CN105051489A - 用于修正坐标测量仪运行时的角度偏差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于修正坐标测量仪(211)的运动轴(X,Y,Z)之间的实际角度与理想角度的角度偏差的方法,该角度偏差与地点相关和/或与温度相关和/或与装载质量相关,该方法包括如下步骤:a-1)以如下方式求取与地点相关的角度偏差的值,i)针对该坐标测量仪的至少两个部分测量区域(15,20)分别求取至少一个值,所述至少两个部分测量区域仅构成该坐标测量仪的总测量区域(30)的一部分,其中,针对该坐标测量仪的不同的部分测量区域求取的与地点相关的角度偏差的值不相同或能够不相同,和/或ii)针对该坐标测量仪的至少一个部分测量区域(15)求取至少一个值并且针对该坐标测量仪的总测量区域(30)求取所述角度偏差的至少一个值,其中,针对该坐标测量仪的部分测量区域的所述至少一个求取的值与针对总测量区域的所述至少一个值不相同或能够不相同,和b-1)在使用所述至少一个求取的值的情况下,修正该坐标测量仪的一个或多个部分测量区域(15,20)中的与地点相关的角度偏差,针对所述部分测量区域求取与地点相关的角度偏差的至少一个值,和/或如下步骤:a-2)在至少两个不同的温度下以如下方式求取与温度相关的角度偏差的值:在一个温度区域中求取与温度相关的角度偏差的值和/或在一个温度区域中得到用于修正与温度相关的角度偏差的信息,b-2)在使用来自步骤a-2)的所述求取的值和/或所述得到的信息之一的情况下,修正所述与温度相关的角度偏差,和/或如下步骤:a-3)在该坐标测量仪装载有一个装载质量或至少两个不同的装载质量(17,18)的情况下,以如下方式求取与装载质量相关的角度偏差的一个或多个值:在一个装载质量区域中求取与装载质量相关的角度偏差的一个值或与装载质量相关的角度偏差的多个值和/或在一个装载质量区域中得到用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息,和b-3)在使用来自步骤a-3)的求取的值和/或得到的信息之一的情况下,修正与装载质量相关的角度偏差。

Description

用于修正坐标测量仪运行时的角度偏差的方法
技术领域
本发明涉及一种用于修正坐标测量仪运行时的角度偏差的方法,所述角度偏差由不同的影响因素决定,本发明还涉及一种坐标测量仪,该仪器设置用于实施该方法。
背景技术
已知一些坐标测量仪(KMG),它们的可动部分具有不同的、互相成直角的线性运动自由度。这些可动部分尤其用于使KMG的至少一个测量装置(例如一个或多个传感器和/或探测器)运动,其中,所述测量装置用于测量测试对象、尤其是工件的坐标。在理想情况下,用于运动导向的相应导向部这样构型,使得KMG的可动部分能够相对彼此精确垂直地运动。例如,KMG的测头套筒在门架结构式情况下应能精确垂直于该门架的同样可动的滑座运动,其中,测量头固定在该测头套筒上。然而,导向部在实际中不是理想的,由此产生如下几何偏差:平移导向偏差、旋转导向偏差和角度偏差。
平移导向偏差是被导向元件横向于移动方向的平行错位(没有倾斜)。但平移误差不仅横向于移动方向出现,而且也在移动方向上出现。在这种情况下平移误差也称为位置误差。旋转导向偏差是被导向元件围绕笛卡尔坐标系的三个轴线的倾斜。角度偏差是由两个不同的导向部导向的线性运动(例如沿着KMG测量头的两个行驶轴或沿着测头套筒的行驶轴和门架的行驶轴)之间的角度与预设角度的偏差。概念“行驶轴”和“运动轴”同义地使用。
在许多KMG中,不同的线性运动自由度的方向在理想情况下彼此垂直并且沿着笛卡尔坐标系的轴线延伸。角度偏差在该情况下被称为垂直度偏差。因此,KMG的垂直度偏差是个两线性运动自由度各自的轴线之间的角度与额定角度90°的偏差。具有其他额定角度的轴线布置原则上也是可能的。垂直度偏差和它们的影响在汉斯-格·普瑞赛(Hans-GerdPressel)的书“用坐标测量仪精确测量”(Genaumessenmit)(专家出版社(expertVerlag);ISBN:3-8169-1434-9)的第23-28页中做了描述。
针对每个运动轴,可以给出三个平移导向偏差和三个旋转导向偏差的值。因此,在KMG具有三个运转轴(X,Y和Z)(这些轴在理想情况中构成笛卡尔坐标系的轴)的情况下,总共18个导向偏差值或参数描述理想情况下的偏差。如果这18个导向偏差值关系到实际轴而不是关系到笛卡尔坐标系,则还要考虑轴线之间的垂直度偏差的三个值,用于描述导向误差。
除了具有三个笛卡尔轴线的KMG外也经常使用具有旋转台的KMG,该旋转台的旋转轴线能被称为第四轴。旋转台也能理解为一种旋转装置,通过它,测试对象不是如在工作台上那样仅仅放置上去,而是以其他方式与旋转装置组合。对这种4轴坐标测量仪精度要求在提高。在旋转台的情况下给出据标准ISO10360定义的、具有越来越小的公差的最大允许偏差(MPEFR,MPEFT,MPEFA)。MPEFR标记最大允许径向偏差。MPEFT标记最大允许切向偏差。MPEFA标记最大允许轴向偏差,而实际偏差以FR,FT,FA标记。
尤其当旋转台在利用KMG的测量系统校准时或测量旋转台的运动表现时,关于KMG的运动轴(X轴,Y轴,Z轴)的偏差也要对关于旋转台的旋转轴线的偏差FR,FT,FA负有责任。已表明,关于旋转轴线的偏差的大部分由角度偏差、尤其是KMG的运动轴的垂直度偏差引起。在旋转台中,角度偏差尤其引起不希望的大的径向偏差(FR)、切向偏差(FT)和轴向偏差(FA)。
发明内容
本发明的任务是,降低KMG的线性运动自由度轴的角度偏差对KMG的测量结果的影响,尤其在使用旋转装置的情况下。
本发明基于如下认知:角度偏差是变化的,即与地点相关、和/或与温度相关和/或与装载质量相关。因此提出,求取该变化的角度偏差并且将其用于修正。在此,所述修正能在测量工件的坐标(“坐标测量”)之前、期间和/或之后通过KMG实施。
尤其可能的是,该修正例如连续地、反复地或在需要时,在KMG的至少一个可动部分的运动期间或之后实施,其方式例如是,根据测量期间的地点、温度和/或根据测量期间起作用的质量来修正KMG的可动部分的瞬时位置的值。
所述地点例如是用于确定工件坐标的测量头(尤其是探测器)或传感器的地点,或者是KMG的另一可动部分的地点。如果KMG的可动部分是用于确定工件坐标的探测器或传感器时,则该可动部分尤其位于该KMG的测量区域中并且由此也位于确定的部分测量区域中。如果该可动部分是用于触觉地探触工件表面以确定工件坐标的触觉探测器的探测元件,则该探测元件在探触工件时与该工件处于KMG的同一部分测量区域中。但是要注意:当用具有其它尺寸或其它质量的另一探测器替换该探测器时,考虑对角度偏差的影响。尤其是,用具有其它探针长度或其它探针取向的第二探测器替换第一探测器导致:当工件应在工件表面的同一点被探触时,KMG的其它可动部分关于该KMG的至少一个运动轴位于另一地点。这在角度偏差的地点相关性中应予考虑。
该部分测量区域尤其是连续的线性区域(例如沿着KMG的一个行驶轴)、连续的面区域(例如通过KMG的两个行驶轴定义)或连续的体区域(例如通过KMG的三个行驶轴定义)。该部分测量区域例如在线性区域的情况下相应于坐标测量仪的运动轴的一部分,即一个区段;或者在面区域的情况下相应于坐标测量仪的两个运动轴的部分,即区段;而在体区域的情况下相应于坐标测量仪的三个或更多个运动轴的部分,即区段。换句话说,部分测量区域可分别通过一个行驶轴的一个区段、或通过两个行驶轴的区段、或通过三个或更多个行驶轴的区段形成。KMG可具有直到n个的运动轴并且所有运动轴或者部分运动轴(至少三个运动轴)可被用于限定体区域。所述角度偏差是在运动轴的所涉及区段中关于另一运动轴的角度偏差。工件或用于确定工件坐标的探测器或传感器处在的地点在此情况下不必与这种部分测量区域完全重合。与部分测量区域的偏差可例如通过确定的探测器长度和/或探测器取向得出。测量头,探测器或传感器的类型、配置和几何形状对与轴线区段有关的部分测量区域的方位有影响,即使在工件位置不变的情况下。即,在传感器变化时与轴线有关的部分测量区域可能变化,这在根据本发明的用于修正与地点相关的角度偏差的方法中要予考虑。
对角度偏差的修正可例如这样实施:两个运动轴中的与偏差有关的那个运动轴被视为正确地处于坐标测量仪的坐标系中的参考轴线。然后可以修正两个运动轴中的另一个运动轴的取向,其方式是,按照角度偏差来修正这两个运转轴线之间的角度。这例如可通过已知的坐标变换来达到。
除了修正角度偏差外附加地尤其可以对KMG的至少一个运动轴的平移误差和旋转误差进行修正。已经在上面提到:这些误差描述KMG的可动部分沿着运动轴与理想线性运动的偏差。对这些误差的修正也如对角度偏差的修正一样,可持续地、重复地或在需要时,在KMG的至少一个可动部分运动期间或之后实施。
优选地,当KMG的不同的可动部分关于KMG的运动轴分别已经达到一要被实施修正的地点时,才求取要为修正所使用的角度偏差值。在笛卡尔运动轴相互串联地起作用的情况下(如在门架结构式的KMG中就是这种情况),KMG的总运动状态(通过该KMG的不同的可动部分关于该KMG的运动轴的地点来定义)明确地通过关于所述串联中的最后运动轴可动的部分所在的地点确定。对于门架结构式的KMG,在所述串联中的最后运动轴是通常被称为Z轴的运动轴,承载传感器或测量头的测头套筒能沿着该轴线运动。因此,要为修正所使用的角度偏差值尤其根据KMG的可沿着该运动轴运动的部分(例如传感器或探测器)所在的地点来求取。
在求取要为修正所使用的角度偏差值时的该做法有如下优点:也能够以简单的方式考虑角度偏差与至少一个其他变量(温度或装载质量)的相关性。在达到要实施修正的运动状态后,能够以简单的方式确定角度偏差所相关的变量值,并且,可在考虑之前求取的与所述变量相关的角度偏差表现的情况下求取该角度偏差的当前有效值。
该方案也使得能够以简单的方式存放为求取角度偏差的当前有效值所需要的信息(该信息通过求取与所述变量相关的角度偏差的表现得到),例如以数据表的形式存放,这些信息与关于其他导向偏差(例如运动轴的旋转误差)的信息分开存放。
而如果仅考虑和修正角度偏差的地点相关性,也可能的是:将所述角度偏差与关于运动轴的旋转误差的信息共同存放。例如,可将对应的旋转误差以与地点相关的方式用补偿值修正,该补偿值相应于在对应地点有效的角度偏差。然后,旋转误差的被修正的值可被存储,为了之后可供对运动轴的全部误差的修正使用。
尤其说明用于修正坐标测量仪的运动轴之间的实际角度与理想角度的至少一个角度偏差的方法,其中,该角度偏差与地点相关、与温度相关和/或与装载质量相关,包括如下步骤:
a-1)以如下方式求取与地点相关的角度偏差的值
i)针对该坐标测量仪的至少两个部分测量区域分别求取至少一个值,所述至少两个部分测量区域仅构成该坐标测量仪的总测量区域的一部分,其中,针对该坐标测量仪的不同的部分测量区域求取的与地点相关的角度偏差的值不相同或能够不相同,和/或
ii)针对该坐标测量仪的至少一个部分测量区域求取至少一个值并且针对该坐标测量仪的总测量区域求取所述角度偏差的至少一个值,其中,针对该坐标测量仪的部分测量区域的所述至少一个求取的值与针对总测量区域的所述至少一个值不相同或能够不相同,和
b-1)在使用所述至少一个求取的值的情况下,修正该坐标测量仪的一个或多个部分测量区域中的与地点相关的角度偏差,针对所述部分测量区域求取与地点相关的角度偏差的至少一个值,
和/或如下步骤:
a-2)在至少两个不同的温度下以如下方式求取与温度相关的角度偏差的值:在一个温度区域中求取与温度相关的角度偏差的值和/或在一个温度区域中得到用于修正与温度相关的角度偏差的信息,
b-2)在使用来自步骤a-2)的所述求取的值和/或所述得到的信息之一的情况下,修正所述与温度相关的角度偏差,
和/或如下步骤:
a-3)在该坐标测量仪装载有一个装载质量或至少两个不同的装载质量的情况下,以如下方式求取与装载质量相关的角度偏差的一个或多个值:在一个装载质量区域中求取与装载质量相关的角度偏差的一个值或与装载质量相关的角度偏差的多个值和/或在一个装载质量区域中得到用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息,和
b-3)在使用来自步骤a-3)的求取的值和/或得到的信息之一的情况下,修正与装载质量相关的角度偏差。
在提出的方法中谈到“至少一个角度偏差”。角度偏差分别关于KMG的两个理想地呈直线的运动轴(例如X轴和Y轴)产生。因此,在具有三个理想的直线运动轴的KMG中可求取三个这样的角度偏差。因此,提出的方法尤其能够以与针对一个角度偏差相同的方式针对多个角度偏差(尤其是三个)实施。
尤其是,在所述被修正的角度偏差的基础上,对工件坐标的测量能通过KMG更精确地实施(精确化),因为尤其KMG的用于测量工件坐标的传感器和/或探测器的位置在修正后通过该修正能够更精确地得知。因此,优选地,测量工件坐标的可选步骤也属于该方法。
通过该方法可以修正与地点相关、与温度相关和/或由质量影响决定的角度偏差(即误差)。该方法或者仅应用于修正与地点相关的角度误差,或者仅应用于修正与温度相关的角度误差,或者仅应用于修正由质量影响决定的角度误差,或者可考虑这些影响因素任意可能的组合。在修正与地点相关的角度误差时,至少实施步骤a-1)和b-1),在修正与温度相关的角度误差时,至少实施步骤a-2)和b-2),在修正由质量影响决定的角度误差时,至少实施步骤a-3)和b-3)。这些方法步骤的其它部分组合是:
-a-1)和b-1)和a-2)和b-2)
-a-1)和b-1)和a-3)和b-3)
-a-2)和b-2)和a-3)和b-3)
尤其可能的是,步骤b-1),b-2)和/或b-3)的修正连续地、反复地或在需要时在KMG的至少一个可动部分(例如探测器或传感器)运动期间或之后实施,例如其方式是,对KMG的可动部分的当前位置的值的根据测量期间的地点、温度和/或根据在测量期间起作用的质量来修正。用该方法修正角度偏差并且用所述信息修正可动部分的位置。其他的修正、如开头提到的平移导向偏差和/或旋转导向偏差的修正可以用于此。尤其是,所述修正可以在KMG的测量工况期间、在测量工件时实施,这适用于所有述及的以及要求保护的方变型。KMG的可移动部分、尤其是探测器或传感器的当前位置的值,可由此在测量工况中修正。
本发明一般涉及对角度偏差或者角度误差的修正,如上文所述的。本发明还特别涉及对垂直度偏差或者垂直度误差的修正。当在下文中单独涉及“垂直度偏差”或“垂直度误差”时,这些如果没有其他说明责始终包括“角度偏差”或“角度误差”的一般情况。
专门地,与地点相关、与温度相关和/或与装载质量相关的垂直度偏差以该方法求取。概念“对垂直度偏差的修正”也简称为“垂直度修正”。
所述修正能直接地或间接地、单独地或与其他值一起实施。在使用一值时,该值例如可直接供计算机修正使用。在间接实施该修正时,一值可考虑例如被用于预计算,尤其用于求取角度偏差之间的差(如后文所述)。角度偏差的值能单独地或补充成其他偏差值(例如KMG的旋转导向偏差和/或平移导向偏差)被用于修正。
概念“求取”一般说明获知过程,特别是获知角度偏差是多大。求取例如可以是可视的读取和/或机器读取。此外,求取过程可能是自动化的,而不需要通过人来检查或通过人来单独获知。求取过程可能是测量过程或者求取过程可能包括一个或多个测量过程,例如具有一个求取系统或一个测量系统。求取过程可能包括一个或多个计算,例如要借助之前求取的参量求取误差,或包括其他数学处理,例如找出角度偏差和影响参量之间的函数关系,或进行内插法计算或外插法计算。计算能以计算装置进行。
尤其是在求取角度偏差时,能够以现有技术中已知的方式实施对角度偏差的测量和/或计算。替代地或附加地,可由关于针对不同部分测量区域、不同温度和/或不同装载质量的角度偏差的信息(该信息尤其可通过所述求取和/或所述计算得到)附加地求取:角度偏差在坐标测量仪的测量区域中、在温度区域中或者在可能的装载质量区域中如何变化。例如可求取一模型,该模型说明与地点相关、温度或者装载质量的角度偏差。
修正优选这样实施:计算机修正求取的偏差,优选由KMG的控制装置修正。计算机修正也称为CAA(英语“ComputerAidedAccuracy”),该修正例如通过在控制系统中执行的数学模型描述。CAA的数据可存储在KMG的控制装置中,例如存储在计算机可读文件中。尤其是,CAA修正能实时地(即在测量过程期间)计算。以该方法求取的角度偏差的值可考虑用于计算机修正。这种计算机修正能够以与已知的对角度偏差或其他导向偏差的计算机修正类似的方式实施,例如用已知的CAA方法。
概念“至少一个值”或“至少一个求取的值”可表示如下意思:其指一个值,或者是X轴和Y轴之间的角度偏差(尤其是垂直度偏差xWy),或者是X轴和Z轴之间的角度偏差(尤其是垂直度偏差xWz),或者是Y轴和Z轴之间的角度偏差(尤其是垂直度偏差yWz)。或者其指前述这些角度偏差中的两个值,或者全部三个值。
下面分别在单个方面详细讨论对与地点相关的角度偏差、与温度相关的角度偏差以及与装载质量相关的角度偏差的修正。
对与地点相关的角度偏差的修正
与地点相关的角度偏差例如表示:在一个部分测量区域中的角度偏差与在另一个部分测量区域中的角度偏差不同。地点尤其是指部分测量区域。然而该方法也可包括如下情况:角度偏差在不同的部分测量区域中是相同的。因而可能的是,针对坐标测量仪的不同部分测量区域求取的与地点相关的角度偏差值有区别或没区别,其中,角度偏差没区别的可能性通过表述“可以不相同”来表达。但是,角度偏差一般在KMG的总测量区域内按照地点变化并且由此按照部分测量区域变化。
该方法也可包括如下情况:角度偏差在部分测量区域中和在总测量区域中是相同的。因而可能的是,针对坐标测量仪的部分测量区域求取的值与针对总测量区域的值不相同或可以不相同,其中,在最后提到的“可能”情况中包括如下可能性:所述角度偏差没区别。但是,在对比总测量区域与部分测量区域时,角度偏差一般是变化的。
在发明说明书中使用的概念“局部角度偏差”相应于在部分测量区域中的角度偏差并且与仅局部、即在部分测量区域中有效的角度偏差同义。
“部分测量区域”是在地点上受限的测量区域,该区域是KMG的整个可供使用的总测量区域的部分。每个部分测量区域小于总测量区域。总测量区域尤其是连续的线性区域(例如沿着KMG的一个行驶轴)、连续的面区域(例如通过KMG的两个行驶轴定义)或连续的体区域(例如通过KMG的三个行驶轴定义)。尤其是,部分测量区域是连续的线性区域(例如沿着KMG的一个行驶轴)、连续的面区域(例如通过该KMG的两个行驶轴定义)或连续的体区域(例如通过该KMG的三个行驶线定义),其中,部分测量区域小于总测量区域。
原则上,以该方法可考虑到不同的部分测量区域中的角度偏差。尤其是,可通过在不同的部分区域中测量和/或通过计算模型描述的方式来求取角度偏差。
该方法可这样实施:当在轴的相关区段中测量时才计算机考虑局部角度偏差。当在涉及的部分测量区域中测量时,包含局部角度偏差的信息的CAA数据组例如可被考虑用于计算机修正。
在该方法中优选使用控制装置,该控制装置设置用于:当在KMG的涉及的测量区域中测量时,自动地考虑该涉及的部分测量区域的角度偏差。该控制装置则优选这样设置:只要不在涉及的、对应的子区域中测量,就自动保持不考虑或者不激活局部角度偏差。在自动考虑时优选对不同测量区域的角度偏差值之间的过渡做平滑处理。如果KMG控制装置例如从一个部分测量区域中的角度偏差值转换到另一个(例如邻接的)部分测量区域中的角度偏差值并且这些值之间的过渡是跳跃式的,则优选对过渡区作平滑处理,例如用附加的针对过渡区域中的角度偏差的网格点,或者借助样条或多项式,由此可避免调节电路的错误控制。
另一构型设置:使用者预设定在一特别区域或者部分测量区域中测量。因此,局部有效的角度偏差在使用者的支配下在修正时被考虑到。
部分测量区域可以是这样的测量区域:它们相互可补充成高级的、更大的测量区域,例如补充成KMG的总测量区域。这些部分测量区域可彼此邻接、部分重叠、或在部分测量区域之间可能存在中断。也可能是,一(较大的)部分测量区域包含另一较小的部分测量区域。在后一种情况中,优选在该较大的部分测量局域中与在被该较大的部分测量区域包围的较小部分测量区域中相比存在不同的、与地点相关的角度偏差。为了求取较大的部分测量区域中的角度偏差,可在该较大的部分测量区域内的多个位置上求取角度偏差并且取平均值,或者可在该较大的部分测量区域的一个部分区域中求取角度偏差,优选在该较大的部分测量区域的中部求取并且作为该较大的部分测量区域的角度偏差的基础。
在线性区域的情况下部分测量区域例如相应于坐标测量仪的一个运动轴的一部分,即一个区段;或者在面区域的情况下相应于坐标测量仪的两个运动轴的部分,即区段;以及在体区域的情况下相应于坐标测量仪的三个或更多个运动轴的部分,即区段。KMG可具有直到n个运动轴并且所有或者部分运动轴(但至少三个)可被用于确定体区域。当KMG的分别可沿着该KMG的运动轴(行驶轴)运动的部分位于该区段中并且在该时间点或在该时间段实施工件的坐标测量时,该工件处于相应的部分测量区域中。(第一)行驶轴的区段中的垂直度偏差关系到与第一轴构成一角度的另一(第二)轴。
尤其通过仅局部地在运动轴的区段中出现的平移导向偏差和/或旋转导向偏差,在这些区段中产生关于其他运动轴的垂直度偏差。这是地点相关性的原因。
如上文提到的,平移误差和旋转误差一般出现在KMG的可动部分沿着运动轴的运动中。在计算机修正平移导向偏差和旋转导向偏差之后(优选实施该修正),确切说在工件的坐标测量之前,还存在小的平移剩余误差和旋转剩余误差,这些误差引起与地点相关的垂直度偏差。
行驶轴相应于移动轴或导向轨道,例如KMG的测量头或传感器或KMG的门架或滑座沿着行驶轴移动或行驶。KMG的行驶轴或者移动轴在笛卡尔坐标系情况下也被称为KMG的X轴,Y轴或Z轴。在一个行驶轴的不同区段中(即当KMG的可沿着该行驶轴运动的部分位于对应的区段中时),角度偏差可能是不同的。关于区段而言的角度偏差是局部角度偏差,该局部角度偏差在该区段内关于另一行驶轴是有效的。在原则上可用该方法考虑不同区段中的不同角度偏差。
在一种实施方式中,将坐标测量仪的运动轴的该区段中的角度偏差与该坐标测量仪的一些部分沿着该运动轴的实际运动相对于该坐标测量仪的这些部分沿着该运动轴的理想运动的旋转导向偏差一起考虑。为此形成用于修正角度偏差和旋转导向偏差的修正函数。该修正函数由所述至少一个部分测量区域中的角度偏差的值和旋转导向偏差的值形成。所述旋转导向偏差的值优选在所述轴线的比所述部分测量区域长的区段上、例如在整个轴线上延伸。这样的修正函数(也称为“修正数据组”)可通过对局部角度偏差与旋转导向偏差求和来形成。
局部角度偏差的影响能通过用于说明旋转运动误差的修正曲线中的局部补偿来说明。为此参考实施例。当角度偏差变化时,用于说明旋转运动误差的修正曲线中的补偿在行驶轴的邻近区段处变化。通过该补偿的阶梯形的变化产生的不连续性可通过常用的方法(例如样条或多项式)做平滑处理。过渡区的连续性对于通过测量机的调节电路进行的处理是优选的。
上述用于修正与地点相关的角度偏差的方法可应用在行驶轴的多个区段上和/或在不同的行驶轴上。优选考虑旋转台上方的部分测量区域中的局部角度偏差,如下文所述。旋转台上方的部分测量区域可以是旋转台上方的测量容积并且通过行驶轴的区段描绘出。
在上文提到的该方法的变型方案a-1)ii)中,针对坐标测量仪的总测量区域求取角度偏差的至少一个值,其中,针对坐标测量仪的部分测量区域的至少一个求取的值与针对该总测量区域的至少一个值不相同或可以不相同。坐标测量仪的总测量区域包围至少一个部分测量区域。即该部分测量区域作为子区域被包含在所述总测量区域中,并且概念“总测量区域”标记与部分测量区域相比更大的测量区域。KMG的总测量区域描述可被KMG触及到以进行坐标测量的整个空间。所述总测量区域在上下文中也称为“整体测量区域”。部分测量区域也称为“局部测量区域”。
在特定实施方式说明用于修正坐标测量仪(KMG)运行时的局部角度偏差的方法,具有如下步骤:
-针对至少一个部分测量区域求取与地点相关的角度偏差的至少一个值,
-求取总测量区域的角度偏差的至少一个值,
-当在坐标测量仪的一个或多个部分测量区域中进行坐标测量时,修正该部分测量区域中的与地点相关的角度偏差,其中,在修正时使用涉及的所述部分测量区域中的角度偏差的所述至少一个值,并且可选
-当在总测量区域内并且在该部分测量区域之外进行坐标测量时,修正总测量区域中的角度偏差,其中,在修正时使用总测量区域中的角度偏差的所述至少一个值。
总测量区域中的角度偏差可通过由多个角度偏差求出的平均值得到,如还要举例说明的那样。因为行驶轴或者说移动轴本身不是精确的直线,所以在这些轴线之间会产生局部的或区段式的不同角度偏差。还可能由于仅局部地在运动轴的区段中出现的平移导向误差而产生区段式地不同的垂直度偏差。为了求取总测量区域中的角度偏差,优选求取整个测量区域内的多个位置上的角度偏差并取平均值;或者求取总测量区域的一个部分区域中的角度偏差,优选在总测量区域的中部求取,并且将其看作为整个测量区域的角度偏差的基础。
针对部分测量区域的局部修正可在引用部分测量区域中的角度偏差和整个测量区域中的角度偏差的情况下以各种不同的方式进行。
在一种变型方案中,在修正部分测量区域中的与地点相关的角度偏差时,求取总测量区域的角度偏差所述至少一个值和部分测量区域的角度偏差的所述至少一个值之间的差,并且在修正角度偏差时使用该差。因此,本发明给出一种方法,其中,当在该方法的步骤b-1)中使用所述部分测量区域中的垂直度偏差的值时,求取上级总测量区域中的垂直度偏差的一个或多个值和所述部分测量区域中的垂直度偏差的一个或多个值之间的差,并且在修正垂直度偏差时引入该差。
总测量区域的角度偏差的所述至少一个值和部分测量区域的角度偏差的所述至少一个值之间的差特定适用于被考察的部分测量区域。该差可被累加给总测量区域的角度偏差的值或从该值减去,尤其当在所述部分测量区域中进行测量时。换句话说,总测量区域的角度偏差的至少一个值用该差补充,尤其当在所述部分测量区域中测量时。
在另一变型方案中,在修正部分测量区域中的角度偏差时,保持不考虑总测量区域的角度偏差的所述至少一个值,并且,在修正该角度偏差时仅使用该部分测量区域中的角度偏差的所述至少一个值。在该变型方案中,尤其当在该部分测量区域中进行测量时,将总测量区域中的角度偏差的所述至少一个值用该部分测量区域中的角度偏差的所述至少一个值替代。然后,在修正该部分测量区域中的角度偏差时就使用该部分测量区域中的角度偏差的值,并且总测量区域中的角度偏差的值保持不被考虑。在该变型方案中,尤其在计算机修正时,将包含总测量区域的角度偏差的值的数据组用包含所述部分测量区域的角度偏差的值的数据组替换。也可能的是,引入具有附加的、针对已考虑角度偏差局部变化的网格点的一个或多个数据组用于局部修正。
在KMG的部分测量区域中,在修正时除了至少一个与地点相关的角度偏差外还可附加地引用至少一个与温度相关的角度偏差和/或至少一个与装载质量(例如工件或安装配件)相关的角度偏差。
可能的是,质量的影响仅在一定的部分测量区域中导致与地点相关的角度偏差,即,角度偏差由于载荷的质量才与地点相关地变化。一个示例是工件的地点定位。在该情况下,角度偏差的值说明由于导入的力和/或导入的力矩(例如倾斜力矩)而引起的与地点相关的变化。本发明由此也涉及对与力矩(尤其是倾斜力矩)相关的角度偏差修正。角度偏差的由力/力矩决定的值可如其他值一样以数据组的形式存放在KMG的控制装置中。
也可能的是,温度的影响仅在一定的部分测量区域中导致与地点相关的角度偏差,即,角度偏差由于温度变化才与地点相关地变化。角度偏差的由温度决定的值可以如其他值一样以数据组的形式存放在KMG的控制装置中。
在另一变型方案中可能的是,一个部分测量区域中的多个不同的角度偏差或多个不同的角度偏差的变化(它们可被包含在不同的数据组中)在修正期间要相加地考虑或者说级联,尤其当在该部分测量区域中进行测量时。由于不同的原因(例如由于温度影响或导入力)决定的角度偏差可被相互分开地记录,例如记录在不同的数据组中,并且在修正时被单独或一起考虑,例如通过在控制装置中使用多个修正数据组。例如一个部分测量区域中的与地点相关的角度偏差的值和该部分测量区域中的与温度相关的角度偏差的值能够被一起考虑。或者,一个部分测量区域中的与地点相关的角度偏差的值和该部分测量区域中的与装载质量相关的值可以为了修正而被一起考虑。
用于确定垂直度偏差的方法是已知的,例如由WO02090879A2以及由汉斯格·普瑞赛的“用坐标测量仪精确测量”,专家出版社,ISBN3-8169-1434-9,尤其是第23页到第28页公开。这种方法不仅可应用于确定部分测量区域中的垂直度偏差,而且可应用于确定总测量区域中的垂直度偏差。
一个或多个部分测量区域中的局部垂直度偏差能够以已知方式求取。用于确定垂直度偏差的一种示例性方法是测量角度样规。另一方法是在一个或多个位置上对沿对角线展开的块规进行换位测量。该方法在公开出版物“用坐标测量仪精确测量”,汉斯格·普瑞赛,专家出版社,ISBN38169-1434-9)中的第23页到第28页说明。还可通过测量环规来确定局部垂直度偏差。
在该方法的一种实施方式中,所提到的部分测量区域是旋转台上方的测量区域。优选,以该方法修正旋转台上方的测量区域中的角度偏差。通过修正KMG的在旋转台上方区域中的角度偏差,可改善径向偏差FR、切向偏差FT和/或该轴向偏差FA。
部分测量区域中、尤其旋转台上方的测量区域中的角度偏差例如可借助多级块规求取,尤其通过对块规的对角线测量,或通过测量角度样规。
此外,角度偏差也可在旋转台上方的区域中用测试对象求取,该测试对象在WO02090879A2和在本发明的实施例中说明。在专利申请WO02090879A2中介绍了一种用于确定垂直度偏差的方法。WO02090879A2尤其参考图4说明了具有两个球体的测试对象,这两个球体以离该旋转台的旋转轴线一间距的方式布置。此外,这些球体这样布置,使得它们在该旋转轴线的方向上同样具有间距并且两个球体之间的连线大致与旋转轴线相交。用于以测试对象确定垂直度偏差的方法在WO02090879A2中说明,尤其在第17页到第22页参考附图6,7,8和10。
旋转台轴线在KMG的坐标系统中的位置也可用如在WO02090879A2中所述的测试对象确定。这种用于确定旋转台轴线位置的方法也在WO02090879A2说明。具有在沿着该旋转轴线的不同高度上的两个测试体(优选球体)的测试对象能在该旋转台上定位,如在WO02090879A2的图4中说明的。为了确定该旋转台轴线的位置,设定测试体的不同旋转位置并且确定测试体的基准点。接着,由基准点确定旋转台轴线的位置。细节参考WO02090879A2。例如,所述旋转轴线大致平行于仪器坐标系的Z轴延伸。在该情况中,在该旋转台的测量区域中的X轴和Z轴之间以及Y轴和Z轴之间的垂直度偏差通过特定的方法补偿。在该实施方式中,求取旋转台轴线在仪器坐标系中的位置,其中,这样求取的旋转轴线位置由于X轴相对于Z轴以及Y轴相对于Z轴的垂直度偏差而与实际的机械旋转轴线不一致。通过用于确定该旋转轴线位置的这种做法,X轴线和Z轴线之间的垂直度偏差(xWz)以及Y轴线和Z轴线之间(yWz)的垂直度偏差已经被补偿。通过补偿X轴和Z轴之间的垂直度偏差(xWz)以及Y轴和Z轴之间的垂直度偏差(yWz)得到径向偏差FR(最大允许值MPEFR)和切向偏差FT(最大允许值MPEFT)的改善。按照该实施方式的方法有利于在该旋转台上测量具有大的Z向尺寸的工件。然而,由于以这种方式确定的旋转台轴线相对于实际机械旋转轴线的倾斜,引起轴向偏差FA(最大允许值MPEFA),并且,以该偏差FA为代价改善了求取的偏差FR和FT。在对工件作形状检查时,通常不关注旋转轴线的轴向偏差(=FA)。在这些前提下,优选优化径向偏差(=FR)。其结果是,通过该实施方式的方法相互查出偏差FR,FT和FA。此外,在按照该方法确定旋转台轴线的位置时,垂直度偏差yWx还没被修正。如果希望,这能够例如通过用相应取向的块规进行对角线测量来补充地进行。
如提到的,用于通过在沿着Z轴线的多个位置上进行测量来确定旋转台轴线位置的方法是已知的。这些方法在WO02090879A2中介绍,WO02090879A2的公开内容被明确引用。在WO02090879A2介绍的一种方法中,使用已经提到过的测试对象,该测试对象包括至少两个测试体,这些测试体具有这样的表面:使得通过以探测球体探触该表面,可在机座坐标系(即仪器坐标系)中确定以关于该测试体的表面固定的或者能再现的方式布置的该测试体的至少一个基准点的坐标。可能的测试体是精确制造的球体或正方体。WO02090879A2尤其参考图4说明了具有作为测试体的两球体的测试对象,该两球体以离该旋转台的旋转轴线一距离的方式布置。此外这些球体这样布置,使得这些球体在该旋转轴线的方向上同样具有间距。也可能的是,使用自主对中的探触体,如三球体组件或圆锥体。如果例如使用一个球体作为测试体,则可通过对球体表面的探触明确地在机座坐标系中确定球体中心点。该方法的细节性说明在WO02090879A2的第5页到第10页(包括第10页)中以及在WO02090879A2的权利要求中说明。该方法在WO02090879A2的附图4到10中以及对应的从第12页到第25页(包括第25页)的附图说明中、尤其在第15到16页和附图5中说明。在WO02090879A2中介绍的另一方法中,圆柱形测试体在旋转台表面上定位并且在不同的旋转位置中和在不同的高度上被测量。该方法在WO02090879A2的第3到第4页以及附图3中说明。
在本发明的一种变型方案中,部分测量区域、尤其是旋转台上方的部分测量区域(角度偏差的所述至少一个值在该部分测量区域中求取)具有与待测量的工件(尤其是在该旋转台上的待测量的工件)相同或类似的尺寸。尤其是,通过测试对象实施对角度偏差的至少一个值的求取,该测试对象适配于所述待测量的工件的大小。尤其是,该测试对象反映或基本反映工件的至少一个长度或穿过工件的至少一个空间对角线。在该方法中,求取关于工件大小的修正值,这导致修正改善。为了求取在这样确定尺寸的测量区域中的角度偏差,可使用例如块规作为测试体,其中,该块规具有长度,该长度撑满或基本撑满、尤其沿对角线撑满需相应于工件的空间。换句话说,为确定角度偏差所使用的该块规优选与穿过工件体积一设想线、尤其是对角线一样长或大致一样长。因此在该块规沿角线定位的情况下,穿过工件体积的工件对角线通过该待测量的块规的长度反映。如果所述部分测量区域是旋转台上的区域,那么块规例如可在该旋转台上沿对角线定位,其中,该块规沿对角线撑满以后要测量的工件。
可适配于待测量的工件的大小另一测试对象是已经提到的并且在WO02090879A2中基本说明的具有两个测试体的测试对象。这些测试体离旋转台的旋转轴线具有优选相同的间距,并且,这些测试体在该旋转轴线的方向上具有间距。离旋转轴线的间距适配于工件的宽度。优选这些间距近似或精确地选择为与待测量的工件的宽度一样。当工件的宽度变化时,到旋转轴线的间距优选适配于最大宽度。旋转轴线方向上的间距适配于工件的高度。优选地,旋转轴线方向上的间距近似或精确地选择为与待测量的工件的宽度一样。
在本发明的一种实施方式中,角度偏差的至少一个值的求取通过测试对象实施,该测试对象适配于待测量的工件的质量和/或位置和/或取向。可用测试对象模拟装载质量,并且,角度偏差在与以后测量工件时的质量条件至少近似或者相同的质量条件下实施。用这样的测试对象可以感测角度偏差的与质量相关的分量。例如可将适配于待测量的工件质量的测试对象定位在一个部分测量区域中,尤其在旋转台上方的部分测量区域中。由此可以确定与地点相关的和与质量相关的角度偏差。测试对象不仅可适配于待测量的工件的质量,也可适配于待测量的工件的大小,如前文所述。适配于待测量的工件的质量的测试对象可具有相应于或基本相应于工件质量分布的质量分布。为了得到希望的质量分布,在该测试对象上可变地装上或能装上附加质量。测试对象的适配可在一个或多个参数方面进行,这些参数从待测量的工件的质量、位置和/或取向中选出。优选地,进行在质量上和/或(位置和方向)上的适配。通过测试对象在质量和位置以及取向上适配于待测量的工件,可以模拟由于质量和方位(位置和取向)而产生的倾斜力矩。
下文中详细说明涉及对与温度相关的垂直度偏差的修正以及对与装载质量相关的垂直度偏差的修正的专门方面。
与温度相关的角度偏差的修正
前述方法的步骤a-2)可以替换步骤a-1)和a-3)或者与步骤a-1)和/或a-3)组合地实施。相应地,前述方法的步骤b-2)可以替换步骤b-1)和b-3)或与步骤b-1)和/或b-3)组合地实施。因此,对与温度相关的角度偏差的修正可能是单独的方法目的,或者可以面临其他的修正。
步骤a-2)中和步骤b-2)中的温度优选是环境温度。优选地,KMG和工件(如果使用)被调温到均匀的温度,例如通过足够长的恒温处理时间。
在步骤a-2)中可包含与温度相关的角度偏差值,该值可用于修正。或者可以包含用于修正与温度相关的角度偏差的信息。用于修正的信息例如可以是温度相关性模型的数据,尤其是角度偏差和温度之间的函数关系。在步骤a-2)中存在多个测量点的情况下,为了找到模型或函数关系,例如可进行平衡计算(Fitting),以便针对测量数据序列来估算模型的未知参数或预定函数的参数。因此,所述函数关系能基于一函数,该函数能通过优化计算最优地适配,例如多项式,但该函数不强制反映实际物理关系。在模型或平衡计算的基础上,可以针对与在a-2)中使用的温度不同的任意其它温度求取角度偏差。
所述修正在步骤b-2)中进行,尤其在测量工况中进行。例如实施如下步骤:
-在测量温度下进行坐标测量,
-当该测量温度与在步骤a-2)中使用的温度不同时,可选地求取在该测量温度下的角度偏差的至少一个值,和
-在使用该测量温度下的角度偏差的所述至少一个值的情况下修正该角度偏差。
优选地,将KMG和使用的工件均匀地恒温处理到测量温度,例如通过足够长的恒温处理时间。
仅当测量温度与在步骤a-2)中使用的温度不同时,求取在该测量温度下的角度偏差的一个或多个值。如果后来的测量温度相当于步骤a-2)中的温度之一,则不设置对角度偏差的重新求取,因为该角度偏差是已知的,并且该步骤仅是可选的。如果在步骤a-2)中的温度与后来的测量温度不同,则可以使用在a-2)中得到的用于修正该与温度相关的角度偏差的信息。如果例如测量温度位于在步骤a-2)所基于的两个温度之间,则可以通过内插补或者上文提到的模型或函数关系来求取在该测量温度时的角度偏差。
与装载质量相关的角度偏差的修正
用该方法可以实现:实施对与装载质量相关的角度偏差的修正。装载质量表示以任意形式装入KMG中的质量,即,KMG装载有该质量。
由质量(例如工件的质量)引起的重力或由质量引起的力矩(例如倾斜力矩)可以是至少一个角度偏差的原因。本发明由此也涉及对与力矩(尤其是倾斜力矩)相关的角度偏差的修正。所述质量可导致KMG的总测量区域上的角度偏差,不按照部分区域或者不同地点而有所区别。
前述方法的步骤a-3)可以替换步骤a-1)和a-2)或者与步骤a-1)和/或a-2)组合地实施。相应地,前述方法的步骤b-3)可以替换步骤b-1)和b-2)或者与步骤b-1)和/或b-2)组合地实施。因此,对与温度相关的角度偏差的修正可能是单独的方法目的,或者可以面临其他的修正。如前面所述,除了与地点相关的角度偏差外还可修正由装载质量引起的角度偏差。
装载质量尤其可以是工件质量或安装配件质量。安装配件质量是由于任意运行需要或出于任意目的而装入KMG中的质量,与待测量的工件的质量不同。安装配件质量例如可以是装入的旋转台的质量、试验体的质量、传感器(尤其是测量头)的质量、探测器系统的质量、测头套筒和测量头或者测量头和探测元件之间的延长部的质量、工件夹具的质量、保持架的质量,例如用于保持用于CAA数据接收的激光镜面的保持架的质量,或者其他安装件的质量。安装配件质量可以是能更换的部分(如传感器或测量头)的质量。KMG例如具有能更换的传感器/探测器,它们可能具有不同的质量。各个质量可以是整个装载质量或装载质量的一部分。能更换的部分的另一示例是临时存在的旋转台。装载质量也可以是测试质量,该测试质量为了确定角度偏差的装载质量相关性而被装入KMG中。
在步骤a-3)中可包含与装载质量相关的角度偏差值,该值可被用于修正。或者可以包含用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息。用于修正的信息例如可以是装载质量相关性模型的数据,尤其是角度偏差和装载质量之间的函数关系。在步骤a-3)中存在多个测量点的情况下,为了找到模型或函数关系,例如可进行平衡计算(Fitting),以便针对测量数据序列来估算模型的未知参数或预定函数的参数。因此,所述函数关系能基于一函数,该函数能通过优化计算最优地适配,但该函数不强制包含实际影响因子。基于模型或函数关系,可以针对任意装载质量求取角度偏差。
在步骤b-3)中进行修正,尤其是在测量工况中进行。优选实施如下步骤:
-在装载有装载质量的情况下进行坐标测量,其中,所述装载质量包括工件的质量或者是工件的质量,
-当所述装载质量与在步骤a-3)中使用的装载质量不同时,可选地求取在该装载质量情况下角度偏差的至少一个值,和
-在使用该装载质量情况下的角度偏差的所述至少一个值的情况下修正该角度偏差。
除了工件外还可能存在一个或多个其他的质量,例如,安装配件质量,该安装配件质量是整个装载质量的一部分。
仅当所述装载质量与在步骤a-3)中使用的装载质量不同时,求取在该装载质量情况下角度偏差的一个或多个值。如果后来的装载质量(包括工件)相当于步骤a-3)中的装载质量之一,则可以取消重新求取角度偏差,该步骤仅是可选的。
如果步骤a-3)中的所有装载质量与后来测量时的装载质量不同,则可以按照在a-3)中得到的信息来求取角度偏差。如果例如测量时的装载质量的值在数值上位于在步骤a-3)中所基于的两个装载质量之间,可通过内插补或者用上文提到的模型或函数关系求取在该装载质量情况下的角度偏差。
下文还说明能普遍地应用在所有的方法变型中的其他方面:
在按照本发明的方法和后续还会说明的按照本发明的KMG中,优选使用计算机程序。该计算机程序也被称为测量软件。在该计算机程序中还可输入影响角度偏差的影响参量,如部分区域、温度和装载质量。
通过对KMG内的测量区域(例如被工件占据的区域)的说明,控制装置识别出KMG的测量头或传感器的运动区域。控制装置可以判定,该测量区域是否处于一部分区域(针对该部分区域已经求取角度偏差的所述至少一个值)内部。根据已知的测量头或传感器的当前位置可以检查:该测量头或传感器是否(还)位于该部分区域中。直到衔接该部分区域的一定容差范围才能承认:测量头或传感器在所述部分区域之外测量。在该容差范围中,角度偏差的所述至少一个值(该至少一个值适用于该部分区域)也还可作为角度偏差的基础。该容差范围可以在KMG控制装置中设定并被控制装置监控。
当离开所述部分区域或所述容差范围并且所述角度偏差的值对该部分区域不再有效时,则可以或者忽略这些,即保留之前的值,这样会随着与该部分区域或容差范围的间距的增大而导致不精确的修正。在另一替换方案中,在离开该部分区域时,能够以角度偏差的另一值作为该修正的基础,例如上级部分区域的值、或总测量区域的值、或邻近的部分区域的值,测量头/传感器此时位于或一直位于该部分区域中。
类似的方法方式也适用于影响因素是温度的情况以及影响因素是装载质量的情况:当温度变化并且在目前的温度下角度偏差值不再有效时,可以或者忽略这些,即保留之前的值,这样会随着与该有效区域的间距的增大而导致更不精确的修正。在另一替代方案中,在离开所述温度并且调节到新温度时,将该新温度下的角度偏差值作为修正的基础。同样的方式类似地适用于装载质量变化的情况。
在角度偏差的值变化时,可能会出现跳跃或不连续性,该跳跃或不连续性能够被进行平滑处理,例如用已知的平滑函数(如样条或多项式),或通过附加的网格点进行。
所述测量软件优选设置用于:当离开部分测量区域或容差范围和/或温度变化和/或装载质量变化时,自动考虑角度偏差的值的变化。关于KMG的运动区域的信息能够存放在计算机中,尤其通过向程序中或者测量软件中的输入。该软件例如能够决定:行驶区域是否处于确定的部分测量区域内。该测量软件能够自动地转换到角度偏差的有效值上,或者能够命令控制装置将角度偏差的该有效值作为修正的基础,当在另一测量区域中测量并且涉及的值对于该测量区域有效和/或在一变化了的温度下测量并且所述值对于该温度有效和/或在变化了装载质量(例如由于变化了工件)的情况下测量并且所述值对于该装载质量有效。其他的值则适用于其他的测量区域、其他的温度或者其他的质量。在所述值自动变化时,可能出现的不连续性能够如上述那样进行平滑处理,或通过附加的网格点支持,以便能够更好地调节测量仪。
针对不同的测量区域、温度或装载质量的不同的角度偏差值优选以数据组的形式或以多个不同的数据组的形式存储,例如在KMG的在下文中还说明的控制装置中或在下文中说明的修正装置中存储,该修正装置能够集成在控制装置中或计算机中。
在本发明的实施方式中给出了一种方法,其中
-针对所述坐标测量仪的至少两个部分测量区域分别至少一个角度偏差值,或者针对所述坐标测量仪的至少一个部分测量区域和该坐标测量仪的总测量区域分别至少一个角度偏差值,和/或
-针对至少两个温度分别至少一个角度偏差值和/或用于修正与温度相关的角度偏差的信息,和/或
-针对至少两个装载质量分别至少一个角度偏差值,和/或用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息
存储在所述坐标测量仪中,并且,在修正时使用、尤其自动使用针对所涉及的部分测量区域或总测量区域和/或针对所涉及的温度和/或针对所涉及的装载质量的所述至少一个值和/或所述信息。
所述至少一个值或所述信息的存储能够在计算机中或KMG的控制装置中进行。如果在任意的后来的时间点上在所述部分测量区域中或总测量区域中、在所述温度下或带有所述装载质量(针对它们存储了值或信息)实施测量,可以动用该值或该信息用于修正。该有效值或该有效信息的以修正角度偏差为目的的使用优选自动化进行。在计算机中可存储关于KMG的运动区域的信息,尤其通过向程序中或者测量软件中的输入。当在新的测量区域中测量和/或在变化的温度下测量和/或在变化的装载质量(例如由于变化的工件)的情况下测量时,在控制装置中能够自动地以角度偏差的有效值作为基础,尤其在测量计算机或测量软件的命令下。
例如能够在KMG的计算机中设置一测量计划,该计划包含一个或多个部分测量区域、温度和/或装载质量,针对它们以及将用于垂直度偏差的值或信息存储在控制装置中。当在涉及的部分测量区域中、在涉及的温度下和/或在涉及的装载质量情况下进行测量时,通过计算机的命令能够激活已经存放在KMG中、尤其在控制装置中的修正数据。在KMG的运行期过程中,能够逐渐存放用于不同的部分测量区域、温度和/或装载质量的值或信息,并且提供这些值或信息用于修正角度偏差。为此设置的KMG控制装置或测量软件也被称为“自学习系统”,意思是,基于已经存储的信息,求取角度偏差的值或信息的必要性随着时间的推移而逐渐下降。因此,KMG优选这样设置,使得能够管理关于不同的部分区域中的、在不同温度下的、和/或在不同装载质量情况下的关于角度偏差的值和信息。
在尤其能与前述实施方式组合的变型中,给出一种方法,其中
-将所述角度偏差的值或用于修正角度偏差的信息与求取所述值或所述信息的时间点对应,
-求取从求取角度偏差的时间点到修正角度偏差的时间点的时间间隔,
-给所述时间间隔配属参考值,其中,所述参考值包含关于所述角度偏差的值的可靠性和/或有效性的信息或关于用于修正角度偏差的信息的可靠性的信息。
时间点尤其理解为日期和/或钟点。如果修正时间点(例如用KMG测量工件的时间点)固定,则可求取从角度偏差的求取时间点到修正时间点的时间间隔。
参考值给出关于在之前的时间点求取的角度偏差的值是否还被视为可靠或有效的信息。例如时间间隔越长有效性可能越低,因为KMG的外部条件或特性可能已经变化,或者,这种变化的概率随着时间间隔的增长而上升。下文中说明用于求取参考值的一些示例。
时间间隔和参考值之间的关系能够由使用者假设,即,参考值能够根据时间间隔的长度被假设。代替地,参考值能够基于测量来求取。例如能够在确定的时间点后进行对角度偏差值的重新求取,并且将该重新求取的值能够与以前求取的值比较,由此求取这些值之间相对的或绝对的偏差。由此能够求取时间段和实际的或可能的偏差之间的关系。所述偏差能够作为参考值使用。该偏差能够作为实际的或可能的偏差描述参考值。或者,将一特征数能配属给该偏差值,该特征数表达该偏差的相对的或绝对的大小和/或类型,并且该特征数能够使用为参考值。偏差值的范围能够被定义,例如相对范围(如0-10%、11-20%、21-30%等),并且给每个范围配属一特征数,该特征数的值说明关于角度偏差值的可靠性的结论。
替代于或附加于参考值,能定义一阈值,该阈值说明:之前求取的角度偏差的值或用于修正角度偏差的信息是否应摒弃并且重新确定。阈值的定义可以取决于对测量精确度的要求。阈值例如可能是描述固定阈的参考值。如果例如该参考值通过当前角度偏差相对于之前的角度偏差的实际的或可能的偏差表示,则可将确定的偏差(例如之前求取的值的10%或更多)定义为阈值。在另一示例中,阈值可以是确定的特征数。在此外的另一示例中,阈值可以是确定的时间间隔。当达到或超过该时间间隔时,摒弃之前求取的角度偏差的值或用于修正角度偏差的信息并且重新确定。
另一方面,本发明还涉及一种坐标测量仪,其用于以任意的实施方式或以所述实施方式的任意组合实施说明书中说明的方法。本发明还涉及用于实施该方法的坐标测量仪的使用。所述坐标测量仪尤其是呈门架结构的KMG。
所述坐标测量仪能够具有已经借助对按照本发明的方法的说明书来说明的所有具体特征的任意组合,例如具有旋转台。
所述坐标测量仪尤其具有求取装置,该求取装置构型为用于求取角度偏差的值。如在其他地点上关于这方面的说明,对角度偏差的求取能够使用在块规或测试对象的情况下进行。块规或测试对象不视为该求取装置的部分。该求取装置可用于通过在块规或测试对象上的测量得到的信息的处理,其中,通过对信息的处理求取角度偏差的值。该求取装置可集成在下文中说明的计算机中和/或者是下文中说明的控制装置的一部分。或者,该求取装置的功能可被计算机和/或控制装置承担。即,计算机和/或控制装置除了实现其他已知的功能外还可以是求取装置。
替代地或附加地,坐标测量仪可具有修正装置,该修正装置构型用于实施对角度偏差以及必要时对一个或多个导向偏差(轴线偏差)进行修正。该修正装置尤其设置用于:实施对坐标测量仪的运动轴/行驶轴之间的实际角度相对于理想角度的角度偏差的修正。该修正装置可集成在下文中说明的计算机中和/或者是下文说明的控制装置的一部分。或者,该修正装置的功能可被计算机和/或控制装置承担。即,计算机和/或控制装置除了实现其他已知的功能外还可以是修正装置。
所述修正装置尤其设置用于:
-当在坐标测量仪的一个部分测量区域中进行坐标测量时,在使用该部分区域中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,和/或
-当在一测量温度下进行坐标测量时,在使用该测量温度下的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,和/或
-当在装载有质量的情况下进行坐标测量时,在使用装载有该质量的情况下的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
优选与KMG的控制装置共同作用或者是该控制装置的一部分。
所述修正装置还更专门设置用于:
-当在所述坐标测量仪的总测量区域中进行坐标测量时,在使用所述总测量区域中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在所述坐标测量仪的部分测量区域中进行坐标测量时,在使用所述部分测量区域中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
和/或
-当在所述坐标测量仪的第一部分测量区域中进行坐标测量时,在使用所述第一部分测量区域中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在所述坐标测量仪的第二部分测量区域中进行坐标测量时,在使用所述第二部分测量区域中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
和/或
-当在第一测量温度进行坐标测量时,在使用所述第一测量温度下的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在第二测量温度下进行坐标测量时,在使用所述第二测量温度下的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
和/或
-当在装载有第一质量的情况下进行坐标测量时,在使用装载有所述第一质量时的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在装载有第二质量的情况下进行坐标测量时,在使用装载有所述第二质量时的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差。
所述坐标测量仪可具有控制装置,该控制装置控制KMG的可动部分沿着运动轴的运动。此外,该运动部实现下述功能(优选与据计算机共同作用):测量过程的编程和控制、数据感测和计算处理。
控制装置优选设置用于实施该方法。尤其是,控制装置可具有求取装置。替代地或附加地,控制装置可具有修正装置、或修正装置的部分、或可全部地或部分地实现修正装置的功能。替代地,控制装置可与修正装置例如通过计算机连接,该计算机包含修正装置(部分的)或全部地或部分地满足修正装置的功能。控制装置的修正装置在所有情况下都可实现:在修正与地点相关的角度偏差的基础上实施运动控制。由此改善运动控制的精确度。此外,该修正优选也使对用于测量工件坐标的传感器和/或探测器的当前位置的确定更精确化,并且由此也使坐标测量更精确化。
尤其是,坐标测量仪具有带有测量软件的计算机(下文概称“计算机”),该测量软件设置用于实施前述方法。所述计算机优选与用于交换信息(例如命令和状态信息)的控制装置连接。所述计算机能够进行对得到的数据的处理。已提到的修正装置可以例如在程序框架内集成在该计算机中,例如作为测量软件的部分。所述计算机的其他可能的功能是:测量程序的自动运行、仪器坐标系的测量点在每个任意的工件坐标系中的转换、测量结果的计算处理和显示。
在一种实施方式中,计算机和控制装置之间的通信这样设置,使得计算机通知控制装置:在一个部分测量区域中进行测量。这在试验计划内可通过激活测量软件界面上的按钮实现。其他可能性是(但不限于):复选框、脚踏开关、指令或书面命令(例如PCM(ParametercodierterMessablauf)指令)、温度传感器、其他传感器,探测测量台的弯曲的应变片,或托盘系统上的机械开关。
测量计划的这些步骤(如沿着KMG轴线的运行路径)以及用于针对一个或多个测量区域、针对总测量区域、针对温度和/或针对装载质量的修正的数据组能输入计算机的测量软件中。这些信息尤其能够以能被机器读取的数据组的形式(如所谓的CAA数据组或CAA格式)被计算机存放并且存储在修正装置中,该修正装置可集成在计算机中或控制装置中。修正数据组优选被存储在控制装置计算机上。
当在一个测量区域中测量时,修正装置能够以被配属给该部分测量区域的数据组实施自动修正;和/或当在总测量区域以及在所述部分测量区域外测量时,修正装置能够以被配属给总测量区域的数据组实施修正;和/或当在一温度下测量时,修正装置能够以被配属给该温度的数据组进行修正;和/或当在一装载质量情况下测量时,修正装置以被配属给该装载质量的数据组进行修正。
在与地点相关的修正期间,转换到用于修正的一个数据组(CAA格式)或在当前测量的地点上接入第二数据组,优选优化可能性。替代地也可能的是,借助一单个的数据组说明和修正局部角度偏差,该数据组包含多个部分测量区域中的角度偏差的信息。多个部分测量区域中的角度偏差的信息例如可被添加到例如一个数据组中。
通过接收多个部分测量区域中的角度偏差的信息,尤其通过加法,可能在数据组中出现不连续性,例如在不同的部分测量区域之间的过渡区域中,尤其在从上级部分测量区域到下级部分测量区域的过渡区中。不连续性不利于KMG控制装置的调节电路,不连续性优选通过已知的数学平滑方法(尤其是已知的平滑函数)作平滑处理。平滑函数的示例是样条或多项式。也可设想两种方法的组合。
坐标测量仪可具有存储器,在该存储器中存储如下信息:
-针对所述坐标测量仪的至少两个部分测量区域的分别至少一个角度偏差值,或针对所述坐标测量仪的至少一个部分测量区域和所述坐标测量仪的总测量区域的分别至少一个角度偏差值,和/或
-针对至少两个温度的分别至少一个角度偏差值,和/或用于修正与温度相关的角度偏差的信息,
-针对至少两个装载质量的分别至少一个角度偏差值,和/或用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息。
这些信息能够用于本发明的方法的框架内的修正。存储器可以是修正装置的、控制装置的或计算机的部分。
此外,一种计算机程序也属于本发明的范围,该计算机程序实施和/或控制本发明的方法的步骤。尤其是,该计算机程序具有程序编码器,该程序编码器可存储在能被计算机读取的数据载体上。
优选地,在所述计算机程序中能输入测量计划,该测量计划包含一个或多个部分测量区域,例如包含一个或多个部分测量区域中的测量和/或运动;和/或该测量计划包含一个或多个测量温度;和/或该测量计划包含一个或多个装载质量。
此外,一种数据载体也属于本发明的范围,在该数据载体上存储数据结构,所述数据结构在载入到计算机或计算机网络的工作存储器和/或主存储器中后实施和/或控制本发明的方法的步骤。
附图说明
下面根据特定实施例来说明本发明。附图示出:
图1YZ平面中的用于确定垂直度偏差的多级块规测量;
图2用于确定图1示出的垂直度偏差的块规的接收位置;
图3旋转台位置原理图,与求取整体垂直度偏差的地点相对比;
图4用于在具有两个检测球体的空间中确定垂直度偏差和/或旋转轴线位置的结构;
图5大/小工件的垂直度偏差的确定的对比;
图6具有通过局部垂直度偏差得出的补偿的修正曲线xRy的图示;
图7修正曲线xRy和局部垂直度偏差的单独的图示;
图8具有算入的整体垂直度偏差的修正曲线xRy的图示;
图9a-b本发明方法的不同变型的流程图;
图10按照本发明的坐标测量仪。
具体实施方式
图1示出KMG的YZ平面中的不同的垂直度偏差。多级块规如在图2中示出的那样定位。多级块规1沿对角线定位在仪器坐标系的YZ平面中。图2右边示出看向YZ平面的视图,图2左边示出平行于YZ平面的视向。在图2中右边示出块规1的对角线布置,其中,以参考标号3、4、5反映同一多级块规内部的三个不同距离。参考标号5示出最长的块规距离,参考标号4示出中等的块规距离,而参考标号3示出已测量的最短的块规距离。在测量距离3、4、5时,如果以图2右边示出的视向为基础,块规沿对角线朝向右上方。通过将块规围绕Z轴线旋转180°,使得它也沿对角线并且以相同的角度但这次从右下向左上地布置在YZ平面中,进行对距离3、4、5的进一步测量。这样测量出的距离用3'、4'和5'标记。图2右边示出的视向上得到距离3和3'、4和4'或者5和5'的交叉形布置。为了测量距离3'、4'和5',将块规分别略微偏移,以便得到相对于距离3、4或者5的交叉形布并且能够在同一轴区段中测量。距离3、4、5、3'、4'、和5'分别被多次测量。结果在图1中示出。图1的图形中的横坐标示出块规的不同长度测量的毫米为单位的测量长度,其中,测量3、3'、4、4'以及5、5'被包含于多级块规的其他距离的其他长度测量中。在纵坐标上示出相对于校准后的相块规长度的长度偏差dL。由对相同长度的多次长度测量计算出长度偏差的算术平均值,其中,块规1每次分别围绕Z轴旋转180°(如图2右边所示)。在此,图1中的曲线6通过算出的平均值延伸并且由此说明了求取的长度测量偏差。图1中的曲线7说明最大允许的长度偏差MPEE,按算式A+L/B计算,其中L是对应的测量长度。求取的长度测量偏差EL(以曲线6标记)必须处于曲线7之内,以满足规范。如下关系式适用于垂直度偏差R:
R=arctan(dL/L)sinWcosW
其中,
R垂直度偏差
dL长度偏差
L块规的测量长度
W块规和KMG轴之间的角度
(参阅书目“用坐标测量仪精确测量”(Genaumessenmit),汉斯格·普瑞赛,专家出版社(expertVerlag);ISBN3-8169-1434-9,第23页到第28页)。
相对于KMG轴线的角度W在这种情况下是块规和Y轴之间的角度,垂直度偏差在图2所示的块规1布置中是偏差yWz,即Z轴相对于Y轴的倾斜。因为该角度W是恒定的,所以垂直度偏差取决于比例dL/L。对于块规长度3和3',比例dL/L相当于直线8的斜率,该直线8在图1中从块规长度3或者3'的起始点画到块规长度3或者3'的终点。相应情况也适用于其他被测的块规长度4、4'以及5、5',对于它们,通过直线9或者10示出斜率dL/L。如由图1可见,针对三个不同的被测块规长度,得到不同的比例dL/L或者说直线8、9和10的不同斜率。因此,根据上述公式针对不同的被测块规长度得到不同的垂直度偏差R。在该示例中,根据关于哪个测量长度求取垂直度而定,得到不同的垂直度偏差。在图1中示出的多级块规测量仅是测量区域中的一个区段。即,垂直度误差可能在其他测量地点有出入,例如还更大。
在验收KMG时这样求取长度偏差,使得KMG的长度剩余误差dL位于要求的容差曲线7之内。一般地,长度偏差在以测量区域的2/3上并且从测量区域的中部出发来确定,如借助图3说明的那样。针对块规的不同长度L则也在测量区域的中间部分区域中确定垂直度偏差,其中,如上文所述,得到不同的商dL/L并从而得到不同的垂直度偏差。然后,不同的垂直度偏差被求平均,这些垂直度偏差的平均值被假定为整体垂直度偏差。即,假定这些垂直度偏差的所述平均值适用于总测量区域。整体垂直度偏差的修正值在控制装置中存放在第一修正文件中。也可设想其他的加权方法。在具有较低精度要求的仪器中(一般也具有更大的精度预给值MPEE),也可以仅对块规的一个长度确定垂直度偏差。该块规一般处于测量区域中部并且仅求一个商dL/L,即仅一个垂直度偏差,不平均。
在图3中,观察者的视线从上面看到KMG的测量台11上或者XY平面上。在测量台11的中间,用虚线围出中部区域12。
测量台11上方的空间构成总测量区域30,在此以俯视图二维示出。总测量区域30在俯视图中由测量台的边界围住。但总测量区域在横截面上也可以略小于测量台的面积,因为需要用于门架运行的空间,该空间不可供测量用,并且因为测量头不能到达测量台上的所有地点。或者,图3可以被认为是仅示出了测量台11的一部分。
如上所述,针对总测量区域30的整体垂直度偏差在中部区域12中求取。这通过多级块规在六个位置的定位进行,其中,在每个位置上测量块规的不同长度区段。为了求取垂直度偏差yWx,将块规放入位置13和13',其中,13'示出相对于13是扭转180°的位置。该长度测量在XY平面进行。为了求取垂直度偏差xWz,将块规放入位置14和14',其中,14'是相对于14扭转180°的位置。位置14和14'示出XZ平面中的对角线,同样13和13'示出XY平面中的对角线。由此位置14和14'形成交叉布置,这在所选的视线方向从上方不能看到。为了求取平均的整体垂直度偏差yWz(Y轴和Z轴之间的偏差),将块规放入位置2和2',其中,2'是相对于2扭转180°的位置。位置2和2'示出YZ平面中的对角线。布置2在图2中示出。在图3选择的视向上,从上方不能看到交叉的对角线布置2,2'。如在图2所示,在每个块规位置上测量多级块规的不同长度。在位置2中是长度3、4和5,在位置2'中是长度3'、4'和5'。由在位置2和2'中对多级块规的不同长度的测量得到不同的垂直度偏差yWz,如上文说明的那样,并且,对这些不同的垂直度偏差求平均值得到总测量区域30中的整体垂直度偏差yWz。类似地,由在位置13和13'中对多级块规的不同长度的测量得到不同的垂直度偏差yWx(X轴和Y轴之间的偏差),由在位置14和14'中对多级块规的不同长度的测量得到不同的垂直度偏差xWz(X轴和Z轴之间的偏差),对它们求平均值得到总测量区域30中的整体垂直度偏差yWx或者xWz。
在图3中还示出KMG的测量区域中的旋转台25,其中,该旋转台位于前面的测量区域中。旋转台上方的区域或者空间15(在此仅二维地示出)构成部分测量区域15。另一个部分测量区域20在左下方示出。该部分测量区域20不是旋转台上方的区域,而是总测量区域30的子区域。在部分测量区域20中例如可将工件在机座上定位。其他的未示出的部分测量区域可以存在或者被定义。
旋转台25的旋转轴线16垂直于测量台11的面。在该旋转台的地点上,直度偏差相对于总测量区域30的在此平均的整体垂直度偏差存在明显差别。垂直度偏差的这些差别在旋转台25上方的部分测量区域15中通过附加的垂直度修正来求取并修正。
测量台上方的部分测量区域15中的垂直度偏差能够通过具有两个球形探触体A、B的装置40求取,该装置在图4中示出。装置40可定位在旋转台上。在此得到旋转台上方的部分测量区域中的垂直度偏差xWy,yWx,xWz,而上面提到的垂直度偏差xWy,yWx,xWz是整体垂直度偏差。两个球体A、B以球体中心点为参考离开旋转台的旋转轴线16一间距R。此外,所述球体A、B这样布置,使得这些球体在该旋转轴线16的方向上关于球体中心点而言具有间距ΔH,并且,两个球体之间的连线大致与旋转轴线16相交。通过在旋转台的不同旋转位置上测量球体A、B的布置,计算得到旋转台地点上的垂直度偏差xWz、yWz、yWx,如在WO02090879A2中尤其在第17到第22页参考其中的附图6、7和8所说明的那样。
在旋转台的地点上确定旋转台25的垂直度偏差。该地点可以变化,直到一定的容差范围,该容差范围例如可通过KMG控制装置预给定并监控。
该部分测量区域20或另一部分测量区域中的垂直度偏差能够借助块规在部分测量区域20中或另一部分测量区域中以不同的取向定位的块规求取,正如上面针对区域12说明的。部分测量区域20或另一部分测量区域中的垂直度偏差也能够替代地用类似图4的装置求取,如果球体A、B围绕轴线16以能旋转的方式支承,该轴线在此情况下不是旋转台轴线。该装置可具有底脚和能围绕旋转轴线16旋转的板,如在WO02090879A2中参考其附图10所述。通过在不同旋转位置上的测量球体A、B的布置计算得到部分测量区域20中的垂直度偏差xWz、yWz、yWx,如在WO02090879A2中尤其在第22到第25页参考其附图6,7和10所述。
针对部分测量区域20的垂直度偏差在部分测量区域20的地点上确定。该地点可以变化,直到一定的容差范围,该容差范围例如可通过KMG控制装置预给定并监控。
如提到的,整体垂直度偏差的修正值,即对于总测量区域30有效的值,在KMG的控制装置中存放在第一修正文件中。
局部垂直度偏差的修正值对于旋转台25上方的部分测量区域15有效,在控制装置中存放在第二修正文件中或者在同一文件中,例如以另一变量的形式,其中,在下文中说明具有第二文件的变型方案。通过第二文件能使修正台上方的部分测量区域15中的垂直度偏差最小化。当在旋转台上方的部分测量区域15中进行测量并且第一文件被去激活时,以来自第二文件的修正数据为基础。优选,仅当用活动的旋转台进行测量时,才激活源自第二文件的修正。在KMG的检验计划中旋转台被激活。即,使用者通过试验计划给出:例如当测量定位在旋转台上的工件时是否在旋转台上方的部分测量区域15中进行测量,或者例如当测量定位在机座上的工件时是否在旋转台旁边进行测量。
类似于针对旋转台上方的部分测量区域的方式,也能够针对部分测量区域20实施该方法。部分测量区域20中的局部垂直度偏差的修正值可存放在修正文件中,该修正文件可以是第二修正文件,或者是第三修正文件,如果例如该第二修正文件已经是用于旋转台25上方的部分测量区域15的修正文件。
在修正计算的另一变型方案(变型方案2)中进行减法。在区域12中针对总测量区域30求取的整体垂直度偏差存放在第一修正文件中。针对部分测量区域15的局部垂直度偏差如上所述求取。然后计算出局部垂直度偏差值与整体垂直度偏差值的差并且存放在第二修正文件中,或者在同一文件中,例如以其他变量,其中,在下文中说明具有第二文件的变型方案。差值在下文中以符号“Δ”标记。因此,能够由整体垂直度偏差和在旋转台25上方的部分测量区域15中求取的局部垂直度偏差求取总测量区域30(在区域12中求取)和部分测量区域15之间的垂直度偏差的变化或者差值并存放在第二文件中。当在旋转台25上方的部分测量区域15中在测量工况中进行测量时,可以除了适用于总测量区域30的整体垂直度偏差外附加激活求取的垂度度偏差差异(第二文件),使得除了第一修正文件外附加激活第二修正文件。垂直度偏差的差通过第二文件的激活来考虑并且被加到整体垂直度偏差上,或者视正负号而定被从整体垂直度偏差中减去。即,当在旋转台25上测量时两个修正文件都激活。
以类似于针对旋转台的方式可以针对部分测量区域20实施所述变型方案2。因而能够由整体垂直度偏差和在部分测量区域20中求取的局部垂直度偏差来求取总测量区域30(在区域12中求取)和部分测量区域20之间的垂直度偏差的变化或者差异并存放在第二文件中,或者在第三文件中,如果在第二文件中已经存放针对旋转台的数据。
使用者能够以事先确定的试验计划来测量工件。如果此时测量头或传感器的位置出现在容差范围之外,控制装置给出错误报告,因为与地点相关的垂直度偏差在该区域中是无效的。然后用根据图4的试验体重新确定与地点相关的垂直度偏差。
当使用一个旋转台时针对上述两种变型方案有:涉及局部垂直度偏差的数据,即例如第二文件的数据,对于具有固定装入的旋转台25的KMG仅需一次性求取。而对于具有能移动的旋转台25的KMG,该修正优选每当旋转台的位置改变时就重新求取。在此建议进行位置检查。
一次性求取的、对于确定的部分测量区域有效的局部垂直度偏差能够被存储,例如在KMG的控制装置中。当以后在该部分测量区域中又放置一旋转台,或者在该部分测量区域中放置一工件,则不需要重新求取垂直度偏差。以前已经求取的垂直度偏差的信息可以利用。如果旋转台在该部分测量区域内部的位置没有被遵守,必要时考虑容差范围,则可以通过测量计算机指示:必须重新求取旋转台地点上的垂直度偏差。借助图4中示出的装置40能够求取旋转台轴线的位置并且在需要时重新求取旋转台地点上的垂直度偏差。
测量计划可在计算机中设置,该测量计划包含一个或多个部分测量区域,针对所述部分测量区域已经在控制装置中存放关于垂直度偏差的数据。当在涉及的部分测量区域中进行测量时,通过计算机的命令能够激活已存放在控制装置中的修正数据。在KMG运行时间进程中,能够逐渐求取整体测量空间中的不同的局部垂直度偏差并存放。数据结构则这样设置,使得这些数据结构能够管理多个局部垂直度偏差。
如果必须重新求取KMG的整体垂直度偏差,例如在更换空气轴承后,则也必须重新求取局部垂直度偏差。
在表1中,在使用上述变型方案2的情况下,根据采用的垂直度偏差的差异显示出对偏差FR、FT和FA的影响(最大允许边界值MPEFR,MPEFT,MPEFA)。如果将垂直度偏差的差通过该方法最小化,则偏差FR、FT和FA改善。在表1中给出垂直度偏差的差的模拟值。前置的符号Δ分别说明涉及的是差。表1适用于具有规定的以角度秒为单位的垂直度偏差以及用单球法确定的旋转轴线的KMG。
表1:总测量区域和部分测量区域之间的垂直度偏差的差对偏差FR,FT,FA的影响
ΔxWz ΔyWx ΔyWz FR FT FA
0.2 0 0 0.4 0.4 0
0 0.2 0 0.2 0.2 0
0 0 0.2 0.4 0.4 0
0.2 0 0.2 0.56 0.56 0
0.2 0.2 0.2 0.58 0.60 0
借助图5描述该方法的进一步优化。用于确定旋转台25上方的部分测量区域15中的垂直度偏差的方式和装置适配于工件的大小。在图5中示出用于对具有工件质量的大的工件17确定垂直度偏差的例子,与具有相对较小的工件质量的小的工件18对比。垂直度偏差的确定通过测试对象进行,该测试对象具有与要在旋转台上测量的工件17或者18相同或相似的尺寸和/或具有与要在旋转台上测量的工件相同或相似的质量。该优化可由使用者在需要时实施。为此使用者可使用按照图4中所示结构具有一个或多个球体对A、B的一个或者多个装置40,其中,可在该装置上安装附加质量。为此在表2中示出建议。
表2:测试球体A、B在3D-α确定装置上的位置
编号 高度差ΔH[mm] 半径R[mm]
1 100 100
2 200 200
3 400 200
4 400 400
5 800 800
尺寸ΔH和R分别适配于工件的大小。代替具有两球体A、B的测试对象40(如图4中所示),也可以使用块规19、20、21、22用于确定在旋转台地点上的垂直度偏差,这些块规具有适应于工件17、18的尺寸的长度。在工件17、18高的情况下,块规19、20、21、22优选沿着穿过工件的空间对角线定向。图5左边的块规19例如可定位在如图2右边所示的位置中,图5左边的块规21也一样(分别在YZ平面中)。块规和工件不同时定位,而是先后相继定位,块规用于确定垂直度偏差,而工件在测量工况中。图示为不同块规的块规19、20可能是同一块规的不同位置。图示为不同块规的块规21、22同样可能是同一块规的不同位置。
下面示出另一示例,在该例中,一局部垂直度误差被修正:
对于该特定示例假设:在图6到8中的横坐标应是KMG的X轴而纵坐标是Z轴。在该示例中,应修正Z轴和X轴之间的垂直度偏差。
概念:
-KMG的Z轴和X轴之间的垂直度误差用xWz标记;
-KMG的X轴的旋转误差通过CAA数据文件说明,该数据文件针对多个X位置包含修正值xRy;
-xRy说明X轴围绕Y轴的旋转,针对多个X位置,在这些位置之间进行例如线性插值。
适用:
X轴和Z轴之间的垂直度误差xWz对于修正值xRy起补偿作用。如果KMG在接收xRy误差时在X轴和Z轴之间具有恒定的垂直度误差xWz,则整个修正曲线针对xRy朝上或下移动。
由此得到:
局部的、在X轴的一区段中有效的垂直度偏差xWz可以通过修正曲线的局部补偿变化来说明。
这可例如发生在单独的文件中。该文件首先包含矩形函数,这些矩形函数分布在X轴的整个长度上。矩形的位置和长度参考X值来给出局部垂直度偏差的有效区域。矩形函数的高度,垂直度变化的大小。在局部修正文件激活的情况下补偿值累加到xRy值上。因为矩形函数的叠加,在修正曲线上产生跳跃,过渡部优选圆滑处理,以避免不连续性并且借助位置调节器改善KMG的位置调节。
得到如下优点:
-可在一个文件中说明多个局部垂直度变化;
-不再需要不同CAA文件之间的转换;
-可在有或没有局部垂直度修正的情况下工作;
-在该实施方式中,局部垂直度修正不累加到整体垂直度修正xWz上。由此,整体有效的垂直度修正保持从局部优化干净地分开;
-取消对区域的监控,错误报告被避免;
-数据处理被简化。
类似地,该方法对其他垂直度误差起作用:
-yWz和yRx
-xWy和xRz
在图6到8中的其他轴线配属情况下,局部垂直度偏差xWy可以通过修正曲线xRz的补偿变化来说明,而局部垂直度偏差yWz通过修正曲线yRx的补偿变化来说明。
按照图6-8再次具体解释上述方法:
在图6中示出沿着行驶轴X的旋转导向误差修正曲线xRy。在竖直边界之间标记的从100mm到200mm的区域应被优化。不考虑对于全部测量区域被认为相同的整体垂直度偏差,使得修正曲线xRy关于整个区域不包含补偿。沿着KMG的行驶轴在从100mm到200mm的区域中的局部垂直度偏差起局部补偿作用,该局部补偿通过虚线示出。该虚线标记更正确的局部垂直度误差轴线走向,但该走向保持不被整体垂直度误差曲线考虑。
通过在一个CAA文件内同时包括和计算偏差xRy和从100mm到200mm区域中的局部垂直度偏差,避免了不同CAA文件之间的互换。
在图7的上边示出旋转导向误差的修正曲线xRy,没有补偿。在图7的下方示出从100mm到200mm的区域中的局部垂直度偏差。下方的曲线仅示出补偿的变化,由此间接示出垂直度变化。因为在局部待修正局部区域之外补偿不变化,所以该补偿在那里是零。但也可能的是,考虑从100mm到200mm范围之外的其它区域中的另外的垂直度偏差。或在其它区域中得到另外的补偿,或者其他的矩形梯级被图示示出,其中,矩形梯级之间的过渡部优选被圆滑处理。通过圆滑处理得到修正曲线沿着KMG的行驶轴的更平滑的过渡,该行驶轴可被KMG的位置调节器更好地处理。但过渡部的圆滑处理不是在所有情况中需要。如果例如仅在旋转台上方进行测时,就不必考虑过渡部。在该情况下,局部垂直度偏差仅在旋转台的区域中考察,而不需要注意从旋转台到其他测量地点的过渡部上的变化(与在沿行驶轴测量时不同)。
通过组合两条曲线(图7上边和下边),得到图6的线连同100mm和200mm之间的补偿。
在图8中示出整体垂直度偏差在修正曲线xRy的影响。整体垂直度误差作为补偿对修正曲线产生影响,如图8所示,不考虑局部垂直度偏差。
在本发明中可能的是,整体垂直度偏差、一个或多个局部垂直度偏差以及其他的导向偏差例如xRy在一条修正曲线中说明。此外还可在图8的曲线上考虑图7下边的局部垂直度偏差,该局部垂直度偏差可能作为从100mm到200mm区域中的补偿。但优选将局部垂直度偏差与整体垂直度偏差分开地考察(如图7所示)。由此,整体有效的修正保持干净地与局部优化分开。这种方法相比于同时考虑整体和局部垂直度偏差的方法是优选的。优点主要在于数据管理/数据处理。
KMG在测量工况中可在有或没有局部垂直度优化的情况下工作。
图9示出对与地点相关的角度偏差的修正,其中,以步骤S1a和S1b示出两个子变型方案,它们能够替换地或叠加地使用。
与地点相关的角度偏差的值的求取在步骤S1a中以如下方式进行:对于坐标测量仪211(见图10)的至少两个部分测量区域15、20(见图3)分别得到至少一个求取的值,所述至少两个部分测量区域仅构成坐标测量仪的总测量区域30(见图3)的一部分,其中,对于坐标测量仪的不同的部分测量区域15、20求取的与地点相关的角度偏差值不相同。该角度偏差尤其是垂直度偏差。总测量区域中或部分测量区域中的垂直度偏差的求取已根据附图1到3解释。
与地点相关的角度偏差的值的求取在步骤S1b中以如下方式进行:对于至少一个部分测量区域15(见图3)得到一个求取的值,对于坐标测量仪211的总测量区域30(见图3)求取至少一个角度偏差值,其中,所述至少一个求取的、用于坐标测量仪的部分测量区域15的值与所述至少一个用于总测量区域30的值不相同。在总测量区域中或部分测量区域中的垂直度偏差的求取已根据附图1到3解释。
然后,在使用来自步骤S1a和/或步骤S1b的信息的情况下,在步骤S2中对坐标测量仪211的一个部分测量区域15中或多个部分测量区域15、20中的与地点相关的角度偏差进行修正,对于所述区域已得到与地点相关的角度偏差的至少一个求取的值。该修正可用在一般性说明部分中提到并在图10中示出的修正装置221进行。该修正可尤其在测量工况中在测量工件时进行,例如在测量旋转台25上的工件时(见图3),其中,部分测量区域15是旋转台25上的测量区域。
图9b示出对与温度相关的角度偏差的修正。在至少两个不同的温度下求取与温度相关的角度偏差的值在步骤S1中以如下方式进行:在一个温度区域中得到与温度相关的角度偏差的求取的值和/或在一个温度区域中得到用于修正与温度相关的角度偏差的信息。垂直度偏差的求取已根据图1到3解释,其中,在这些方法变型中设定不同的环境温度。然后,在使用来自步骤S1的信息的情况下,在步骤S2中进行对与温度相关的角度偏差的修正。该修正可用在一般性说明部分中提到并在图10中示出的修正装置221进行。该修正可尤其在测量区域中在测量工件时进行。
替代与温度相关的角度偏差的修正,图9b也示出对与装载质量相关的角度偏差的修正。在坐标测量仪装载有至少两个不同的装载质量时与装载质量相关的角度偏差的值的求取在图9b的步骤S1中以如下方式进行:在一个装载质量区域中得到与装载质量相关的角度偏差的求取的值和/或在一个温度区域中得到用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息。垂直度偏差的求取已根据图1到3解释,其中,在该方法变型中例如在KMG的机座或旋转台上施加不同的装载质量。旋转台25(图3)例如装载有分别具有不同工件质量的不同工件17、18(见图5)并且分别求取垂直度偏差。在使用来自步骤S1的求取的值和/或得到的信息的情况下,在步骤S2中进行对与装载质量相关的角度偏差的修正。同样,该修正可用在一般性说明部分中提到并在图10中示出的修正装置221进行。该修正可尤其在测量区域中在测量工件时进行。
在图10中示出的门架结构式的坐标测量仪(KMG)211具有测量台201,在该测量台上以可在笛卡尔坐标系的Y方向上运动的方式布置有立柱202、203。测量台201相应于图3中的测量台11,在那以俯视图示出。立柱202、203与横梁204一起构成KMG211的门架204。横梁204在它的对置的端部上与立柱202或者203连接。未详细示出的电马达引起立柱202,203在Y方向上沿着Y运动轴性运动。在此例如两个立柱202,203中的每个都配属有一个电马达。横梁204与横滑座207组合,该横滑座通过空气支承可沿着横梁204在笛卡尔坐标系的X方向上运动。横滑座207相对于横梁204的当前位置可借助刻度206确定。横梁204在X方向上(即沿着X运动轴)的运动通过另一电马达驱动。在竖直方向上可动的测头套筒208支承在横滑座207上,该测头套筒在它的下端部通过装配装置210和旋转装置205与坐标测量装置209连接。坐标测量装置209具有折曲的测量头215,具有探测球体121的探测针111以能取下的方式布置在该测量头上。坐标测量装置209可以被另一电马达驱动而相对于横滑座207在笛卡尔坐标系的Z方向上沿着Z运动轴运动。探测头209可通过KMG的电马达在横梁204的下方区域中运动到几乎任意位置。旋转装置205还可使探测头215围绕Z轴旋转,使得探测针111可在不同的方向定向。
还示出控制装置220,该控制装置控制KMG的可动部分沿着运动轴运动。坐标测量仪211还具有修正装置221,该修正装置构造用于实施对角度偏差以及必要时对平移导向偏差和/或旋转导向偏差进行修正。修正装置221是测量计算机222的一部分,或者测量计算机222承担修正装置的任务。测量计算机222与控制装置222为了交换信息(例如命令和状态报告)而连接。计算机222或控制装置220可具有未详细示出的存储器,在所述存储器中
-针对坐标测量仪的至少两个部分测量区域分别存储有至少一个角度偏差值,或者针对坐标测量仪的至少一个部分测量区域和坐标测量仪的总测量区域分别存储有至少一个角度偏差值,和/或
-针对至少两个温度分别存储有至少一个角度偏差值和/或存储有用于修正与温度相关的角度偏差的信息,和/或
-针对至少两个装载质量分别存储有至少一个角度偏差值和/或存储有用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息。
该修正装置221为了修正而访问所述存储器。
本发明一般性地且不局限于前述特定示例地公开了下面的主题,其中,为了解释也参考一般性说明书部分:
1.用于修正坐标测量仪(211)的运动轴(X,Y,Z)之间实际角度与理想角度的至少一个角度偏差的方法,其中,该角度偏差与地点相关和/或与温度相关和/或与装载质量相关,该方法包括如下步骤:
a-1)以如下方式求取与地点相关的角度偏差的值
i)针对该坐标测量仪的至少两个部分测量区域(15,20)分别得到至少一个求取的值,所述至少两个部分测量区域仅构成该坐标测量仪的总测量区域(30)的一部分,其中,针对该坐标测量仪的不同的部分测量区域求取的与地点相关的角度偏差的值不相同或能够不相同,和/或
ii)针对该坐标测量仪的至少一个部分测量区域(15)得到至少一个求取的值并且针对该坐标测量仪的总测量区域(30)得到所述角度偏差的至少一个值,其中,针对该坐标测量仪的部分测量区域的所述至少一个求取的值与针对总测量区域的所述至少一个值不相同或能够不相同,和
b-1)在使用所述至少一个求取的值的情况下,修正该坐标测量仪的一个或多个部分测量区域(15,20)中的与地点相关的角度偏差,针对所述部分测量区域已得到与地点相关的角度偏差的至少一个求取的值,
和/或如下步骤:
a-2)在至少两个不同的温度下以如下方式求取与温度相关的角度偏差的值:在一个温度区域中得到与温度相关的角度偏差的求取的值和/或在一个温度区域中得到用于修正与温度相关的角度偏差的信息,
b-2)在使用来自步骤a-2)的所述求取的值和/或所述得到的信息之一的情况下,修正所述与温度相关的角度偏差,
和/或如下步骤:
a-3)在该坐标测量仪装载有一个装载质量或至少两个不同的装载质量(17,18)的情况下,以如下方式求取与装载质量相关的角度偏差的一个或多个值:在一个装载质量区域中得到与装载质量相关的角度偏差的一个值或与装载质量相关的角度偏差的求取的多个值和/或在一个装载质量区域中得到用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息,和
b-3)在使用来自步骤a-3)的求取的值和/或得到的信息之一的情况下,修正与装载质量相关的角度偏差。
2.如编号1所述的方法,其中,所述部分测量区域(15,20)中的至少一个是连续的线性区域、连续的面区域或连续的体区域。
3.如编号1或2所述的方法,其中,附加地修正所述KMG的至少一个行驶轴的平移导向偏差。
4.如前述编号之一所述的方法,其中,附加地修正所述KMG的至少一个行驶轴的旋转导向偏差。
5.如编号4所述的方法,其中,形成用于修正角度偏差和旋转导向偏差的修正函数,并且,为了形成所述修正函数而使用所述至少一个部分测量区域中的角度偏差值和所述旋转导向偏差的值。
6.如前述编号之一所述的方法,其中,所述与地点相关的角度偏差通过装载质量决定,所述装载质量仅在一个部分测量区域中导致与地点相关的角度偏差,其中,该装载质量引起力或力矩。
7.如编号1到3之一或6所述的方法,其中,将一个部分测量区域中的角度偏差与该坐标测量仪的部分沿一运动轴的实际运动相对于该坐标测量仪的所述部分沿该运动轴的理想运动的旋转导向偏差一起考虑,其方式是,形成用于修正角度偏差和轴偏差的修正函数,并且,为了形成所述修正函数而使用所述至少一个部分测量区域中的所述角度偏差的值和所述旋转导向偏差的值。
8.如前述编号之一所述的方法,其中,在修正所述至少一个部分测量区域中的与地点相关的角度偏差时,求取总测量区域(30)的角度偏差的所述至少一个值和所述部分测量区域(15)的角度偏差的所述至少一个值之间的差,并且在修正角度偏差时使用该差。
9.如编号1到7之一所述的方法,其中,在修正与地点相关的角度偏差时,保持不考虑所述总测量区域(30)的角度偏差的所述至少一个值,并且,在修正角度偏差时使用所述至少一个部分测量区域(15)中的角度偏差的所述至少一个值。
10.如前述编号之一所述的方法,其中,步骤a-1)i)中的所述部分测量区域(15)之一或步骤a-1)ii)中的所述部分测量区域是旋转台(25)上方的测量区域。
11.如编号10所述的方法,其中,所述旋转台(25)装载有工件质量(17,18),实施对与地点相关的角度偏差的修正以及对与装载质量相关的角度偏差的修正。
12.如前述编号之一该方法,其中,被求取角度偏差的所述至少一个值的所述部分测量区域(15)具有与待测量的工件(17,18)相同或类似的尺寸。
13.如前述编号之一所述的方法,其中,以测试对象(19,20,21,22;40)实施求取角度偏差的所述至少一个值,该测试对象适配于所述待测量的工件(17,18)的大小。
14.如前述编号之一所述的方法,其中,以测试对象实施求取角度偏差的所述至少一个值,所述测试对象适配于所述待测量的工件(17,18)的质量和/或位置和/或取向。
15.如前述编号之一所述的方法,其中
-针对所述坐标测量仪(211)的至少两个部分测量区域(15,20)分别至少一个角度偏差值,或者针对所述坐标测量仪的至少一个部分测量区域(15)和该坐标测量仪的总测量区域(30)分别至少一个角度偏差值,和/或
-针对至少两个温度分别至少一个角度偏差值和/或用于修正与温度相关的角度偏差的信息,和/或
-针对至少两个装载质量(17,18)分别至少一个角度偏差值,和/或用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息
存储在所述坐标测量仪中,并且,在修正时使用、尤其自动使用针对所涉及的部分测量区域或总测量区域和/或针对所涉及的温度和/或针对所涉及的装载质量的所述至少一个值和/或所述信息。
16.如前述编号之一所述的方法,其中
-将所述角度偏差的值或用于修正角度偏差的信息与求取所述值或所述信息的时间点对应,
-求取从求取角度偏差的时间点到修正角度偏差的时间点的时间间隔,
-给所述时间间隔配属参考值,其中,所述参考值包含关于所述角度偏差的值的可靠性和/或有效性的信息或关于用于修正角度偏差的信息的可靠性的信息。
17.坐标测量仪(211),该坐标测量仪设置用于实施如前述编号1到16之一所述的方法。
18.如编号17所述的坐标测量仪(211),具有修正装置(221),所述修正装置构造用于实施对角度偏差的修正。
19.如编号17或18所述的坐标测量仪,其中,所述修正装置(221)构造用于:
-当在所述坐标测量仪的总测量区域(30)中进行坐标测量时,在使用所述总测量区域(30)中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在所述坐标测量仪的部分测量区域(15,20)中进行坐标测量时,在使用所述部分测量区域(15,20)中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
和/或
-当在所述坐标测量仪的第一部分测量区域(15)中进行坐标测量时,在使用所述第一部分测量区域(15)中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在所述坐标测量仪的第二部分测量区域(20)中进行坐标测量时,在使用所述第二部分测量区域(20)中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
和/或
-当在第一温度进行坐标测量时,在使用所述第一温度下的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在第二温度下进行坐标测量时,在使用所述第二温度下的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
和/或
-当在装载有第一质量的情况下进行坐标测量时,在使用装载有所述第一质量时的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在装载有第二质量的情况下进行坐标测量时,在使用装载有所述第二质量时的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差。
20.如编号17到19之一所述的坐标测量仪(211),具有存储器,在所述存储器中存储如下信息:
-针对所述坐标测量仪(211)的至少两个部分测量区域(15,20)分别至少一个角度偏差值,或针对所述坐标测量仪的至少一个部分测量区域(15)和所述坐标测量仪的总测量区域(30)分别至少一个角度偏差值,和/或
-针对至少两个温度分别至少一个角度偏差值,和/或用于修正与温度相关的角度偏差的信息,
-针对至少两个装载质量(17,18)分别至少一个角度偏差值,和/或用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息。

Claims (15)

1.用于修正坐标测量仪(211)的运动轴(X,Y,Z)之间的实际角度相对于理想角度的至少一个角度偏差的方法,其中,所述角度偏差与地点相关和/或与温度相关和/或与装载质量相关,该方法包括如下步骤:
a-1)以如下方式求取与地点相关的角度偏差的值
i)针对该坐标测量仪的至少两个部分测量区域(15,20)分别求取至少一个值,所述至少两个部分测量区域仅构成该坐标测量仪的总测量区域(30)的一部分,其中,针对该坐标测量仪的不同的部分测量区域求取的与地点相关的角度偏差的值不相同或能够不相同,和/或
ii)针对该坐标测量仪的至少一个部分测量区域(15)求取至少一个值并且针对该坐标测量仪的总测量区域(30)求取所述角度偏差的至少一个值,其中,针对该坐标测量仪的部分测量区域的所述至少一个求取的值与针对总测量区域的所述至少一个值不相同或能够不相同,和
b-1)在使用所述至少一个求取的值的情况下,修正该坐标测量仪的一个或多个部分测量区域(15,20)中的与地点相关的角度偏差,针对所述部分测量区域求取与地点相关的角度偏差的至少一个值,
和/或如下步骤:
a-2)在至少两个不同的温度下以如下方式求取与温度相关的角度偏差的值:在一个温度区域中求取与温度相关的角度偏差的值和/或在一个温度区域中得到用于修正与温度相关的角度偏差的信息,
b-2)在使用来自步骤a-2)的所述求取的值和/或所述得到的信息之一的情况下,修正所述与温度相关的角度偏差,
和/或如下步骤:
a-3)在该坐标测量仪装载有一个装载质量或至少两个不同的装载质量(17,18)的情况下,以如下方式求取与装载质量相关的角度偏差的一个或多个值:在一个装载质量区域中求取与装载质量相关的角度偏差的一个值或与装载质量相关的角度偏差的多个值和/或在一个装载质量区域中得到用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息,和
b-3)在使用来自步骤a-3)的求取的值和/或得到的信息之一的情况下,修正与装载质量相关的角度偏差。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述部分测量区域(15,20)中的至少一个是连续的线性区域、连续的面区域或连续的体区域。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中,将一个部分测量区域中的角度偏差与该坐标测量仪的部分沿一运动轴的实际运动相对于该坐标测量仪的所述部分沿该运动轴的理想运动的旋转导向偏差一起考虑,其方式是,形成用于修正角度偏差和轴偏差的修正函数,并且,为了形成所述修正函数而使用所述至少一个部分测量区域中的所述角度偏差的值和所述旋转导向偏差的值。
4.如前述权利要求之一所述的方法,其中,在修正所述至少一个部分测量区域中的与地点相关的角度偏差时,求取总测量区域(30)的角度偏差的所述至少一个值和所述部分测量区域(15)的角度偏差的所述至少一个值之间的差,并且在修正角度偏差时使用该差。
5.如权利要求1至3之一所述的方法,其中,在修正与地点相关的角度偏差时,保持不考虑所述总测量区域(30)的角度偏差的所述至少一个值,并且,在修正角度偏差时使用所述至少一个部分测量区域(15)中的角度偏差的所述至少一个值。
6.如前述权利要求之一所述的方法,其中,步骤a-1)i)中的所述部分测量区域(15)之一或步骤a-1)ii)中的所述部分测量区域是旋转台(25)上方的测量区域。
7.如权利要求6所述的方法,其中,所述旋转台(25)装载有工件质量(17,18),实施对与地点相关的角度偏差的修正以及对与装载质量相关的角度偏差的修正。
8.如前述权利要求之一所述的方法,其中,被求取角度偏差的所述至少一个值的所述部分测量区域(15)具有与待测量的工件(17,18)相同或类似的尺寸。
9.如前述权利要求之一所述的方法,其中,以测试对象(19,20,21,22;40)实施求取角度偏差的所述至少一个值,该测试对象适配于所述待测量的工件(17,18)的大小。
10.如前述权利要求之一所述的方法,其中,以测试对象实施求取角度偏差的所述至少一个值,所述测试对象适配于所述待测量的工件(17,18)的质量和/或位置和/或取向。
11.如前述权利要求之一所述的方法,其中
-针对所述坐标测量仪(211)的至少两个部分测量区域(15,20)分别至少一个角度偏差值,或者针对所述坐标测量仪的至少一个部分测量区域(15)和该坐标测量仪的总测量区域(30)分别至少一个角度偏差值,和/或
-针对至少两个温度分别至少一个角度偏差值和/或用于修正与温度相关的角度偏差的信息,和/或
-针对至少两个装载质量(17,18)分别至少一个角度偏差值,和/或用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息
存储在所述坐标测量仪中,并且,在修正时使用、尤其自动使用针对所涉及的部分测量区域或总测量区域和/或针对所涉及的温度和/或针对所涉及的装载质量的所述至少一个值和/或所述信息。
12.如前述权利要求之一所述的方法,其中
-将所述角度偏差的值或用于修正角度偏差的信息与求取所述值或所述信息的时间点对应,
-求取从求取角度偏差的时间点到修正角度偏差的时间点的时间间隔,
-给所述时间间隔配属参考值,其中,所述参考值包含关于所述角度偏差的值的可靠性和/或有效性的信息或关于用于修正角度偏差的信息的可靠性的信息。
13.坐标测量仪(211),该坐标测量仪设置用于实施如权利要求1至12之一所述的方法,尤其具有修正装置(221),所述修正装置构造用于实施对角度偏差的修正。
14.如权利要求13所述的坐标测量仪,其中,所述修正装置(221)构造用于:
-当在所述坐标测量仪的总测量区域(30)中进行坐标测量时,在使用所述总测量区域(30)中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在所述坐标测量仪的部分测量区域(15,20)中进行坐标测量时,在使用所述部分测量区域(15,20)中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
和/或
-当在所述坐标测量仪的第一部分测量区域(15)中进行坐标测量时,在使用所述第一部分测量区域(15)中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在所述坐标测量仪的第二部分测量区域(20)中进行坐标测量时,在使用所述第二部分测量区域(20)中的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
和/或
-当在第一测量温度进行坐标测量时,在使用所述第一测量温度下的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在第二测量温度下进行坐标测量时,在使用所述第二测量温度下的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,
和/或
-当在装载有第一质量(17)的情况下进行坐标测量时,在使用装载有所述第一质量(17)时的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差,并且当在装载有第二质量(18)的情况下进行坐标测量时,在使用装载有所述第二质量(18)时的角度偏差的至少一个值的情况下修正角度偏差。
15.如权利要求13至14之一所述的坐标测量仪(211),具有存储器,在所述存储器中存储如下信息:
-针对所述坐标测量仪(211)的至少两个部分测量区域(15,20)的分别至少一个角度偏差值,或针对所述坐标测量仪的至少一个部分测量区域(15)和所述坐标测量仪的总测量区域(30)分别至少一个角度偏差值,和/或
-针对至少两个温度的分别至少一个角度偏差值,和/或用于修正与温度相关的角度偏差的信息,
-针对至少两个装载质量(17,18)的分别至少一个角度偏差值,和/或用于修正与装载质量相关的角度偏差的信息。
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