CN104822492A - 用于测量工件的工具机和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工具机，特别是磨削机，以及涉及一种用于测量工具机中工件的方法。工具机可以具有：工件容纳部(14)、工具单元(28)、测量装置(48)以及控制装置(56)，其中，控制装置(56)能够与测量装置(48)和工具单元(28)相联接，测量装置(48)被接纳在工具单元(28)上并且具有至少一个开关测量头(66；68)，至少一个开关测量头(66；68)被接纳在承载件(80)上，该承载件为至少一个开关测量头(66；68)提供多个受限定的预设位置，并且控制装置(56)被构造用于：由至少一个开关测量头(66；68)在触碰工件(96)时，对所触发的信号加以检测，并且借助工具单元(28)的实际位置来获取至少一个开关测量头(66；68)的实际位置。

Description

用于测量工件的工具机和方法
技术领域
本发明涉及一种工具机，特别是一种磨削机，具有：工件容纳部；工具单元测量装置以及控制装置，控制装置能够与测量装置和工具单元联接。本发明还涉及一种用于测量工具机中工件的方法，所述工具机特别是指磨削机。
背景技术
工具机(特别是磨削机)在现有技术中是公知的。于是，圆磨机例如可以具有旋转对称的工具，例如磨削盘，所述工具能够以适当的方式与工件相互作用，以磨去材料。圆磨机例如可以构造用于进行外部圆磨、内部圆磨或者横磨或者倾斜横磨。除了磨削盘，在圆磨时也可以应用磨削带。除了旋转对称的面，当工件容纳部和工具单元能被以适当方式驱动并且彼此相对移位时，例如也可以加工偏心设计的工件面。按照这种方式例如能够加工或磨削出具有偏心几何形状的凸轮轴、曲轴或类似的工件。
需要加工的工件例如可以被接纳在工件容纳部的尖顶之间，或者在一侧被接纳在工件容纳部中。此外，是所谓的无尖顶式磨削，其中，工件在磨削机中并未接纳在尖顶之间，而是例如能够借助放置轨、引导滚轮等得到容纳和引导。
由DE 10 2009 042 252 A1公知一种磨削机，该磨削机具有测量装置，该测量装置被构造用于在加工过程期间，在待测样品上进行在线测量。为此目的，测量装置具有测量头，该测量头借助连杆能够枢转地与测量装置的基体相连接。测量头具有能够偏转的测量探头，该测量探头与测量棱柱相联接并且设置用于确定待测样品的直径或圆度。连杆应当被构造用于至少能够在一定的范围内使待测样品能够执行运动，例如使凸轮轴的凸轮轴颈绕其转动轴线转动。
按照这种方式，原则上即使在对偏心布置的圆柱面进行磨削加工时仍然可以至少分段地进行在线测量。这一过程能够与磨削加工同时进行。但是，测量装置具有复杂的构造。连杆的构造耗费很大并且在运行中难于控制。
所谓的在线测量(在加工过程期间的测量)可以实现高精度的加工过程并且有助于提高制造品质和工艺可靠性。但为此目的，一般需要的是：针对每个需要测量的工件规格(也就是例如针对每个直径)，提供与预计的尺寸精确适配的测量头。这例如可以是单一目的测量头，或者是其上能调整地容纳例如两个测量探头的测量头，这两个测量探头彼此间具有符合预期间距的间距。测量探头分别匹配于需要检测的尺寸并且相应地对准。
这种在线测量头例如在DE 196 16 353 A1中示出。在此，可能不利的是所需的、复杂的配置、校准或验证过程，以便使测量头匹配于相应的使用目的。特别是在小批量和中等批量的单独加工过程中，例如对测量头的配置随之带来不可忽略的时间耗费。
基于上述背景，已经必须被作为反例的是：由DE 10 2009 042 252 A1公知的测量装置也许不能满足在线测量的情况下所要求的测量精度。所属的测量头具有一个测量探头和一个测量棱柱，他们借助连杆的多个连杆元件与绝对测量参照物相关联。沿着连杆动态链的所有偏差都能够被引入测量头相对于待测样品的位置关系。这特别是在分段测量偏心的工件时是不利的。测量头相对于待测样品(例如相对于其角位置)的位置可能是有误差的。
发明内容
基于上述背景，本发明的目的在于：提出一种工具机，特别是磨削机，其中，在低耗费的情况下，设计出对工件高精度而且高灵活度的测量方案。另外，应当提出如下用于测量工件、特别是工件直径的方法，这种方法例如能够利用所述工具机来执行。
所述目的根据本发明通过一种工具机(特别是磨削机)来实现，其具有下列部件：
工件容纳部，具有至少一个用于容纳工件的工件保持件，
工具单元，具有工具芯轴(特别是磨削头)，用以容纳和驱动工具(特别是至少一个磨削盘)，其中，工具单元能够至少沿着进给轴线相对于工件移动，
模块化的测量装置，所述测量装置接纳在工具单元上，其中，测量装置具有至少一个开关测量头，其中，该至少一个开关测量头被接纳在承载件上，该承载件为至少一个开关测量头提供多个受限定的预设位置，以及
控制装置，该控制装置能够与测量装置和工具单元相联接，其中，控制装置被构造用于：由至少一个开关测量头在触碰工件时对所触发的信号加以检测，并且借助工具单元的实际位置来获取至少一个开关测量头的实际位置。
本发明的目的按照上述方式得到完美实现。
根据本发明，就能够通过很低的附加耗费来提供大大扩展的功能属性。通过由控制装置逆推出在工具单元移动时终归能被检测到的或者在无显著附加耗费的情况下能够被检测的位置数据，而能够以高精度来确定至少一个开关测量头的实际位置。例如能够借助至少一个开关测量头的触发时间点和工具单元所属的实际位置来获知开关测量头的实际位置。该实际位置能够实现逆推出工件的几何形状或工具规格。
承载件针对至少一个开关测量头提供多个预设位置。按照这种方式，至少一个开关测量头能够固定在不同的位置上。这可以有助于实现不同的测量目的。这些测量目的例如可以包括沿径向对工件进行触碰。测量目的还可以包括沿轴向对工件进行触碰。至少一个开关测量头能够以如下方式接纳在承载件上：使得例如触碰臂能够引入工件上的凹陷部或凹处中。这一过程原则上可以沿轴向或沿径向进行。凹陷部或凹处例如可以构造为孔或槽。孔例如可以实施为轴向孔或径向孔。槽例如可以构造为纵向槽或环绕槽。至少一个开关测量头的不同的受限定的位置和定向实现了对大量规格的精确确定。
针对至少一个开关测量头的多个受限定的预设位置还可以实现对如下工件的触碰和测量，所述工件在其规格范围和数量级方面具有明显差异。按照这种方式，例如可以在无需明显改装工作的情况下，对相对“大的”还有相对“小的”工件加以测量。也可以考虑对不同的位置和形状公差加以检测。优选的是，将两个开关测量头接纳在承载部件上。按照这种方式可以对具备较高可变形性的工件进行测量。根据优选的构造方案，至少一个开关测量头构造为触发开关(或者说触发器开关)。换言之，至少一个开关测量头例如可以构造用于仅产生两个状态信号。在此，可以涉及状态“无接触”以及状态“接触”。按照这种方式，能够通过由至少一个开关测量头产生的“接触”信号，在考虑到工具单元的实际位置的情况下间接对开关测量头进行位置确定。可以获取例如工件几何形状的信息。至少一个开关测量头的实际位置原则上能够以绝对或相对的方式得到检测。
特别是当工具单元针对其移位方案具有多于一个的能够移动的轴线时，能够在多个方向或空间轴线上对至少一个开关测量头的实际位置加以检测。工具单元能够至少沿进给轴线相对于工件移动。据此，至少一个开关测量头的(绝对或相对的)实际位置能够按照这种方式得到检测。此外，当工具单元能够沿至少一个另外的轴线相对于工件移动时，能够借助相应多个空间轴线对实际位置进行确定。这种运动例如可以包括前进运动。例如可以实现对至少一个开关测量头进行二维或三维的位置确定。不言而喻的是，工具单元能够直接或间接地运动。一般来讲，可以包括工具单元与工件之间的相对运动。换言之，即例如工件相对于工具单元的运动可以表现为工具单元与工具之间的相对运动。为了确定至少一个开关测量头的实际位置，能够利用即便在运动中也能够得到检测的工具单元实际位置。另外，工具单元也可以间接地移动。这例如可以借助十字台来实现，十字台实现了沿两个空间方向的运动。
原则上可以设想的是：借助参照物来执行对模块式测量装置的相对或绝对的校准。校准特别是可以与至少一个开关测量头相关。参照物例如可以设置为工具机的固定的或可分离的参照几何形状。通过对具有已知位置和/或已知几何形状的参照物能够进行校准。绝对的校准可以包括对至少一个开关测量头的实际位置与工具单元的实际位置相关地加以精确确定。按照这种方式例如能够对各个点进行绝对检测。相对的校准例如可以包括对参照物上的两个限定的点的触碰。例如当这两个点的间距事先已知的话，则能够进行相对校准，而无须分别对至少一个开关测量头的绝对位置加以检测。
在优选的改进方案中，模块化的测量装置具有至少两个开关测量头，所述至少两个开关测量头彼此间隔地接纳在承载件上，其中，至少两个开关测量头在第一测量构型中彼此间具有限定出测量区域的基本间距，其中，该基本间距大于已知的参照尺寸地选取，并且控制装置被构造用于沿进给轴线检测工具单元的实际位置，并且基于工具单元的行驶行程，在顾及到参照尺寸和/或基本间距的情况下，在以所述至少两个开关测量头触碰送入测量区域中的工件时，来获取实际间距，特别是实际直径。特别是至少两个开关测量头能够在相对于进给轴线平行和/或对准的方向上隔开间距。基本间距例如可以在开关测量头的触碰臂和/或其触碰球或类似的接触元件之间加以确定。至少两个开关测量头可以是测量插件的组成部件。
根据改进方案，测量插件相比于需要测量的工件的预计尺寸具有“过盈量”，但该过盈量在测量时能够抵消。例如当测量工件直径时，首先，至少两个开关测量头中的第一开关测量头通过其上接纳有测量装置的工具单元的运动而沿着进给轴线运动，直至能够进行测量。接下来，工件例如由至少两个开关测量头中的第二开关测量头在相反的侧面上加以触碰，方式为：工具单元相应地沿进给轴线移动。
在双重触碰时，能够确定工具单元的移动行程。自在应用已知的参照尺寸下获得的基本间距出发，能够以简单的方式获知实际间距。按照这种方式，工具机以特别有利的方式被构造用于执行能够将绝对测量的分量与相对测量的分量相组合的测量。在机器方面的不精确度(例如由于运行中发热等引起的变形)一般能够通过工具单元的两个绝对实际位置沿进给轴线的相对间距而在触碰时被引入测量结果。该测量可以低误差地实现。
机器方面的影响因素不会以明显的方式作用于测量插件本身，特别是至少两个开关测量头之间的基本间距。相比于其间必须将测量插件以高精度调整到预期的程度的在线测量而言，实现了明显提高的灵活性。按照这种方式，即使在单独制造、小规模或中等规模制造中也能够在低耗费下确保很高的制造质量。特别是在这种用途中，对于测量所需的时间(在其中例如磨削盘不能进行作业)并不重要。不言而喻的是，用于检测实际位置的能力能够被用于获取行驶行程。行驶行程能够与在触碰时工具单元的两个实际位置沿进给轴线的间距相对应。实际位置能被绝对地或相对地检测。
已知的绝对测量头一般具有至少两个复杂的测量元件，给这两个测量元件分别配设有触碰器。触碰器与结构类型相关地能够运动地布置并且例如呈剪刀状地实施或者还实施为能够彼此相向运动的基本上彼此平行地布置的臂。由此，绝对测量头一般非常复杂地构造。重量和结构尺寸都很显著。基于很高的投资成本，绝对测量头被排除作为针对大量用途的测量机构。绝对测量头的复杂结构(其中，测量触碰器能彼此相向运动地布置)通常伴随有测量精度的降低。这种测量头基于其复杂结构而仅能以高成本实现。
与之相反地，测量插件与至少两个按照第一测量构型彼此间具有固定的基本间距的开关测量头利用原来设置的能够移动的工具单元在结构耗费和成本花费明显降低的情况下，实现了更高的测量精度。如开头提及地，这种机器方面的偏差(例如所谓的热学过程)仅通过很小的相对数值(即工具单元的两个实际位置之间的差值)对测量结构产生影响。借助已知的参照尺寸对测量装置的验证可以使得：将大部分的基本间距一定程度上无误差或低误差地引入对其的获取过程中。
在已知的在线测量头中，例如当需要在夹紧部中的同一工件上磨削出多个直径时，则必须针对每个直径提供自己的测量机构，例如分别提供一个自己的测量头。具备“过盈量”的测量插件可以实现的是：在制造时对这些直径中的每一个加以检查，而无须将工件从夹紧部中松开。在本文中，也可以在精度几乎相同的情况下实现明显降低的投资耗费和结构空间耗费。
不言而喻的是，“引入”或者说“置入”这一概念能够相对意义地理解。工件引入测量装置的至少两个开关测量头之间的测量区域中的过程例如也能够以如下方式实现：使开关测量头朝向工件运动。至少两个开关测量头例如可以构造为触感式开关测量头或者也可以构造为无碰触测量的开关测量头。
在优选的改进方案中，至少一个开关测量头被接纳在适配件上，该适配件与承载件相协调并且能够以多个限定的预设位置固定在承载件上。例如当设置有两个开关测量头时，可以为每个开关测量头分别配设适配件。适配件可以被直接或间接地接纳在承载件上。间接的固定可以在设计其他居于中间的部件的情况下实现。承载件例如可以针对至少一个适配件(优选为两个适配件)具有限定或者说定义的固定几何形状。固定几何形状例如可以具有配合面和/或用于固定元件的孔型。不言而喻的是，在至少一个适配件上可以设置有至少部分地与固定几何形状相对应的配合几何形状。至少一个适配件例如能够与承载件可分离地连接。对此例如适用的是螺栓连接件，夹紧连接件等。连接件还可以具有配合元件，例如配合销。配合元件可以实现高精度的位置对应关系。同样不言而喻的是，至少一个开关测量头能够直接或间接地被接纳在相应的承载件上。间接的接纳例如能够在引入配合件的情况下实现。适配件原则上也可以同种类型地构造。但也可以考虑的是，应用不同类型构造的适配件。在此，可以是指第一适配件以及第二适配件，其中，第二适配件与第一适配件不同。
根据另一构造方案，至少两个开关测量头按照第二测量构型以如下方式沿一空间方向被彼此间隔地接纳在承载件上：使得开关测量头能够沿轴向触碰工件。这例如可以实现一个平行于工件芯轴轴线延伸的Z方向。Z方向例如可以与工件轴线相对应。按照这种方式，工件能够连同开关测量头一起沿轴向移动并且得到触碰，而另外的(沿轴向错开的)开关测量头在轴向上接触工件。沿轴向的触碰例如可以为了确定工具轴向规格而进行。另外，可以借助多次轴向触碰例如来确定工件轴向面的平整度(也称平整性)。
根据另一构造方案，至少一个开关测量头具有弯曲的触碰臂，该触碰臂相对于开关测量头的纵轴线成一定角度地收尾。由此，至少一个开关测量头或其触碰臂挤入工件上的凹处和凹陷部中。另外，可以借助弯曲的触碰臂例如改变两个开关测量头之间的间距。不言而喻的是，例如当应用两个或更多个开关测量头时，能够给多个开关测量头之一或多个设有弯曲的触碰臂。开关测量头的触碰臂一般可以耗费不大地更换。由此，可以通过利用不同的触碰臂几何形状来进一步提高测量装置的灵活性。对于“弯曲的”触碰臂能够理解为可以包括不同几何形状的触碰臂。“直的”触碰臂一般构造为销状或棒状的旋转体，其轴线与开关测量头的纵轴线重合。开关测量头的纵轴线可以与开关测量头的主延伸方向一致。与此相对地，弯曲的触碰臂可以是弯曲的和/或成角弯曲的。弯曲的触碰臂原则上也可以具有弯曲部。
根据另一构造方案，测量装置具有测量插件，在测量插件上接纳有至少两个开关测量头，其中，测量插件能够枢转，以便将工件推送到测量区域中。按照这种方式，测量插件可以借助简单的枢转运动朝向工件运动，以便能够执行触碰。这例如可以通过直线驱动装置来实现，例如通过液压缸来实现。通过这种可枢转性，能够避免例如在磨削作业中工具单元移动时可能发生的碰撞。
除了这种枢转装置之外，针对测量装置一般无需其他单独的驱动装置。测量插件例如可以呈U形地构造。第一和第二开关测量头在此可以形成U形的臂。U形的内部空间可以确定出测量区域。
根据另一方面，测量装置具有联接传动机构，其实现了在测量位置与脱离作用位置之间的枢转。
联接传动机构特别是节约占位地构造。通过联接传动机构能够限定出两个终位置，即例如测量位置和脱离作用位置。特别是测量位置可以通过结构措施(例如止挡等)以高可重现性来实现。
当测量位置与脱离作用位置例如通过联接传动机构的机械构造方案来限定时，可以为了驱动测量装置来选取简单的驱动元件或调整元件。用于联接传动机构的复杂的控制装置可以按照这种方式得到避免。替代联接传动机构地，可替换地例如可以设置有具有限定的枢转范围或例如具有与可控的马达相联接的枢转臂的转动件。可以有利的是：马达具有很高的定位精度。
根据另一构造方案，基本间距与实际间距的比例约为最大2∶1，优选最大1.5∶1，进一步优选最大1.2∶1，更进一步优选最大1.1∶1。基本间距与实际间距之间的比例越小，则在获取实际间距时，机器方面的影响就越小。
与之相对地，在基本间距与实际间距之间的比例很大时，实现了测量装置较高的灵活性。测量插件可以适合于多个实际间距(特别是实际直径)。机器方面的影响基本上可以仅在例如对应基本间距与实际间距之间的差值的行驶行程上发生作用。
基本间距可以在顾及到工具单元的行驶行程的情况下通过工具单元沿进给轴线的移动以及在两侧对接纳在工具容纳部中的参照尺寸的触碰来获得。当基本间距与实际间距之间的比例很小时，可以确保在获取基本间距时很高的精度。当参照尺寸基本上与基本间距一致，就是仅稍微略小时，能够实现最高的精度。
根据另一构造方案，至少两个开关测量头中的至少一个开关测量头能够在正比例区域中发生偏转，其中，控制装置被构造用于对至少一个开关测量头的偏转加以检测。为此目的，至少一个开关测量头能够设置用于检测偏转的行程传感器。行程传感器例如可以构造为电感行程传感器、电容行程传感器或电势计探测器。用于检测偏转的其他原理是可以考虑的。对偏转的检测例如也可以借助拉伸应变测量带来实现。也可以应用压电元件。能够偏转的测量触碰器一般在正比例区域中实现了高精度的位置检测。至少一个开关测量头的偏转可以在获取实际间距时得到顾及。按照这种方式例如能够在工具单元移动时为了触碰工具而对绝对的机器影响加以识别和补偿。在已知至少一个开关测量头的偏转的情况下，能够修正工具单元的行驶行程。
与此相对地，根据不同的优选构造方案，恰能优选的是应用如下的开关测量头，其仅被构造用于输出触发信号(也称触发器信号)。换言之，开关测量头例如可以具有两个状态(“接触”或“无接触”)，而不输出中间状态。这种开关测量头原则上也能够以可偏转的方式构造。借助触碰臂的最小偏转例如能够对触碰加以探测。这种偏转例如可以改变开关测量头的开关电路的状态(开或关)。这种开关测量头比具有复杂的内部行程检测系统的测量头成本更加低廉。
根据改进方案，工件能被接纳在工件芯轴上，该工件芯轴能被选择性地绕工件芯轴轴线旋转驱动，其中，工件芯轴轴线优选垂直于进给轴线地布置，并且工具芯轴优选具有平行于工件芯轴轴线布置的工具芯轴轴线。这样构造的工件芯轴例如也可以称为C轴。能被控制的C轴可以实现对沿工件周边的不同部位上的实际间距的有针对性的测量。通过以至少一个开关测量头对工件进行多次触碰，能够扩展测量装置的应用范围。特别是在与能够选择性绕其工件芯轴轴线得到驱动的工件芯轴(例如C轴)相组合下，例如能够检测工件的非圆程度。按照片这种方式也能够检查形状公差。
根据改进方案，工具单元能够平行于工件芯轴轴线地相对于工件移动。按照这种方式能够在所接纳的工具的大量不同的轴向位置上获知实际间距。工具单元的轴向移动还实现了由至少一个开关测量头对工件在轴向上加以触碰。由此，除了确定径向的尺寸或间距，还可以检测轴向的几何形状分量或间距。
根据另一方面，控制装置被构造用于在运动被关联的情况下，使工具单元选择性地沿进给轴线移动，以及使工件芯轴选择性地绕工件芯轴轴线得到驱动。这样关联的运动实现了对偏心几何形状(例如曲轴的升降轴颈或凸轮轴的凸轮面)的检测或者对非圆程度的检测。可以设想的是，通过以两个开关测量头沿环绕式的偏心工件的一定位置在两侧进行触碰，而对相应的实际位置加以检测。对此附加地或可替换地，例如可以通过多次触碰还能够由此出发对表面不精确度加以检测，这是在工具单元以如下方式运动时，即：开关测量头在工具绕行时多次与工具发生贴靠的情况。借助前面提到的功能，例如也可以检测纵向槽或类似几何形状分量，其基本上沿轴向在工件上延伸。在此，还可以设计楔形轴造型、齿形造型、多边形造型等。
根据另一方面，控制装置被构造用于在运动关联的情况下，还使工具单元选择性地平行于工件芯轴轴线地移动。由此，例如除了例如受限于工件轴向位置的圆度公差外，还获知圆柱形状偏差。为此目的，能够在测量时，使工具单元连同测量装置一起在轴向上沿工件移动。触碰例如可以沿螺旋轨迹在工件上进行。
工具单元例如可以包括十字台或被接纳在十字台上，该十字台提供了针对进给轴线的引导部以及相对于(例如平行于)工件芯轴轴线的运动。而不言而喻的是，工具单元也能够以不同方式构造或引导。原则上例如也可以取消具有两个引导部的十字台。工具单元例如可以在针对进给轴线的引导部上得到接纳。工具单元平行于工件芯轴轴线的运动在此原则上也可以通过所接纳的工件相对于工具单元的运动来实现。可以考虑其他构造方案。
根据另一方面，控制装置被构造用于：使工具单元连同测量装置选择性地快速档或触碰档中移动。按照这种方式，可以确保通过提高行驶速度而实现的省时与运行安全性之间的最佳方案。在触碰档(例如蠕行档)中，可以突然停住工具单元。这一过程也可以在如下情况下进行，即当测量插件被以信号告知至少两个开关测量头中的至少一个以一定的触碰力触碰工件时。相反，无需担心发生碰撞的进给运动能够以很高的加速度或速度来进行。
根据另一构造方案，控制装置被构造用于借助工件的实际间距(特别是实际直径)在后面的加工档中选择性地驱动和移动工具单元和工具。按照这种方式例如能够在对工件测量过程中获取修正值，该修正值作为后续加工的基础。按照这种方式，能够对工件例如逐件借助相互测量和修正来达到所需要的最终规格。基于修正值，控制装置能够针对目标进给工具单元并且受限定地驱动工具。
根据另一方面，控制装置与工具单元的位置探测器相关联，在该位置探测器上能够检测工具单元的实际位置。位置探测器例如能够与增量规格表达部或绝对规格表达部相关联，所述增量规格表达部或绝对规格表达部实现了对工具单元在进给轴线上的实际位置的检测。工具单元的不同实际位置的比较实现了对行驶行程高精度的确定。
本发明的目的还通过一种用于测量工具机(特别是磨削机)中工件的方法来解决，所述方法具有如下方法步骤：
提供模块式的测量装置，所述测量装置能够至少沿进给轴线相对于被接纳在工件容纳部中的工件移动，其中，测量装置被接纳在具有工具芯轴的工具单元上，测量装置具有至少一个被接纳在承载件上的开关测量头，承载件针对至少一个开关测量头提供多个受限定的预设位置，
相对于工件移动工具单元，
对当触碰工件时由至少一个开关测量头触发的信号加以检测，以及
借助工具单元的实际位置来获知至少一个开关测量头的实际位置。
按照这种方式，能够以简单的方式在无需附加耗费的情况下提供明显得到扩展的功能。能够执行大量不同的测量任务。可以实现绝对测量和/或相对测量。
所述方法可以通过下列步骤来改进：
提供模块化的测量装置，所述测量装置具有至少两个开关测量头，所述至少两个开关测量头彼此隔开间距地被接纳在承载件上：使得承载件针对所述至少两个开关测量头提供多个受限定的预设位置，
测量的准备，包括：在至少两个开关测量头之间调整出基本间距，该基本间距大于参照几何形状的已知参照尺寸地选取并且限定出测量区域，将参照几何形状接纳在工具机中，将参照尺寸引入测量区域中，相对于参照几何形状移动测量装置，并且以开关测量头触碰参照尺寸，在此对测量装置的实际位置加以检测，进而对测量装置的行驶行程加以检测，以及在触碰时，在顾及到测量装置的参照尺寸和实际位置的情况下获知基本间距；
执行至少一次测量，特别是用以确定工件直径，包括：将工件接纳在工具机中，将工件的测量几何形状引入测量区域中，以开关测量头触碰工件的测量几何形状，在此，对测量装置的行驶行程加以检测，以及在触碰时，在顾及到测量装置的基本间距和行驶行程的情况下，获知测量几何形状的实际间距。
同样不言而喻的是，引入的步骤可以通过参照几何形状的参照尺寸与测量装置之间的相对运动来实现。凭借这种方法，能够以简单方式对测量装置执行验证或校准。据此，具有至少两个开关测量头的测量装置适合于对大量工件几何形状进行测量，只要能够将这些工件几何形状引入测量区域即可。
在借助已知的参照尺寸对测量装置进行一次性调准之后，测量装置可以被用于多个测量过程。所述尺寸例如可以被结合到制造过程中，该制造过程例如在夹紧工件一次的情况下涵盖了粗加工、精加工以及最终加工。
不言而喻的是，能够用于获知测量装置的行驶行程的测量装置实际位置例如可以被理解为绝对位置或者被理解为与尺寸表达部相关的相对位置。在获知实际间距时，能够以相对或绝对的形式获知测量装置的行驶行程。
所述方法特别是能够以根据前述方面之一的工具机来执行。不言而喻的是，所述方法也可以根据前述工具机的一个或多个方面得到改进。
本发明的任务还通过如下的机器控制程序来解决，该机器控制程序具有程序编码，当机器控制程序在控制装置上执行时，程序编码被构造用于促动控制装置，执行根据前述方面之一的方法的步骤。
不言而喻的是，本发明的前面提到的以及后面还要阐释的特征不仅能够以分别给出的组合来应用，而且能够以其他组合或者单独加以应用，而不离开本发明的范围。
附图说明
本发明的其他特征和优点通过参照附图对多个优选实施例的下列说明来获得。其中：
图1示出工具机的俯视图；
图2示出依照图1的工具机的透视部分视图；
图3a、图3b以脱离作用位置和测量位置示出用于根据图2的工具机的测量装置的侧视图；
图4示出测量插件和参照工件的简化的示意视图；
图5a、图5b示出当触碰工件时根据图4的测量插件的不同位置；
图6a、图6b示出当以相对于根据图5a、图5b的说明改动的操控方案触碰工件时，根据图4的测量插件的不同位置；
图7示出当检测工件的形状公差时，据图4的测量插件的不同位置；
图8示出当触碰偏心环绕延伸的工件时，据图4的测量插件的视图；
图9示出另一测量装置的透视图，其例如能够与根据图2的工具机相组合，该测量装置处在第一模块构型中；
图10a、图10b以第二模块构型和第三模块构型示出根据图9的测量装置的透视的部分视图；
图11示出模块结构组的透视分解视图，该模块结构组具有承载件和第一适配件以及第二适配件；
图12示出根据图11的模块结构组的侧向分解视图；
图13示出工件和测量插件的大大简化的示意透视图，用以图示出测量任务；
图14a、图14b示出另一工件和测量插件的大大简化的示意正面视图，用以图示出另一测量任务；
图15示出又一工件和测量插件的大大简化的示意透视图，用以图示出又一测量任务；以及
图16示出用于验证测量装置和工件测量方法的方法的示意流程图。
具体实施方式
在图1中示出工具机并且总体上以10标示。工具机10在这里构造为磨削机。不言而喻的是，后面的绘图不一定非得忠实于比例地示出。而是例如可以出于图示表达原因而可以不采用同一的比例。这例如可能出现在不同图进行相互比较时，也可能出现对于一幅图内的图示中。工具机10具有机器台12，该机器台例如可以构造为机架的一部分。在机器台12上对工件容纳部14加以接纳和引导。工件容纳部14具有工件芯轴座，该工件芯轴座设有工件芯轴16。给工具芯轴16配设有尾座18。在工件芯轴16与尾座18之间可以接纳工件(在图1中未示出)。
工件芯轴16具有工件芯轴轴线20，工件必要时能够绕该工件芯轴轴线得到旋转驱动，也参见以24标示的箭头。工件芯轴轴线20例如可以称为C轴。C轴可以实现使接纳在工件容纳部14中的工件有针对性而且受控制的转动。以22标示的箭头表明了沿所谓的Z轴可能的移动运动，参见图2。沿Z轴能够实现工件与加工工具之间的相对运动。为此，要么是工件、工具，要么是二者能够共同沿Z轴移动。Z轴平行于工件芯轴轴线20而置，或者与该工件芯轴轴线重合。
在工具机10的机器台12上还接纳有工具单元28。工具单元28可以具有工具台29。工具台29例如可以构造为十字台。可以考虑其他构造方案。工具单元28具有工具芯轴30，工具芯轴30在这里例如构造为磨削头。在工具芯轴30上接纳有工具32，在这里例如为磨削盘。工具32可以借助工具芯轴30来绕工具芯轴轴线34发生旋转，参见以36标示的箭头。在图1中，工具32仅分段可见。工具单元28还具有帽件38，该帽件遮盖工具32的大部分。
特别是当工具单元28具有呈十字台形式的工具台29时，工具芯轴30可以沿以40标示的箭头相对于工件容纳部14移动。箭头40也可以对应Z轴，参见图2。特别是当工件容纳部14在加工工件时并不设置用于沿箭头22进行纵向推移时，则工件与工具32之间的相对运动可以通过工具芯轴连同被接纳于其上的工具32沿箭头40的移动来实现。
以42标示的箭头表现出进给方向，进给方向可以对应X轴，也参见图2。沿X轴能够实现工具32朝向工件方向的进给，以便与工件发生接合或者说嵌接。X轴也可以称为进给轴线，参见图2中的进给轴线70。沿X轴或进给轴线70的运动例如可以通过工具台29和/或机器台12的适当的引导机构得到引导。
例如在图1中，工具单元28还具有B轴44。在根据图1的图示中，B轴44垂直于视图平面或者说观察平面地延伸。B轴44实现了工具芯轴30的枢转，参见以46标示的枢转箭头。B轴44可以实现：将带有工具32的多个工具芯轴30设置在工具单元28上。该工件单元在需要时可以通过枢转B轴44而转换到加工位置中。按照这种方式，能够例如以具有不同磨削机构材料的工具32实现灵活的加工。由此例如可以在没有专门的装备耗费的情况下，将针对粗加工、精加工或者最终加工的不同磨削盘与工件发生接合。B轴44与Z轴的对应关系(参见箭头22和40)或者与X轴的对应关系(参见箭头42)原则上也可以不同于图1中情况地构造。例如B轴44也能够可替换地平行于工件芯轴轴线20或平行于工具芯轴轴线34地布置。在这种构造方案中，例如另一工具可以被接纳在(被接纳于工具芯轴30上的)悬臂上，并且为了绕工具芯轴轴线34枢转另一工具而能够超工件的方向枢转(在图1中未示出)。
不言而喻的是，工具机10也可以在不具备B轴44的情况下来实施，特别是当仅设置有工具芯轴30的情况下。
在工具芯轴30上，接纳有测量装置48，参见图2。测量装置48具有测量插件50。以52标示的箭头表示：带有测量插件50的测量装置48被能枢转地接纳在工具芯轴30上。
工具机10还具有控制装置56，控制装置特别是可以被构造用于：对带有工件芯轴16的工件容纳部14、带有工具芯轴30的工具单元28、工具32以及必要时还有B轴44或工件芯轴轴线20有针对性加以操控，用以使其得到驱动或使其移动。在此，运动可以例如沿X轴或Z轴进行。另外，控制装置56可以被构造用于从工具机10的部件接收所输送的运行参数(例如位置参数)。控制装置56例如可以具有检测单元、评估单元以及监控单元。
在图2中为了图示表达工具机10的轴X、Y、Z，而示出坐标系58。不言而喻的是，已知的轴线和方向仅用于图示表达的目的，而并不对公开文件的技术方案构成限制。还不言而喻的是，工具机10的部件彼此间的运动原则上可以相对地实现。也就是说，例如当第一元件应当相对于第二元件移动时，可以要么是第一元件要么是第二元件执行运动。同样可以考虑的是两个元件共同运动。
在图2中，在工件容纳部14的工件芯轴16上接纳有工件夹紧装置60，该工件夹紧装置例如可以构造为夹紧衬垫。出于图示表达原因，在图2中取消了对工具机10的不同部件的图示。例如未示出尾座18。不言而喻的是，例如恰好在工件很短的情况下，在一侧接纳在工件夹紧装置60中就可以足够了。与之相对地，例如特别长和/或薄壁式的工件可以例如在工件芯轴16和尾座18的旁边(参见图1)附加地借助至少一个布置在中间的背撑(未示出)加以支撑。
测量装置48具有枢转组装件，枢转组装件例如可以构造为联接传动机构64。测量装置48被接纳在工具芯轴30(或工具单元28)上并且能够与工具芯轴30(或工具单元28)一起沿进给轴线70共同移动。进给轴线70可以与X轴一致，或者平行于X轴地布置。箭头42表示出所对应的往复运动。
在图2中，测量装置48处在测量位置中。在测量位置中，测量插件50(其具有第一开关测量头66和第二开关测量头68)在工件芯轴轴线20的区域中移动或枢转。
在图3a和图3b中，对测量装置48的示例性结构加以阐释。测量装置48具有枢转机构，枢转机构通过联接传动机构64来体现。联接传动机构64在这里例如实施为双摇臂。测量装置48的其他用于实现枢转功能的机构是可以考虑的。
联接传动机构64具有两个联接件72a、72b，这两个联接件例如构造为摇臂。摇臂72a、72b以能够转动的方式接纳在工具芯轴30上，也参见图2。摇臂72a、72b分别与联接件74a、74b连接，联接件例如构造为联杆。在图3a和图3b中图示表达的长度比例关系中，可以既针对摇臂72a、72b又针对联杆74a、74b，在枢转时(参见箭头52)彼此间分别实现平行引导。其他长度比例关系也完全可以考虑。
联杆74a、74b在其前部区域中与悬臂76相连接。悬臂76与联杆74a例如借助转动铰链关联起来。联杆74b与悬臂76例如借助纵向槽连接。联接传动机构64例如能够以如下方式构造：满足一定的容许的结构空间关系。特别是与单纯的枢转臂相反，能够获得结构空间优势。而不言而喻的是，测量装置48的枢转也能够以其他方式来实现。在图3a中示出调整缸77，该调整缸与摇臂72b联接。在调整缸77驶出时，联接传动机构64能够枢转。可以考虑其他用于枢转的驱动机构和铰接点。
在悬臂76上接纳有承载件80。承载件80和悬臂76可以一体地构造。承载件80和悬臂76原则上也可以多件式地构造。为测量插件50的开关测量头66、68中的每一个配设有触碰臂67、69。触碰臂67、69可以具有触碰球或类似的构造元件，能够以该构造元件来接触工件。
在图3b中示出的图示例如可以与根据图2的测量位置相对应。与之相对地，图3a例如图示出测量装置48的脱离作用位置。在根据图3b的测量位置中，带有第一开关测量头66和第二开关测量头68的测量插件50可以例如以如下方式环围工件：实现相互触碰。开关测量头66、68或其触碰臂67、69限定出测量区域78，测量区域78例如确定出需要测量的工件或需要测量的工件分段的最大尺寸。
在图4中例如示出：测量装置48的带有开关测量头66、68的测量插件50在测量前能够如何得到验证。为此目的，将(例如参照工件的)已知的参照几何形状82引入测量区域78中。具有参照几何形状82的参照工件例如可以被接纳在工具机10的工件容纳部14中。引入测量区域78中的过程例如能够通过枢转测量装置48来实现。
参照工件的参照几何形状82具有已知的参照尺寸84。为了验证或校准测量插件50，参照尺寸84或参照几何形状82与第一开关测量头66或第二开关测量头68在侧向上相互触碰。工具芯轴30(参见图2)的所对应的运动通过箭头42a、42b来表示。测量插件50例如借助枢转组装件64(参见图3a和图3b)和工具芯轴30与位置探测器92和尺寸表达部90相关联，尺寸表达部例如指示出工具单元28沿进给轴线70的实际位置。
不言而喻的是，测量插件50或开关测量头66、68能够以类似方式同样与例如指示出工具单元28沿纵轴线(或前进轴线)的实际位置(在图4中未示出)的尺寸表达部相配合。该轴线可以平行于Z轴地延伸。按照这种方式，能够实现在二维(2D)上的位置确定。当工具单元28总体上还应当能够间接或直接地相对于工件沿Y轴移动时，也能够以相同方式沿该轴实现位置确定。因而，根据其他构造方案实现的是：在三维(3D)上确定测量插件50或开关测量头66、68的位置。
当以第一开关测量头66和第二开关测量头68分别触碰参照几何形状82时，能够检测所对应的实际位置。按照简单的方式，基于实际位置与已知的参照尺寸84之间的间距能够获知基本间距86。基本间距86可以用作针对所有在工件上进行的后续测量的基础。由位置探测器92检测到的位置数据例如可以输送给控制装置56，以用于评估。位置检测也可以按照不同方式进行。位置探测器92例如可以构造为增量探测器或绝对探测器。另外，例如可以利用光学、电感、电容或磁性的测量原理。
在图4中，以88标示的箭头还表示：例如第二开关测量头68能够以可偏转一定量的方式来构造。根据自身的构造方案，能够对开关测量头68的这种偏转加以检测，并且输送给控制装置56。第一开关测量头66能够以相同方式构造。当在验证过程中触碰参照几何形状82时，例如第一开关测量头66和第二开关测量头68能够在其中立位置中(即无明显偏转的情况下)得到校准。为此目的，例如可以使工具芯轴30沿着进给轴线70的实际位置得到改变，直至由开关测量头66、68分别输出的位置信号例如为零为止。在这样的中立位置中，例如可以使第一和第二开关测量头66、68的所谓的测量循环归零，只要可行而且需要的话。在后续的测量中，可以附加于工具芯轴30沿进给轴线70的实际位置地，在触碰时对第一开关测量头66或第二开关测量头68的偏转加以顾及，以便能够获知精确的间距。但是，这种功能仅涉及一些需要开关测量头66、68的扩展功能的示例构造方案。根据可替换的优选构造方案，开关测量头66、68能够简单地构造。
在图5a和图5b中，示例地示出对工件96的直径的获取方案。在图5a中，测量插件50的第一开关测量头66与工件96发生贴靠。工具芯轴30进而还有测量插件50接下来的移动使得：第二开关测量头68在相反的侧面上与工件96发生贴靠。工具芯轴30的行驶行程通过以98标示的箭头图示表达。在得悉基本间距86(参见图4)和行驶行程98的情况下，能够以简单的方式获知工件96的实际间距100，特别是实际直径。用于间距确定的类似测量方案能够沿其他空间方向执行。在同样用作测量轴线的多个行驶轴线相组合下，能够在二维空间中或者甚至在三维空间中确定间距。
开关测量头68或开关测量头66的在图4中通过箭头88标示的偏转例如可以获得修正值，该修正值能够在获知实际间距100时加以顾及。按照可替换的方式，能够在分别触碰第一或第二开关测量头66、68时，使工具芯轴30以如下时长移动，直至由开关测量头66、68发出的信号例如对应中立位置，即零偏转或几乎为零的偏转。但是变型仅适用开关测量头66、68的一些可以考虑的构造方案。
在获取实际间距100时，机器方面的影响因素(例如工具机10的热学过程)原则上仅在很少的行驶行程98内作用于测量结果。例如对应基本间距86与参照间距84之间的差值的“过盈量”实现了对具有不同规格的大量不同工件96的测量。
在图6a和图6b中阐释了相对于图5a和图5b原则上类似的测量过程。但是，对工件96的触碰以不同的进给速度或触碰速度来进行。于是，可以具有优点的是：开关测量头66首先在急行档或快速档中被输送至在前位置，在该在前位置中，开关测量头还未接触工件96。为了避免测量插件50或工件96发生损伤，可以从该在前位置出发，在触碰档中执行继续的进给，直至开关测量头66’触碰到工件96。
按照相同方式，能够对开关测量头68实现触碰，方式为：首先将开关测量头以快速档给送至在前位置。自该在前位置出发，能够在慢速的触碰档中实现进一步的进给或进一步的触碰，参见以102a标示的箭头。开关测量头68’已经触碰到工件96。自行驶行程98和已知的基本间距86出发，能够获知工件96的实际间距。
图7图示出：测量插件50实现了其他应用可能性。在图7中需要检查的工件96具有以104标示的形状偏差。在此，可以例如涉及圆度偏差或圆柱形偏差，参见例如以106a、106b标示的公差标志。开关测量头66能够可偏转地构造并且根据一些构造方案，当工件96绕工件芯轴轴线20绕转时，能够连续或不连续地检测形状偏差104。在本文中可以优选的是：开关测量头66具有很大的正比例区域，以便也能够检测很大的偏差。但是，根据其他优选构造方案，设置为：开关测量头66构造为触发器开关(也就是控制脉冲触发器)。由此，开关测量头66本身不必高精度地检测(例如触碰臂的)偏转，而是例如可以在一定的偏转下产生产生脉冲(触发器脉冲)。该特性也可以适用于开关测量头68。
圆柱形公差例如可以在如下情况下得到检测，即当其上接纳有测量装置48的工具芯轴30在工件96绕转时，平行于工件芯轴轴线20地沿Z轴移动时。例如这样能够沿螺旋轨迹触碰圆柱面。按照这种方式能够“扫描”工件96。
在图8中，工件96以如下方式构造：偏心分段围绕中心分段108绕工件芯轴轴线20绕转。这种至少分段偏心构造的工件96例如能够在如下情况下得到测量，即当控制装置56被构造用于使工具芯轴30沿X轴(即进给轴线70)得到驱动并且同时工件96绕所谓的C轴(C轴在这里与工件芯轴轴线20重合)得到驱动的情况下。例如，所关联的运动在工件96偏心绕转时，跟随着第一开关测量头66在工件96上预期的接触部位。同样按照这种方式，原则上例如可以检测圆度公差或圆柱形公差。但也可以设想的是：分段地驱动偏心的工件96，并且分别以两个开关测量头66、68类似于图5a、图5b或图6a、图6b地检测实际间距、例如实际直径。
图9以及图10a和图10b示出模块式测量装置48的透视图，测量装置例如可以被接纳在根据图2的工具机10的工具单元28上。在不同的图示中，测量装置48处于不同的模块构型中。测量装置48能够可以枢转地构造，以便在测量位置与脱离作用位置之间灵活而快速地移动测量插件50，参见图3a和图3b。测量装置48可以具有联接传动机构，该联接传动机构能够通过适当的驱动装置来驱动，以便实现枢转运动。在图9中示出的坐标系X、Y、Z图示表达工具机的所对应的轴线，也参见图2。测量插件50具有承载件80，开关测量头66、68被接纳在该承载件上。开关测量头66借助适配件110被接纳在承载件80上。开关测量头68借助适配件112被接纳在承载件80上。承载件80被构造用于，将适配件110、112进而还有开关测量头66、68接纳在多个受限定的预设位置中。按照这种方式，能够获得多个模块构型，由此，测量装置48总体上能够以高灵活性用于多种测量任务。
图9例如图示出第一模块构型。第一开关测量头66和第二开关测量头68基本上彼此平行地而且(关于Y轴)以相同的高度被接纳在承载件80上。在触碰臂67之间(沿X轴的)测量区域78的宽度为，使得较大的工件也能够被开关测量头66、68所接纳，例如以便确定直径。
图10a以第二模块构型示出测量装置48.适配件110与其在图9中所示的位置相反地远离其初始位置，并且沿侧向间接地经由适配件112被接纳在承载件80上。开关测量头66在图10a中出于图示原因并未示出。开关测量头66可以在图10a中所示的模块构型中一定程度上相对于开关测量头68沿轴向错开(关于Z轴，参见图9)地被接纳在“驻停位置”中。开关测量头66以及甚至还有适配件110也能够完全远离承载件80。在开关测量头68上例如接纳有弯曲的触碰臂69a。触碰臂69a成角弯曲。按照图10a中所示的测量构型的开关测量头68利用触碰臂69a沿轴向触碰工件。按照这种方式，例如可以确定轴向面或者轴向间距。另外，触碰臂69a可以挤入工件的轴向凹陷部或凹部中。按照这种方式，例如能够检测内直径和类似的测量值。
图10b图示出测量装置48的可以考虑的第三模块构型。类似于图9中所示的第一模块构型地，开关测量头66、68沿X轴(或进给轴线)彼此隔开间距地被接纳在承载件80上。在开关测量头68上应用弯曲的触碰臂69a。触碰臂69a的成角弯曲的端部平行于X轴地取向。按照这种方式，开关测量头66、68或图10b中的触碰臂67、69a沿X轴围出测量区域78，测量区域原则上比在图9中所示的模块构型的测量区域更窄地呈现。为了(沿Y方向的取向)进行高度补偿，用于开关测量头68的适配件112被以一预设位置接纳在承载件80上，该预设位置不同于图9中图示出的模块构型中的预设位置。按照这种方式，能够确保：即使应用弯曲的触碰臂69a，仍将触碰臂67、69a的关键的接触元件或接触球布置在相同的高度上，即沿Z轴具有相同的数值。借助在图10b中示出的模块构型，原则上可以类似于图9地确定直径和类似的测量值。在此，需要测量的工件原则上可以具有比图9中更小的直径。另外凭借该测量构型，也能够沿径向(沿进给轴线或X轴)触碰工件，其中，触碰臂69a能够挤入工件上的凹陷部或凹处中。按照这种方式能够例如对纵向槽、楔形槽、齿部等加以测量。
不言而喻的是，可以考虑其他模块构型。在图9、图10和图10b中所示的测量构型仅表现为示例的构造方案。模块构型原则上可以通过开关测量头66、68的限定的预设位置标明特征。另外，模块构型也可以通过触碰臂67、69之一的构造方案来加以限定。
图11和图12以分解图图示出模块结构组114的构造方案。原则上也可以将开关测量头66、68配属给模块结构组114，开关测量头在图11和图12中并未示出。模块结构组114包括承载件80、第一适配件110和第二适配件112。凭借模块结构组114例如能够实现图9、图10a和图10b中所示的模块构型。如前所提到地，承载件80可以连同悬臂76一体构造。原则上，也可以考虑单独的构造方案。在承载件80上可以设置针对适配件110、112的接触面116、118。在适配件110、112上可以设置相对应的配对面(在图11和12中被盖住)。另外，承载件80还有适配件110、112具有适当的配合型廓，例如螺纹孔和/或配合孔。
按照这种方式，能够实现对适配件110、112进而还有开关测量头66、68进行高精度的位置固定。即使当测量装置48被改装，也就是例如当通过换装模块结构组114来变换相应模块构型时，仍确保所述高精度的位置固定。接触面116可以被构造用于接纳适配件110。接触面118可以被构造用于接纳适配件112。原则上也可以设想：以相同类型来实施适配件110、112。根据这种构造方案，接触面116、118可以同样类似或相同地构造。按照这种方式，用于适配件110、112的制造耗费可以降低。但也可以设想的是，适配件110、112特意不同类型地实施并且相应地匹配接触面116、118。根据另一构造方案，设置为：以如下方式来实施适配件110、112，使得适配件110、112中的至少一个能够固定在相应另一个上(参见图10a)。
图12借助虚线图示出模块结构组114的不同构型，其能够用于产生不同的模块构型。适配件110例如能够以一预设位置被接纳在承载件80的接触面116上，参见以120a标示的线。此外，适配件110能够以另一预设位置被固定在适配件112上，参见以120a标示的线。按照这种方式，适配件110能够间接地被接纳在承载件80上。由此，例如能够针对适配件110实现“驻停位置”。适配件112能够以不同的预设位置被接纳在承载件80上，参见以122a、122b标示的线。预设位置122a、122b基本上以其在Y轴上的位置来区别。由此，例如可以对开关测量头66、68或其触碰臂67、69的不同长度加以补偿。不言而喻的是，当测量装置48处于该测量构型中，即当测量装置48朝向需要测量的工件方向枢转时，在图12中出于图示原因示出的坐标系X、Y基本上可以应用。
图13示出工件96a和测量插件50的大大简化的示意透视图，用以图示表达测量任务。出于图示原因，带有开关测量头66、68的测量插件50仅象征性地大大简化地示出。所对应的模块构型例如可以与图10b中所示的图示相对应。测量任务例如可以在于：触碰工件96a的轴向抵靠面126。抵靠面126可以与轴分段124相接。对抵靠面126沿轴向的触碰(沿Z方向)例如可以是对轴向间距加以确定的组分部分。另外可以设想：对抵靠面126的多个点加以触碰，以便确定位置公差或形状公差。在此，例如可以涉及抵靠面126的平整度。在所示的构型中，还可以确定轴分段124的直径。
图14a和图14b示出另一工具96a和测量插件50的大大简化的示意正面视图，用于图示出另一测量任务。测量插件50原则上可以处于如下模块构型中，该模块构型对应图13中的测量插件50。其他构型是可以考虑的。在图14a、图14b中图示出的测量任务可以在应用仅一个开关测量头66、68的情况下执行。因此原则上也提供在图11a中所示的测量构型，即当开关测量头68的触碰臂69a相应弯曲和取向时。工件96b具有槽128，特别是纵向槽，该纵向槽被加工到轴分段124中。触碰臂69a可以沿径向挤入槽128中，以便对其测量。触碰臂69a原则上可以用于触碰槽128的槽底。触碰臂69a也可以用于触碰槽128的侧壁。按照这种方式，槽能够以很小的耗费完全或几乎完全得到测量。测量插件50的触碰臂69a对槽128的侧壁的触碰需要以限定方式转动工件96b，参见图14a中以24标示的箭头以及图14b中以24’标示的箭头。这可以通过工件芯轴16绕工件芯轴轴线20以受限定的方式转动来实现。如前所提及地，这种功能例如可以称为C轴功能。通过对所谓的C轴的操控和对工具单元28的驱动相配合，能够以高精度测量工具单元28。
图15示出又一工件96c和测量插件(在图15中仅部分示出)的大大简化的示意透视图，用以图示出另一测量任务。测量插件原则上可以处于如下模块构型中，该模块构型例如在图10a中图示出来。在该测量任务中，开关测量头68的弯曲的触碰臂69a能够沿轴向挤入工件的孔或凹处129中。只要触碰臂69a的弯曲的而且沿Z方向定向的分段的长度足够，就可以确定出孔或凹处129的深度。另外，利用触碰臂69a也可能够对孔或凹处129的内直径执行检测。
测量装置48的模块式的构造方案实现了以唯一的模块结构组144来执行不同的测量任务。所需的改装工作可以在无需很大耗费的情况下就能执行。于是实现的是：以高精度确定工件96的外直径。根据改动的测量任务，能够对圆柱形状特性或偏心性加以检测。这可以通过将工件芯轴轴线20(C轴)与工具单元28进行驱动关联来实现。工具单元28平行于工件芯轴轴线20沿Z方向受限定的移动实现了至少一个开关测量头66、68所谓的定位，也就是沿轴向触碰抵靠面。凭借相应弯曲的触碰臂，还能够对工件中的轴向孔进行测量，例如确定孔直径。工具单元28的径向移动(X方向)实现了所谓的外周定位，也就是沿径向触碰工件96。通过不同功能的组合也可以解决复杂的测量任务，例如测量纵向槽或周向槽。
图16图示出用于测量工件的方法的不同步骤，所述方法例如能够以工具机10来执行。
所述方法可以具有初始组块130，该组块例如可以包括验证或校准。在第一步骤132中，例如参照体的参照尺寸被提供和引入测量区域。引入过程例如可以通过枢转测量装置来实现。
在后续的步骤134中，例如以第一开关测量头对参照尺寸实现第一触碰。第一触碰134可以通过步骤136、138来结束。可选步骤136可以包括第一开关测量头的测量循环以电学方式加以验证。步骤138可以包括沿X轴或进给轴线对实际位置加以检测。
接下来，接着的是步骤140，该步骤包括借助第二开关测量头进行第二触碰。第二触碰的步骤140可以包括步骤142、144，该步骤可以结束步骤140。可选的步骤142可以包括对第二开关测量头的测量循环以电学方式加以验证。步骤144可以包括沿X轴或进给轴线对第二实际位置加以检测。
在后续的步骤146中，能够基于所检测到的数值和已知的参照尺寸，来获知基本间距，该基本间距可以用作针对其他测量的基础。步骤148结束验证或校准。
以150标示的组块例如表示在应用之前获取的基本间距的情况下对工件的测量。在第一步骤152中，需要测量的工件被接纳并且例如通过枢转测量装置被引入测量区域中。
在可选的步骤154中，能够以第一进给速度驶向在前位置。在另一步骤156中，能够驶向第一测量位置，在第一测量位置中，以第一开关测量头对工件进行第一触碰。行驶过程例如能够以第二进给速度进行。在另一步骤158中，能够接收与第一触碰相关联的位置数值。
在后续的可选步骤160中，能够以第一进给速度驶向第二在前位置。后续的步骤162包括驶向第二测量位置，在第二测量位置中，第二开关测量头能够接触工件96。行驶过程例如能够以第二进给速度进行。在另一步骤164中，接收与第二触碰相关联的位置数值。
接着第一和第二触碰的是步骤166，在该步骤中，基于所获取的数据和基本间距来获知实际间距。测量过程被步骤168结束，该步骤例如也可以包括测量装置的枢转。箭头170表示：在进行一次验证后，能够执行多个测量。在此，可以获知不同的实际间距，只要其能被引入测量区域中。
所介绍的方法步骤例如可以是机器控制程序的主题。

Claims (15)

1.一种工具机，特别是磨削机，具有下列部件：
工件容纳部(14)，具有至少一个用于容纳工件(96)的工件保持件(16、18)，
工具单元(28)，具有工具芯轴(30)，特别是磨削头，用以容纳和驱动工具(32)，特别是至少一个磨削盘，其中，所述工具单元(28)能够至少沿着进给轴线(70)相对于工件(96)移动，
模块化的测量装置(48)，所述测量装置接纳在所述工具单元(28)上，其中，所述测量装置(48)具有至少一个开关测量头(66；68)，其中，所述至少一个开关测量头(66；68)被接纳在承载件(80)上，所述承载件为所述至少一个开关测量头(66；68)提供多个受限定的预设位置，以及
控制装置(56)，所述控制装置能够与所述测量装置(48)和所述工具单元(28)相联接，其中，所述控制装置(56)被构造用于：由所述至少一个开关测量头(66；68)在触碰工件(96)时，对所触发的信号加以检测，并且借助所述工具单元(28)的实际位置来获取所述至少一个开关测量头(66；68)的实际位置。
2.根据权利要求1所述的工具机(10)，其中，所述模块化的测量装置(48)具有至少两个开关测量头(66；68)，所述至少两个开关测量头被彼此间隔地接纳在所述承载件(80)上，其中，所述至少两个开关测量头(66；68)在第一测量构型中彼此间具有限定出测量区域(78)的基本间距(86)，其中，所述基本间距(86)大于已知的参照尺寸地选取，以及所述控制装置(56)被构造用于沿进给轴线(70)检测所述工具单元(28)的实际位置，并且基于所述工具单元(28)的行驶行程(98)，在顾及到所述参照尺寸(84)和/或所述基本间距(86)的情况下，在以至少两个开关测量头(66；68)触碰置入所述测量区域(78)中的工件(96)时，来获取实际间距(100)，特别是实际直径。
3.根据权利要求1或2所述的工具机(1)，其中，至少一个开关测量头(66；68)被接纳在适配件(110、112)上，所述适配件与所述承载件(80)相协调并且能够以多个限定的预设位置被固定在所述承载件(80)上。
4.根据权利要求2或3所述的工具机(1)，其中，所述至少两个开关测量头(66；68)在第二测量构型中以如下方式沿一空间方向(40)被彼此隔开间距地接纳在所述承载件(80)上，使得开关测量头(66；68)能够沿轴向触碰所述工件(96)。
5.根据前述权利要求之一所述的工具机(10)，其中，至少一个开关测量头(66；68)具有弯曲的触碰臂(67；69)，所述触碰臂相对于开关测量头(66；68)的纵轴线成一定角度地收尾。
6.根据权利要求2至5之一所述的工具机(10)，其中，所述测量装置(48)具有测量插件(50)，所述至少两个开关测量头(66；68)被接纳在所述测量插件上，并且所述测量插件(50)能够枢转，以便将所述工件(96)送入所述测量区域(78)中。
7.根据前述权利要求之一所述的工具机(10)，其中，所述测量装置(48)具有联接传动机构(64)，所述联接传动机构实现了在测量位置与脱离作用位置之间的枢转。
8.根据前述权利要求之一所述的工具机(10)，其中，所述工件(96)能够被接纳在工件芯轴(16)上，所述工件芯轴能被选择性地绕工件芯轴轴线(20)旋转驱动，其中，所述工件芯轴轴线(20)优选垂直于所述进给轴线(70)地布置，并且所述工具芯轴(30)优选具有工具芯轴轴线(34)，所述工具芯轴轴线平行于所述工件芯轴轴线(20)地布置。
9.根据权利要求8所述的工具机(10)，其中，所述工具单元(28)能够平行于所述工件芯轴轴线(20)地相对于所述工件(96)移动。
10.根据权利要求8或9所述的工具机(10)，其中，所述控制装置(56)被构造用于：在运动被关联的情况下，所述工具单元(28)选择性地沿所述进给轴线(70)移动，并且使所述工件芯轴(16)选择性地绕所述工件芯轴轴线(20)得到驱动。
11.根据权利要求9或10之一所述的工具机(10)，其中，所述控制装置(56)被构造用于：在运动被关联的情况下，还使所述工具单元(28)选择性地平行于所述工件芯轴轴线(20)地移动。
12.根据前述权利要求之一所述的工具机(10)，其中，所述控制装置(56)被构造用于：借助所述工件(96)的实际间距(100)，特别是实际直径，使所述工具单元(28)和所述工具(32)在后续的加工过程中选择性地得到驱动并且被移动。
13.一种用于测量工具机(10)中的工件的方法，所述工具机特别是磨削机，所述方法包括下列方法步骤：
提供模块式的测量装置(48)，所述测量装置能够至少沿进给轴线(70)相对于被接纳在工件容纳部(14)中的工件(96)移动，其中，所述测量装置(48)被接纳在具有工具芯轴(30)的工具单元(28)上，所述测量装置(48)具有至少一个被接纳在承载件(80)上的开关测量头(66；68)，所述承载件(80)为所述至少一个开关测量头(66；68)提供多个受限定的预设位置，
相对于所述工件(96)移动所述工具单元(28)，
对当触碰工件(96)时由所述至少一个开关测量头(66；68)触发的信号加以检测，以及
借助所述工具单元(28)的实际位置来获知至少一个开关测量头(66；68)的实际位置。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括下列步骤：
提供模块化的测量装置(48)，所述测量装置具有至少两个开关测量头(66；68)，所述至少两个开关测量头彼此隔开间距地被接纳在承载件(80)上：使得所述承载件为所述至少两个开关测量头(66；68)提供多个受限定的预设位置，
测量的准备，包括：在所述至少两个开关测量头(66；68)之间调整出基本间距(86)，所述基本间距大于参照几何形状(82)的已知参照尺寸(84)地选取，并且限定出测量区域(78)，将参照所述几何形状(82)接纳在所述工具机(10)中，将所述参照尺寸(84)引入所述测量区域(78)中，相对于所述参照几何形状(82)移动所述测量装置(48)，并且以所述开关测量头(66；68)触碰所述参照尺寸(84)，在此，对所述测量装置(48)的实际位置加以检测，进而对所述测量装置(48)的行驶行程(98)加以检测，以及在触碰时，在顾及到所述测量装置(48)的所述参照尺寸(84)和实际位置的情况下，获知所述基本间距(86)；
执行至少一次测量，特别是用以确定工件直径，包括：将工件(96)接纳在所述工具机(10)中，将所述工件(96)的测量几何形状引入所述测量区域(78)中，以所述开关测量头(66；68)触碰所述工件(96)的测量几何形状，在此，对测量装置(48)的行驶行程加以检测，以及在触碰时，在顾及到所述测量装置(48)的基本间距(86)和行驶行程的情况下，获知所述测量几何形状的实际间距(100)。
15.一种机器控制程序，所述机器控制程序具有程序编码，当所述机器控制程序在控制装置(56)上执行时，程序编码被设计用于促动所述控制装置(56)，用以执行根据权利要求13或14的方法的步骤。
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