DD218667B1 - KEY SYSTEM FOR A COORDINATE MEASURING MACHINE - Google Patents
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Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung ist anwendbar für eine Koordinationsmeßmaschine, die vorzugsweise zur Vermessung ebener Schnitte gekrümmter Flächen in karthesischen Koordinaten dient, insbesondere für eine Koordinatenmeßmaschine zur Vermessung nichtsphärischer rotationssymmetrischer Flächen, wie sie z. B. für optische Anwendungen benötigt werden.The invention is applicable to a Koordinationsmeßmaschine, which preferably serves for measuring planar sections of curved surfaces in Cartesian coordinates, in particular for a coordinate measuring machine for measuring non-spherical rotationally symmetric surfaces, as z. B. for optical applications are needed.
Bekannt sind Koordinatenmeßvorrichtungen, bei denen die Genauigkeit der Meßergebnisse entscheidend mitbestimmt wird durch die Führungselemente, welche die Meßbewegungen realisieren.Coordinate measuring devices are known in which the accuracy of the measurement results is decisively determined by the guide elements which realize the measuring movements.
(DE-PS 1 295199, G 01 b, 5/00; DE-OS 1 548313, G 01 b, 5/00; US-PS 3802086, G 01 b, 5/20; GB-PS 1 452280, G 01 B, 5/00).(DE-PS 1 295 199, G 01 b, 5/00, DE-OS 1 548313, G 01 b, 5/00, US-PS 3802086, G 01 b, 5/20, GB-PS 1 452280, G 01 B, 5/00).
Nachteilig ist dabei, daß die Führungsfehler der Führungselemente einerseits die Meßgenauigkeit direkt bestimmen, zum anderen aber auch bei Nichteinhaltung des Komparatorprinzips nach Abbe Fehler 1. Ordnung verursacht werden. Durch günstige Anordnung der Führungslemente und Maßverkörperungen relativ zum Meßobjekt lassen sich ihre Auswirkungen auf die Meßgenauigkeit verringern. Jedoch läßt sich damit eine Grenze der erreichbaren Genauigkeit nicht unterschreiten, die durch die Qualität der Führungselemente bestimmt wird.The disadvantage here is that the guide errors of the guide elements on the one hand directly determine the accuracy, but on the other hand also be caused by non-compliance of the Komparatorprinzips after Abbe error 1st order. By favorable arrangement of Führungslemente and material measures relative to the DUT, their effects on the measurement accuracy can be reduced. However, this can not be below a limit of the achievable accuracy, which is determined by the quality of the guide elements.
Zur weiteren Erhöhung der Genauigkeit werden Kompensationssysteme für systematische Führungsbahnfehler eingesetzt. Es ist ein Kompensationssystem bekannt, bei dem ein Korrekturlineal, dessen Richtung zur Ablauf richtung des Meßwagens parallel oder unter geringem Winkel einstellbar angeordnet ist und das, von einem Tastbolzen angetastet, entsprechend der Neigung des Korrekturlineals im optischen Strahlengang des Meßsystems über Spiegelverkippung einen gewissen Kompensationseffekt erzieltTo further increase accuracy, compensation systems for systematic guideway error are used. It is a compensation system is known in which a correction ruler whose direction to the direction of the measuring carriage is arranged adjustable or at a low angle and which, touched by a feeler, according to the inclination of the correction ruler in the optical path of the measuring system over Spiegelverkippung achieved a certain compensation effect
(Jenaer Rundschau 1978/6, S. 294-297).(Jenaer Rundschau 1978/6, pp. 294-297).
Nachteilig bei diesem Kompensationssystem ist, daß nur mit dem Meßweg linear anwachsende Abweichungen der Führungselemente kompensiert werden können.A disadvantage of this compensation system is that only with the measuring path linearly increasing deviations of the guide elements can be compensated.
Nichtlineare Abweichungen der Führungselemente können durch ein weiteres bekanntes Kompensationssystem korrigiert werden (DD-PS 98366, G 01 b, 19/90).Non-linear deviations of the guide elements can be corrected by another known compensation system (DD-PS 98366, G 01 b, 19/90).
Hierbei wird ein mechanisches Korrekturlineal, dessen Profilabweichungen den Maschinenfehlern proportional sind, durch bewegliche Rollen- oder Hebelsysteme angetastet, deren mechanische Bewegungen korrigierend in die optischen Meßsysteme eingreifen.Here, a mechanical correction ruler whose profile deviations are proportional to the machine errors, touched by moving roller or lever systems whose mechanical movements intervene corrective in the optical measuring systems.
Nachteilig bei dieser Korrektur ist, daß die Genauigkeitsgrenze durch die schwierige Korrekturlinealherstellung, durch Rollbewegung zwischen Lineal und Tastglied und durch Führungsfehler der Hebelsysteme bestimmt wird.A disadvantage of this correction is that the accuracy limit is determined by the difficult correction ruler production, by rolling movement between the ruler and the feeler member and by guiding errors of the lever systems.
Es ist auch ein anderes Prinzip des Ausgleichs der Fehler der Führungselemente bekannt (DE-OS 2649641, G 01 B, 5/00). Hier werden die Meßbewegungen entlang von Laserstrahlen geführt, die mit optischen Regeltastern angetastet werden und damit Korrekturwerte liefern.It is also another principle of the compensation of the error of the guide elements known (DE-OS 2649641, G 01 B, 5/00). Here, the measuring movements are guided along laser beams, which are touched with optical control buttons and thus provide correction values.
Nachteilig bei diesem Prinzip ist, daß einerseits die erreichte Genauigkeit durch einen Regelvorgang begrenzt wird, vermittels dessen ein Antastglied ständig am Laserstrahl entlang geführt werden muß, und andererseits nur Korrekturwerte gewonnen werden, die beim weiteren Meßvorgang berücksichtigt werden müssen, zum Beispiel durch Nachsteuerung einer Maßstabsableseeinrichtung.A disadvantage of this principle is that on the one hand the achieved accuracy is limited by a control process, by means of which a probing member must be constantly guided along the laser beam, and on the other hand only correction values are obtained, which must be taken into account in the further measurement process, for example by Nachsteuerung a scale reading device ,
Es ist ferner ein Führungssystem für ein Zweikoordinatenmeßsystem bekannt (Jenaer Rundschau 1979/2 S. 84—88), bei dem der Genauigkeitseinfluß eines Kreuzschlittens auf die Positioniergenauigkeit weitgehend ausgeschaltet ist durch Festlegung der Führung mittels optischer Antastung von Strichplatten, die gleichzeitig als Meßsysteme dienen.It is also a guide system for a two-coordinate measuring known (Jenaer Rundschau 1979/2 pp. 84-88), in which the accuracy influence of a cross slide on the positioning accuracy is largely eliminated by fixing the guide by means of optical probing of reticles, which also serve as measuring systems.
Dieses Prinzip hat die Nachteile, daß die Strichplatten zweidimensional die Ausdehnung des gesamten Meßweges haben müssen, daß hohe Anforderungen an ihre Genauigkeit und Anordnung gestellt sind. Verbleibende systematische Fehler müssen mit Rechnersystemen kompensiert werden.This principle has the disadvantages that the reticles must have two-dimensional expansion of the entire measuring path that high demands are placed on their accuracy and arrangement. Remaining systematic errors must be compensated with computer systems.
Bei einer anderen bekannten Zweikoordinatenmeßanordnung sind Lineale vorhanden, die bei Schlittenverschiebungen angetastet werden, wobei die gewonnenen Meßwerte zur Korrektur verwendet werden.In another known two-coordinate measuring device, there are rulers which are touched during carriage displacements, the measured values obtained being used for correction.
(Preprint UCRL-82450 Lawrence Livermore Laboratory, March 15,1979 for submitted to „Precision Engeneering" „Design of a new error-corrected coordinate-measuring machine", Bryan, Carter, USA).(Preprint UCRL-82450 Lawrence Livermore Laboratory, March 15,1979 for submitted to "Precision Engineering" "Design of a new error-corrected coordinate-measuring machine", Bryan, Carter, USA).
Nachteilig ist dabei, daß die Kompensation der Führungsfehler durch Lageänderung des Prüflings relativ zu den Meßsystemen erfolgt.The disadvantage here is that the compensation of the guide error takes place by changing the position of the test object relative to the measuring systems.
Zusammenfassend stellen sich folgende Nachteile bei den bekannten Koordinatenmeßvorrichtungen heraus:In summary, the following disadvantages are found in the known coordinate measuring devices:
— Führungselementefehler können entweder nicht erfaßt werden, oder sie werden erfaßt durch Korrekturgrößen, die entweder zur Lageänderung des Prüflings relativ zu den Meßsystemen oder zur nachfolgenden rechnerischen Kompensation verwendet werden.- Guiding element errors can either not be detected, or they are detected by correction quantities which are used either for the position change of the test object relative to the measuring systems or for the subsequent computational compensation.
— In Verbindung mit einem inkrementalen Wegmeßsystem können auftretende Fehler sich auf alle nachfolgenden Meßwerte fortpflanzen, insbesondere bei einer Vielzahl von Meßwerten.- In connection with an incremental measuring system, errors that occur can propagate to all subsequent measured values, in particular with a large number of measured values.
Ziel der Erfindung ist es, bei Vermeidung der genannten Nachteile bei einer Koordinatenmeßmaschine insbesondere eine Erhöhung der Meßgenauigkeit bei kurzen Meßzeiten zu erreichen.The aim of the invention is in particular to achieve an increase in the accuracy of measurement with short measuring times while avoiding the disadvantages mentioned in a coordinate measuring machine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch zweckmäßige Ausbildung und Funktionsweise des Tastsystems sowie des Bezugssystems für eine Koordinatenmeßmaschine Meßfehler weitgehend auszuschalten.The invention has for its object to largely eliminate measuring errors by appropriate training and operation of the probe system and the reference system for a coordinate.
Die Aufgabe wird gelost durch ein Tastsystem für eine Koordinatenmeßmaschine, welche einen den Prüfling aufnehmenden Translationsschlitten zur Positionierung des Prüflings auf vorgewählte Werte der einen Koordinate relativ zum Tastsystem aufweist, das erfindungsgemäß in nachstehend beschriebener Weise ausgebildet ist.The object is achieved by a probe system for a coordinate measuring machine which has a test slide receiving translation slide for positioning the test object to preselected values of the one coordinate relative to the touch probe, which is formed according to the invention in the manner described below.
Das Tastsystem umfaßt eine doppelseitig wirkende Antastgruppe zur Messung der zugehörigen Werte der anderen Koordinate, die in einer Führungsgruppe geführt ist, sowie ein mit der Antastgruppe funktionell verknüpftes, dem Translationsschlitten und damit dem Prüfling fest zugeordnetes Bezugselement, wobei die mit einem Wegmeßsystem gekoppelte Antastgruppe zwei in festem unveränderlichem Abstand zueinander angeordnete Antastglieder aufweist zur wechselseitigen Antastung des Bezugselementes und des Prüflings.The probe system comprises a double-acting probing group for measuring the associated values of the other coordinate, which is guided in a leadership group, as well as a functionally associated with the probing, the translation slide and thus the specimen permanently assigned reference element, which coupled to a measuring system probing two in fixed immutable distance to each other arranged sensing members for mutual probing of the reference element and the DUT.
Die Führungsgruppe dient dem Transport der Antastgruppe vom Prüfling zum Bezugselement.The guiding group serves to transport the probing group from the test object to the reference element.
Als Bezugselement kann sowohl eine materiell ausgebildete Bezugsfläche, die dem Prüfling zugekehrt ist, als auch eine optisch dargestellte Gerade dienen.As a reference element can serve both a material-shaped reference surface, which is facing the test object, as well as a visually illustrated straight line.
Im Falle einer ebenen Bezugsfläche ist diese weitgehend parallel zur Bewegungsrichtung des Translationsschlittens und rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Antastgruppe angeordnet.In the case of a flat reference surface, this is arranged substantially parallel to the direction of movement of the translation slide and at right angles to the direction of movement of the probing group.
Bei einer zu vermessenden rotationssymmetrischen Fläche steht die Rotationsachse des Prüflings auf der Bezugsfläche weitgehend rechtwinklig.In the case of a rotationally symmetrical surface to be measured, the axis of rotation of the test object on the reference surface is largely rectangular.
Anstelle einer ebenen Bezugsfläche kann, sofern es für die Gewinnung der Meßwerte zweckmäßig ist, auch ein Bezugselement mit einer sphärischen oder zylindrischen Bezugsfläche verwendet werden.Instead of a plane reference surface, if it is expedient for obtaining the measured values, a reference element with a spherical or cylindrical reference surface can also be used.
Im Falle einer sphärischen Bezugsfläche liegt bei rotationssymmetrischen Prüflingen der Krümmungsmittelpunkt der Bezugsfläche auf der Rotationsachse des Prüflings. Im Falle einer zylindrischen Bezugsfläche wird diese so angeordnet, daß ihre Zylinderachse rechtwinklig auf der Ebene des Schnittes steht, der durch die Achse der Antastgruppe und durch die Bewegungsrichtung des Translationsschlittens bestimmt wird. Der Prüfling wird zu der zylindrischen Bezugsfläche so angeordnet, daß im Falle einer bisymmetrischen Prüflingsfläche deren Spiegelebene mit der Zylinderachse zusammenfällt. Bei der Bestimmung der Koordinatenmeßwerte wird die bekannte Krümmung der sphärischen oder zylindrischen Bezugsfläche berücksichtigt.In the case of a spherical reference surface, the center of curvature of the reference surface lies on the axis of rotation of the test object in the case of rotationally symmetrical test specimens. In the case of a cylindrical reference surface, this is arranged so that its cylinder axis is perpendicular to the plane of the section, which is determined by the axis of the probing group and by the direction of movement of the translation slide. The test piece is arranged to the cylindrical reference surface so that in the case of a bisymmetrical Prüflingsfläche their mirror plane coincides with the cylinder axis. When determining the coordinate measurements, the known curvature of the spherical or cylindrical reference surface is taken into account.
Anstelle einer Bezugsfläche als materiell ausgebildetes Bezugselement kann auch ein optisches Bezugselement benutzt werden,Instead of a reference surface as a materially designed reference element, an optical reference element can also be used,
z. B. eine durch einen Laserstrahl dargestellte Gerade. Diese Gerade ist in fester unveränderlicher Lage zum Prüfling und parallel zu dessen Translationsrichtung angeordnet. Dabei enthält die Antastgruppe des Tastsystems an ihrem einen Ende ein optischesz. B. a straight line represented by a laser beam. This straight line is arranged in fixed immovable position to the test specimen and parallel to its translation direction. The probing group of the probe system contains at its one end an optical
(z. B. lichtelektrisches) Antastglied, das bei definierter Lage zu dem Laserstrahl ein Signal liefert. Mit diesem Signal erfolgt die Registrierung des momentanen Meßwertstandes des mit der Antastgruppe gekoppelten Wegmeßsystems.(For example, photoelectric) sensing element that provides a signal to the laser beam in a defined position. With this signal, the registration of the current measured value of the coupled with the probe group measuring system takes place.
Dabei befindet sich das optische Antastglied in einem festen Abstand zu dem anderen Antastglied, das der Prüflingsantastung dient.In this case, the optical probing member is at a fixed distance to the other probing member, which serves the Prüflingsantastung.
Die erfindungsgemäße Einführung einer Bezugsfläche oder einer optisch dargestellten Geraden als Bezugselement hat gegenüber bekannten Lösungen an Koordinatenmeßvorrichtungen den Vorteil, daß die Meßwerte nicht auf die Führungsbahn eines Schlittens bezogen werden, sondern auf ein Bezugselement mit geometrisch definierter Form. Fehler der Führungsbahn oder der Lagerung des bewegten Teiles wirken sich daher nicht direkt auf das Meßergebnis aus. Die Fehler des Bezugselementes können hinreichend klein gehalten werden. Eine Kompensation der zufälligen und systematischen Führungsfehler ist nicht erforderlich.The introduction according to the invention of a reference surface or of an optically illustrated straight line as a reference element has the advantage over known solutions of coordinate measuring devices that the measured values are not related to the guide track of a carriage but to a reference element with geometrically defined shape. Errors of the guideway or the storage of the moving part therefore have no direct effect on the measurement result. The errors of the reference element can be kept sufficiently small. A compensation of random and systematic leadership errors is not required.
Durch die Möglichkeit, anstelle der ebenen Bezugsfläche eine sphärische oder zylindrische Bezugsfläche einzusetzen, wird eine optimale Anpassung an den Prüfling erreicht, so daß die Meßwege klein gehalten werden können.The ability to use a spherical or cylindrical reference surface instead of the flat reference surface, an optimal adaptation to the device under test is achieved, so that the measuring paths can be kept small.
Weiterhin bietet die Einführung eines erfindungsgemäßen Bezugselementes den Vorteil, daß bei Anwendung eines inkrementalen Wegmeßsystems in jeder Prüflingsposition bei Antastung von Prüfling bzw. Bezugsfläche das Wegmeßsystem neu genullt werden kann, so daß für jeden Koordinatenpunkt die Differenz zwischen Bezugsfläche und Prüfling unabhängig von vorausgehenden Meßpunkten gemessen wird.Furthermore, the introduction of a reference element according to the invention has the advantage that when using an incremental position measuring system in each test object position on probing reference surface or the Wegmeßsystem can be recalculated so that the difference between the reference surface and DUT is measured independently of previous measurement points for each coordinate point ,
Eine Fehlerfortpflanzung wird dadurch vermieden.An error propagation is thereby avoided.
Die Antastung von Prüfling und Bezugselement erfolgt in der jeweiligen Prüflingsposition durch das vorgenannte doppelseitig wirkende Anstastsystem, bestehend aus Antastgruppe und Führungsgruppe.The probing of the test object and the reference element takes place in the respective test object position by means of the abovementioned double-sided actuation system, consisting of probing group and guide group.
Die Antastgruppe ist erfindungsgemäß mit der Führungsgruppe über eine elastische Aufhängung verbunden, die so ausgebildet ist, daß sie nur in der Antastrichtung eine geringe Relativbewegung zwischen beiden Gruppen erlaubt. Diese elastische Aufhängung ermöglicht es, daß bei mechanischer Berührung von Prüfling oder Bezugsfläche durch die Antastgruppe die Führungsgruppe bis zu ihrer Stillsetzung noch einen geringen Weg zurücklegen kann. Die elastische Verbindung der Tastgruppe mit der Führungsgruppe wird dazu benutzt, über die Relativlage von Antast- zu Führungsgruppe, die infolge der elastischen Aufhängung ein Maß für die Meßkraft ist, bei jeweils definierter Meßkraft — d.h. definierter Relativlage von Antastgruppe zu Führungsgruppe — vermittels Gebern ein Signal für die Registrierung des Meßwertstandes einerseits und für die gleichzeitige Stillsetzung und anschließende Bewegungsumkehr der Führungsgruppe andererseits zu liefern.The probing group according to the invention is connected to the guide group via an elastic suspension, which is designed so that it allows only in the Antastrichtung a small relative movement between the two groups. This elastic suspension makes it possible that with mechanical contact of the test specimen or reference surface by the probing group, the guide group can still cover a small way to their shutdown. The elastic connection of the feeler group with the guide group is used, on the relative position of probing to guide group, which is a measure of the measuring force due to the elastic suspension, each defined measuring force -. defined relative position of probing group to leading group - by means of donors to provide a signal for the registration of the measured value on the one hand and for the simultaneous stopping and subsequent reversal of movement of the leadership group on the other.
Der Antrieb der Führungsgruppe erfolgt über einen oder mehrere pneumatische Arbeitszylinder, die luftgeschmiert ausgebildet sind, damit Stick-Slip-Freiheit durch die quasi reibungsfreie Bewegung zwischen Kolben und Zylinder eine genaue Positionierung ermöglicht. Die oder der Arbeitszylinder sind parallel zur Führungseinrichtung angeordnet. Sie werden einseitig beaufschlagt bei vertikaler Anordnung der Bewegungsrichtung, und zwar entgegen der Schwerkraftrichtung, und doppelt beaufschlagt bei horizontaler Anordnung. Bei vertikaler Anordnung ist durch die oder den Arbeitszylinder die Arbeit für dieThe drive of the guide group via one or more pneumatic cylinder, which are designed to be lubricated, so that stick-slip-freedom allows accurate positioning through the quasi-frictionless movement between the piston and cylinder. The or the working cylinder are arranged parallel to the guide device. They are biased on one side with vertical arrangement of the direction of movement, in the opposite direction of gravity, and applied twice in a horizontal arrangement. When vertically arranged by the or the working cylinder for the work
Beschleunigung einmal abzüglich (Abwartsbewegung), einmal zuzüglich (Aufwartsbewegung) der Schwerkraft auf die Fuhrungs- und Antastgruppe zu leisten Bei horizontaler Anordnung leisten die oder der Arbeitszylinder die Beschleunigungsarbelt in der jeweiligen Richtung zu gleichen BetragenAcceleration once minus (downwards movement), once plus (upward movement) of gravity to the guiding and arrestering group When placed horizontally, the working cylinder (s) make the acceleration bar in the respective direction equal in magnitude
Zur Verkürzung der Meßzeiten und zur Erhöhung der Meßgenauigkeit bewegt sich die Antastgruppe mit einer Eilgeschwindigkeit Mit einem Vorsignalgeber wird ein Signal ausgelost, das durch Veränderung der dem Arbeitszylinder zugefuhrten Luftmenge eine solche negative Beschleunigung erwirkt, daß die Antastgruppe zum Zeitpunkt der Berührung mit dem Prüfling bzw mit der Bezugsflache eine solche Schieichgeschwindigkeit hat, wie sie fur den Antast- und Meßprozeß notwendig ist Der Vorsignalgeber hat einen dazu notwendigen zeitlichen Abstand zum Meßsignal Zur Vermeidung von Meßfehlern 1 Ordnung infolge von Kippverlagerungen der Fuhrungsgruppe sind sowohl das mit dem Tastsystem gekoppelte Wegmeßsystem als auch die Wirklinie des das Bezugselement antastenden Tastgliedes fluchtend angeordnet zu der Bewegungsbahn des der Pruflingsantastung dienenden Tastgliedes Das entspricht einer zweimaligen Einhaltung des Abbeschen Komparationsprinzips Dem Nachteil der bei nacheinander folgender Reihenanordnung notwendigen großen Baulange wird dadurch begegnet, daß das bei der Antastung der Bezugsflache wirkende Antastglied gabelförmig ausgebildet ist und die Bezugsflache an zwei symmetrisch zur Bewegungsbahn des der Pruflingsantastung dienenden Tastgliedes gelegenen Punkten antastet und daß die Bezugsflache einen spaltformigen Durchbruch fur einen Durchgang des Wegmeßsystems enthalt Damit überdecken sich die so entstandene Wirklinie des Bezugsflachenarttastgliedes und das WegmeßsystemTo shorten the measuring times and to increase the accuracy of the probing moves at a rapid speed With a pre-signal generator, a signal is triggered by changing the supplied to the working cylinder air quantity such a negative acceleration that the probing at the time of contact with the DUT or The pre-signal generator has a necessary time interval to the measurement signal To avoid measurement errors 1 order due to Kippverlagerungen the Fuhrungsgruppe are both coupled to the touch probe Wegmeßsystem as well as the line of action of the reference element probing feeler member arranged in alignment with the path of movement of the Pruflingsantastung serving Tastgliedes This corresponds to a two-time compliance with the Abbeschen Komparationsprinzips The disadvantage of successively following row nanordnung necessary large Baulange is met by the fact that the sensing element acting on the touch of the reference surface is fork-shaped and the reference surface of two points symmetrically to the trajectory of the Pruflingsantastung serving Tastgliedes points and that the reference surface contains a gap-shaped breakthrough for a passage of Wegmeßsystems Thus overlap the resulting line of action of the reference surface type probe and the position measuring system
Der Vorteil des erfindungsgemaßen Antastsystems besteht dann, daß die Meßsignale in einer bestimmten relativen Lage zwischen Antast- und Fuhrungsgruppe durch Geber ausgelost werden Der relativen Lage ist eine bestimmte Meßkraft zugeordnet, die unabhängig von der Antastgeschwindigkeit und anderen Einflußgroßen, zum Beispiel der Masse der Fuhrungsgruppe, ist Außerdem ermöglicht die erfmdungsgemaße Losung kurze Meßzeiten und hohe Temperaturkonstanz durch Vermeidung innerer WärmequellenThe advantage of the inventive probing system is that the measuring signals in a certain relative position between probing and Fuhrungsgruppe be triggered by donors The relative position is associated with a certain measuring force, regardless of the touch speed and other factors, such as the mass of Fuhrungsgruppe, In addition, the erfmdungsgemaße solution allows short measurement times and high temperature stability by avoiding internal heat sources
Das erfmdungsgemaße Tastsystem fur eine Koordinatenmeßmaschine hat folgende Funktion Zunächst wird der Prüfling mit der Aufnahme in seiner Lage zum Koordinatensystem der Meßmaschine justiert Zur Meßwertgewinnung wird der Prüfling in einem automatischen Arbeitsgang auf einen Sollwert mit dem Translationsschlitten positioniert Anschließend erfolgt mittels des erfindungsgemaßen Tastsystems die Messung des Abstandes zwischen dem angetasteten Pruflingspunkt und dem Bezugselement in einem Zyklus, in dem folgende Schritte nacheinander ablaufenThe probe system according to the invention for a coordinate measuring machine has the following function. First, the test object is adjusted with the holder in its position to the coordinate system of the measuring machine. To obtain the measured value, the test object is positioned in an automatic operation to a desired value with the translatory slide. The measuring of the distance then takes place by means of the probe system according to the invention between the probed probe point and the reference element in a cycle in which the following steps occur in sequence
— Bewegung des Tastschlittens (Fuhrungsgruppe mit Antastgruppe) in Richtung Prüfling mit Eil- und Schieichgeschwindigkeit,- Movement of the probe carriage (guide group with probing group) in the direction of the specimen with rapid and sliding speed,
— Nullung des Wegmeßsystems beim Antasten des Prüflings, ausgelost durch Signalgabe vom Geber im Antastsystem,- Zeroing of the measuring system when probing the DUT, triggered by signaling from the encoder in the probing system,
— entgegengesetzte Bewegung des Tastschlittens bis zur Signalgabe bei Antastung des Bezugselementes,- opposite movement of the Tastschlittens until the signal when touching the reference element,
— Registrierung des Meßwertes vom Meßwertgeber, beispielsweise mit einem Drucker,Registration of the measured value from the transmitter, for example with a printer,
— erneute Bewegungsumkehr des Tastschlittens in eine Ruhestellung, in der das Bezugssignal nicht mehr vom Taster berührt wird- Another movement reversal of Tastschlittens to a rest position in which the reference signal is no longer touched by the button
Anschließend kann automatisch eine erneute Positionierung des Translationsschlittens der Koordinatenmeßmaschine erfolgen und der nächste Meßzyklus vollzogen werdenSubsequently, a repositioning of the translation slide of the coordinate measuring machine can be carried out automatically and the next measuring cycle can be completed
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel naher erläutert werden In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below on an exemplary embodiment in the accompanying drawings
Fig 1 die perspektivische Darstellung einer Koordinatenmeßmaschine mit erfindungsgemaßem Tastsystem, Fig 2 die schematische Darstellung des Tastsystems nach Fig 1 in Vorderansicht, Fig 3 die schematische Darstellung des Tastsystems nach Fig 2 in Seitenansicht1 is a front view of the probe system of FIG. 1, FIG. 3 is a schematic side view of the probe system of FIG. 2
Der Grundkorper 1 einer Koordinatenmeßmaschine tragt auf Führungsschienen 2 den Translationsschlitten 3 mit dem Prüfling 6 und der Bezugsflache 11 Der Translationsschlitten 3 dient der Positionierung des Prüflings in x-Richtung Weiterhin ist auf dem Grundkorper 1 an einer bruckenartigen Konstruktion, im wesentlichen bestehend aus Stutzen 9 und Brücke 10, das doppelseitig wirkende Tastsystem 12 als z-Meßsystem angeordnet Dieses dient der Antastung des Prüflings 6 einerseits und der Bezugsflache 11 andererseits in Richtung derz-KoordmateThe Grundkorper 1 a Koordinatenmeßmaschine carries on guide rails 2, the translation slide 3 with the test piece 6 and the reference surface 11 of the translation slide 3 is used to position the specimen in the x direction Furthermore, on the base body 1 on a bridge-like construction, consisting essentially of nozzle 9 and Bridge 10, the double-sided probe 12 arranged as a z-measuring system This is the probing of the specimen 6 on the one hand and the reference surface 11 on the other hand in the direction of the z-Koordmate
Das die Bezugsflache 11 antastene Antastglied 15 ist als Tastgabel ausgebildet und tastet die Bezugsflache 11, hier als spaltformig durchbrochenes Bezugselement ausgebildet, an zwei symmetrisch zur Bewegungsbahnmitte gelegenen Punkten an InFig 1 ist der vordere Teil des Antastgliedes 15 erkennbarThe reference surface 11 probing contact member 15 is formed as a feeler fork and the reference surface 11, here formed as a gap-shaped perforated reference element, at two symmetrical to the track center points on InFig 1, the front part of the contact member 15 can be seen
Der Prüfling 6 ist in einer Aufnahmevorrichtung 7 befestigt, die die Pruflingsbewegung zur Ge.samtmeßvornchtung ermöglicht, und zwar mit einem Schlitten 5 als Translation in y-Richtung und mit einer Kippvorrichtung 4 um die y-Achse Fig 2 und 3 zeigen das doppelseitig wirkende Tastsystem 12 in zwei Ansichten Dieses Tastsystem 12 besteht aus dem vierseitig luftgelagerten Tastschlitten 13, der Fuhrungsgruppe, die durch zwei Arbeitszylinder 19 mit luftgeschmiertem Kolben 20 in vertikaler Richtung bewegt wird Innerhalb dieses Schlittens ist die Antastgruppe 16 an zwei Blattfedern 23 aufgehängt Sie wird bei Berührung des Prüflings 6 nach oben, bei Berührung der Bezugsflache 11 nach unten ausgelenkt Die induktiven Geber 24 markieren zwei Relativstellungen der Antastgruppe 16 gegenüber dem Tastschlitten 13, die einer bestimmten Meßkraft, verursacht durch das Blattfedergelenk, entsprechen Sie liefern die Signale fur die Registrierung der Meßwerte am Laserwegmeßsystem 17 bei Antastung von Prüfling 6 und Bezugsflache 11 An der Antastgruppe 16 befindet sich auch der Reflektor 21 fur das Laserwegmeßsystem 17 Der Vorsignalgeber 22 an der Antastgruppe 16 dient der Umschaltung von Eil-auf Schieichgeschwindigkeit mittels Druckluftsteuerung fur die pneumatischen Arbeitszylinder 19 bei der PruflingsantastungThe specimen 6 is mounted in a receiving device 7, which allows the Pruflingsbewegung for Ge.samtmeßvornchtung, with a carriage 5 as translation in the y-direction and with a tilting device 4 about the y-axis Fig. 2 and 3 show the double-acting probe system 12 in two views This probe system 12 consists of the four-sided air-bearing Tastschlitten 13, the Fuhrungsgruppe, which is moved by two working cylinder 19 with air-lubricated piston 20 in the vertical direction Within this carriage the probing group 16 is suspended on two leaf springs 23 It is when the test specimen The inductive sensors 24 mark two relative positions of the probing group 16 relative to the scanning carriage 13, which correspond to a specific measuring force caused by the leaf spring joint. They provide the signals for registering the measured values at the laser path measuring system 17 at touch of Prüfling 6 and reference surface 11 At the probing 16 is also the reflector 21 for the Laserwegmeßsystem 17 The Vorsignalgeber 22 on the contact group 16 is used to switch from rapid to sliding speed by means of compressed air control for the pneumatic cylinder 19 at the Pruflingsantastung
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| DE10303659B4 (en) * | 2003-01-23 | 2005-07-28 | Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung mbH | Optical measuring method for determining ideal shape deviations of technically polished surfaces and precision measuring machine for carrying out the measuring method |
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1982
- 1982-01-28 DD DD23703782A patent/DD218667B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10303659B4 (en) * | 2003-01-23 | 2005-07-28 | Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung mbH | Optical measuring method for determining ideal shape deviations of technically polished surfaces and precision measuring machine for carrying out the measuring method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD218667A1 (en) | 1985-02-13 |
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