线(6)的正交平面中内转的枢转装置(41)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述触知测量触头(42)具有一维的、在平行于所述机器元件(5)的旋转轴线(6)的两个方向上进行测量的、具有触摸臂(422)和至少一个触摸元件(423)的测量值记录仪(421)，其中，所述测量臂(422)的长度使得在内转所述触知测量触头(42)时所述至少一个触摸元件(423)画出至少横穿所述机器元件(5)的旋转轴线(6)的圆弧。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述触知测量触头(42)具有如下触摸臂(422)，该触摸臂具有在与所述机器元件(5)的旋转轴线(6)平行的方向上间隔开的两个触摸球(423)，从而能轴向测量被周围材料遮盖的表面。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述枢转装置(41)为了定位所述触知测量触头(42)的所述至少一个触摸球(423)能在关于所述旋转轴线(6)的半径中无级地调整。

5.根据上述权利要求之一的设备，其特征在于，所述触知测量触头(42)能通过所述光学测量单元(3)沿着所述线性引导系统(12)的运动定位在所述机器元件(5)的每个轴向位置中并且能实现对能轴向触摸的表面的触摸运动。

6.根据权利要求1-4之一的设备，其特征在于，用于在所述旋转轴线(6)的轴向方向上校准所述触知测量触头(42)的校准体(7、8)具有至少两个与所述旋转轴线(6)正交的且彼此轴向对置的参考面(R1、R2)，并且附着在所述工件保持装置(2)上，其中，所述校准体的参考面(R1、R2)中各有至少一个参考面能通过所述光学测量单元(3)以及通过所述机械测量单元(4)来检测。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述校准体是U形型材(7)，其具有两个平行的内表面，所述内表面作为参考面(R1、R2)与所述旋转轴线(6)正交地布置。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述校准体是与所述旋转轴线(6)同中心布置的、具有环绕的矩形槽的旋转体(8)，其中，所述矩形槽的彼此平行对置的内表面是与所述旋转轴线(6)正交地布置的参考面(R1、R2)，其中，所述旋转体(8)在夹紧机构上同中心地固定。

9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述校准体(7、8)的温度借助温度传感器来探测并且在所述参考表面R1与R2之间测出的长度标准在考虑到所述校准体(7、8)的温度依赖性的情况下、在考虑到其热膨胀系数的情况下被修正至基准温度。

10.一种用于测量能旋转的机器元件的形状特征、位置特征和规格特征的方法，其具有以下步骤：

a)将机器元件(5)夹在工件保持装置(2)的至少一个能转动的夹紧机构中，用于所述机器元件(5)绕着旋转轴线(6)的转动；

b)在所述机器元件(5)绕着所述旋转轴线(6)旋转的情况下通过在光学测量单元(3)的与所述旋转轴线(6)正交取向的光路中探测阴影图像来光学测量所述机器元件(5)的区段，用于从所述阴影图像中测定能轴向触摸的表面的位置并且测定形状特征、位置特征和规格特征；

c)使所述光学测量单元(3)运动，用以与所述机器元件(5)的能轴向触摸的表面的被所述光学测量单元(3)光学测定的位置对应地定位固定在所述光学测量单元(3)上并且具有触知测量触头(42)的机械测量单元(4)；

d)通过如下方式来触知测量所述机器元件(5)的彼此轴向对置的表面的轴向距离值(M)，即，使所述触知测量触头(42)在分别与待触摸的表面对置的正交平面中内转，并且利用所述触知测量触头(42)来触摸所述表面。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对彼此轴向对置的且通过空气彼此分开的表面的触知测量以如下方式进行，即，利用所述触知测量触头(42)来交替地触摸彼此轴向对置的表面的、具有离所述旋转轴线(6)相同径向距离的点，且所述点针对每个选出的径向距离呈现一个长度测量值，其中，所述触知测量触头(42)事先在具有彼此平行对置的、与所述旋转轴线(6)正交取向的两个参考面(R)的经校准的长度标准件(7)上被校准。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对彼此轴向对置的表面的触知测量以如下方式进行，即，其中一个表面的轴向位置被所述光学测量单元(3)探测而另一表面的轴向位置被所述触知测量触头(42)探测，其中，所述光学测量单元(3)和所述机械测量单元(4)事先以如下方式相互校准，即，在参考面(R)上确定在所述光学测量单元(3)的测量位置与所述机械测量单元(4)的测量位置之间的偏移值(O)。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在一个或多个与所述旋转轴线(6)同中心的轨迹中所述触知测量触头(42)的测量值被记录并且用于计算形状特征，其中，所述机器元件(5)绕着所述旋转轴线(6)转动。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述经校准的长度标准件(7)至少在光学测量开始前用于至少一个校准步骤。