DD244939A1 - RELATIVE POSITIONING METHOD AND DEVICE BETWEEN WORKPIECE, TOOLS AND MEASURING EQUIPMENT - Google Patents
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- DD244939A1 DD244939A1 DD28512285A DD28512285A DD244939A1 DD 244939 A1 DD244939 A1 DD 244939A1 DD 28512285 A DD28512285 A DD 28512285A DD 28512285 A DD28512285 A DD 28512285A DD 244939 A1 DD244939 A1 DD 244939A1
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Abstract
Die Erfindung eignet sich zum Einsatz auf den Gebieten der Mikro- bzw. der Praezisionsbearbeitung. Es sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zu realisieren, wobei nur ein Positioniersystem mit hoechstens einem Antrieb pro Koordinate zur Anwendung gelangt, die Anzahl der Bewegungsbaugruppen und Justierstellen ein Minimum darstellen, das Positionierprinzip ein Maximum an Genauigkeit und Wegaufloesung zulaesst und die Zahl der Messsonden kleiner als die Zahl der Messflaechen auf dem Werkstueck sein kann. Das erfindungsgemaesse Verfahren realisiert Relativpositioniervorgaenge zwischen Werkstueck und Messsonden sowie zwischen Werkstueck und Messsonden einerseits und dem Werkzeug andererseits. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung (Fig. 1) verwendet ein Zweikoordinatenpositioniersystem mit einer beweglichen Ebene (2). Haltevorrichtungen (4) auf der Ebene (2) sowie am Gestell (1) haltern in geeigneter Weise die Messsondenaufnahme (5). Die Vorrichtung gestattet Relativpositioniervorgaenge zwischen Werkstueck (9) und Messsonden (6) sowie zwischen Werkstueck (9) und Messsonden (6) einerseits und dem Werkzeug (11) andererseits. Die Erfindung eignet sich zum Einsatz bei der Herstellung von aktiven und passiven Bauelementen sowie Schaltkreisen in der Elektronikindustrie. Fig. 1The invention is suitable for use in the fields of micro or precision machining. It is a method and an apparatus to implement, wherein only one positioning system with at most one drive per coordinate used, the number of motion assemblies and adjustment points represent a minimum, the positioning principle allows maximum accuracy and Wegaufloesung and the number of probes smaller than the number of measuring surfaces on the workpiece can be. The method according to the invention realizes relative positioning processes between workpiece and measuring probes as well as between work piece and measuring probes on the one hand and the tool on the other hand. The device according to the invention (Fig. 1) uses a two-coordinate positioning system with a movable plane (2). Holding devices (4) on the level (2) and on the frame (1) suitably support the measuring probe receptacle (5). The device allows Relativpositioniervorgaenge between workpiece (9) and probes (6) and between workpiece (9) and probes (6) on the one hand and the tool (11) on the other. The invention is suitable for use in the manufacture of active and passive components as well as circuits in the electronics industry. Fig. 1
Description
Die Erfindung eignet sich zum Einsatz auf den Gebieten der Mikro-beziehungsweise Präzisionsbearbeitung, insbesondere in der Elektronikindustrie bei der Hersteilung von aktiven und passiven Bauelementen und Schaltkreisen.The invention is suitable for use in the fields of micro or precision machining, in particular in the electronics industry in the manufacture of active and passive components and circuits.
Durch die WO-PS 8401 437 ist eine als „probe disk" bezeichnete Meßsondenaufnahme und ein Mechanismus zum Aufsetzen der Kontaktspitzen bekannt geworden. Diese Lösung ist dadurch nachteilbehaftet, daß nur durch ein Werkzeug Veränderungen am Werkstück während der Messungen durchgeführt werden können, wenn eine zusätzliche Relativpositioniereinheit verwendetWO-PS 8401 437 has disclosed a probe receptacle referred to as a "probe disk" and a mechanism for setting the contact tips, which is disadvantageous in that changes to the workpiece during the measurements can only be made by one tool, if an additional one Relative positioning used
wird. ' .becomes. '.
Relativbewegungen der Meßsondenaufnahme bezüglich des Werkstückes in der Werkstückebene sind nicht möglich, weil diese Positioniereinheit nur in senkrechter Richtung zum Werkstück wirkt. Damit ist die Anzahl der antastbaren Meßflächen auf dem Werkstück begrenzt.Relative movements of the Meßsondenaufnahme with respect to the workpiece in the workpiece plane are not possible because this positioning acts only in the vertical direction to the workpiece. This limits the number of probable measuring surfaces on the workpiece.
Durch die DD-PS 200956 ist weiterhin ein Zweikoordinatenantrieb vorgestellt worden. Dieser Antrieb gestattet prinzipiell entweder eine Relativpositionierung der Meßsonden relativ zu Meßflächen eines Werkstückes oder eine Relativpositionierung eines Werkzeuges zum Werkstück.By DD-PS 200956 a two-coordinate drive has been further presented. This drive allows in principle either a relative positioning of the probes relative to measuring surfaces of a workpiece or a relative positioning of a tool to the workpiece.
Sollen beide Aufgaben kombiniert gelöst werden, ist die Verwendung zweier Pösitioniersysteme unumgänglich. Damit ist der Stand der Technik zusammenfassend dadurch gekennzeichnet, daß zur Relativpositionierung von Meßsonden zu einem Werkstück und eines Werkzeuges zu einem Werkstück mindestens zwei Positioniersysteme zur Anwendung gelangen oder die Zahl der Meßsonden der Zahl der Meßflächen auf dem Werkstück entsprechen muß.If both tasks are to be solved in combination, the use of two Pösitioniersysteme is inevitable. Thus, the prior art is summarized by the fact that for the relative positioning of probes to a workpiece and a tool to a workpiece at least two positioning systems are used or the number of probes must correspond to the number of measuring surfaces on the workpiece.
Ziel der Erfindung - »Object of the invention - »
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche lediglich ein Positioniersystem zur Anwendung bringen, damit im Vergleich zum Stand der Technik mindestens ein Positioniersystem einsparen, die Positioniervorgänge schnell mit gleicher und prinzipiell höchster Genauigkeit realisieren, die Zahl der Meßsonden nicht notwendigerweise der Zahl der Meßflächen auf dem Werkstück angleichen, eine Beeinflussung des Werkstückes durch ein Werkzeug während der Meßvorgänge über Meßsonden gestatten und damit Einsparungen von Produktionsmitteln und Bearbeitungszeit sowie Qualitätsverbesserungen sichern.The aim of the invention is to provide a method and an apparatus which only bring a positioning system for use, so save compared to the prior art at least one positioning, realize the positioning quickly with the same and in principle highest accuracy, the number of probes not necessarily equal to the number of measuring surfaces on the workpiece, allow influencing of the workpiece by a tool during the measuring operations via probes and thus ensure savings in production resources and processing time and quality improvements.
Die erfindungsgemäße Aufgabe^besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Relativpositionierung zwischen Werkstück, Werkzeug und Meßsonden, wobei nur ein Positioniersystem zur Anwendung gelangen soll, welches alle erforderlichen Relativpositionierungen mit höchstens einem Antrieb in jeder Koordinate realisiert, die Anzahl der relativ zueinander bewegten Baugruppen und damit die Zahl der Justierstellen ein Minimum darstellen, das Prinzip der Relativpositionierung zwischen Werkzeug und Werkstück im Vergleich zu anderen Prinzipien ein Maximum an Genauigkeit und Wegauflösung zuläßt, die Positionierung der Meßsondenaufnahme mit den Meßsonden relativ zum Werkstück mit prinzipiell gleicher Genauigkeit und Wegauflösung wie die Relativpositionierung zwischen Werkzeug und Werkstück erfolgt und die Zahl der Meßsonden kleiner als die Zahl der Meßflächen auf dem Werkstück sein kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Relativpositionierung zwischen Werkstück, Werkzeug und Meßsonden, unter Verwendung eines frei programmierbaren Positioniersystems, welches für jede Koordinate höchstens einen Antrieb enthält, mit den folgenden VerfahrensschrittenThe object of the invention is to provide a method and a device for relative positioning between the workpiece, tool and probes, only one positioning system is to be used, which realizes all required relative positioning with at most one drive in each coordinate, the number of relatively moving Assemblies and thus the number of Justierstellen represent a minimum, the principle of relative positioning between the tool and workpiece in comparison to other principles maximum accuracy and path resolution allows the positioning of Meßsondenaufnahme with the probes relative to the workpiece with in principle the same accuracy and path resolution as the Relative positioning between the tool and the workpiece is done and the number of probes can be smaller than the number of measuring surfaces on the workpiece. According to the invention the object is achieved in that a method for relative positioning between the workpiece, tool and probes, using a freely programmable positioning, which contains at most one drive for each coordinate, with the following steps
a) Aufbringen des Werkstückes auf das Positioniersystem und Fixieren in Bearbeitungslagea) applying the workpiece to the positioning system and fixing in the processing position
b) Haltern einer Meßsondenaufnahme mit Meßsonden in einer gegenüber dem Werkstück definierten Lage mittels einer Haltevorrichtung in einer weiteren Koordinate K bezüglich der Koordinaten des Positioniersystems unter Sicherung von Relativbewegungsmöglichkeiten zwischen Meßsondenaufnahme und Werkstück.b) holding a Meßsondenaufnahme with probes in a defined position relative to the workpiece by means of a holding device in a further coordinate K with respect to the coordinates of the positioning while securing relative movement possibilities between Meßsondenaufnahme and workpiece.
c) Gegenüberstellen der Meßflächen des Werkstückes zu den Meßsonden in der Koordinate K mittels Positioniersystem.c) facing the measuring surfaces of the workpiece to the probes in the coordinate K by means of positioning.
d) Loslösen der Meßsondenaufnahme von der Haltevorrichtung nach Verfahrensschritt b) unter Sicherung des Gegenüberstehens der Meßsonden zu den Meßflächen des Werkstückes in der Koordinate K.d) releasing the Meßsondenaufnahme of the holding device after step b) while securing the opposing of the probes to the measuring surfaces of the workpiece in the coordinate K.
e) Haltern der Meßsondenaufnahme von einer auf dem Positioniersystem angeordneten Haltevorrichtung in der Koordinate K unter Sicherung des Gegenüberstehens der Meßsonden zu den Meßflächen des Werkstückes.e) holding the Meßsondenaufnahme of a arranged on the positioning system holding device in the coordinate K while securing the opposing of the probes to the measuring surfaces of the workpiece.
f) Messen von Werkstückparametern mittels Meßsonden unter gleichzeitigem Relativbewegen von Werkstück und Meßs.ondenaufnahme bezüglich des Werkzeuges mittels Positioniersystem und Verändern der Werkstückparameter durch das Werkzeug.f) measuring workpiece parameters by means of measuring probes with simultaneous relative movement of workpiece and Meßs.ondenaufnahme with respect to the tool by means of positioning and changing the workpiece parameters by the tool.
g) Loslösen der Meßsondenaufnahme von der Haltevorrichtung nach Verfahrensschritt e) unter Sicherung des Gegenüberstehens der Meßsonden zu den Meßflächen des Werkstückes in der Koordinate K.g) releasing the measuring probe holder from the holding device according to method step e) while securing the opposing of the measuring probes to the measuring surfaces of the workpiece in the coordinate K.
zur Anwendung gelangt, wobei die Verfahrensschritte vorzugsweise nacheinander ausgeführt und die Verfahrensschritte b) bisis used, wherein the method steps preferably carried out sequentially and the process steps b) to
g) bezüglich weiterer Meßflächen auf dem Werkstück wiederholt werden.g) are repeated with respect to other measuring surfaces on the workpiece.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß während des Verfahrensschrittes f) die Meßsondenaufnahme gemeinsam mit dem Werkstück Relativbewegungen bezüglich des Werkzeuges ausführt und während der Vornahme von Veränderungen am Werkstück über die Meßsonden zeitweise keine auf das Werkstück bezogene Messungen erfolgen.In an embodiment of the invention, it is provided that, during method step f), the measuring probe receptacle carries out relative movements with respect to the tool together with the workpiece, and during the making of changes to the workpiece via the measuring probes, no time-related measurements are made on the workpiece.
Weiterhin ist vorgesehen, daß während der Verfahrensschritte a) bis d) zwischen den Meßsonden und den Meßflächen auf dem Werkstück ein mechanischen Kontakt vermeidender Abstand gehalten wird. Vorzugsweise wird als Werkzeug ein Laserstrahl zur Anwendung gebracht.It is further provided that during the process steps a) to d) between the measuring probes and the measuring surfaces on the workpiece a mechanical contact avoiding distance is maintained. Preferably, a laser beam is used as a tool.
Erfindungsgemäß gelangt eine Vorrichtung, unter Verwendung eines frei programmierbaren Positioniersystems, vorzugsweise eines Zweikoordinatenpositioniersystems, welches aus einem Gestell und aus einer relativ zu dem Gestell in zwei Koordinaten χAccording to the invention, a device, using a freely programmable positioning system, preferably a Zweikoordinatenpositioniersystems, which from a frame and from a relative to the frame in two coordinates χ
und y beweglichen und pro Koordinate mit einem Antrieb versehenen Ebene besteht, zum Einsatz, wobei auf der beweglichen Ebene und am Gestell steuerbare, in der Koordinate K auf Halteflächen der Meßsondenaufnahme wirkende Haltevorrichtungen fest angeordnet sind.and y movable and per coordinate provided with a drive plane, is used, being arranged on the movable plane and on the frame controllable, acting in the coordinate K on holding surfaces of the Meßsondenaufnahme holding devices are fixed.
In Ausgestaltung der Erfindung gelangt eine Vorrichtung zur Anwendung, welche ein frei programmierbares Zweikoordinatenpositioniersystem, bestehend aus einem Gestell, einer relativ zum Gestell in derx-Koordinate beweglichen und mit einem Antrieb versehenen Ebene A und einer auf der Ebene A in der y-Koordinate beweglichen und mit einem Antrieb versehenen Ebene B verwendet, wobei aufderEbeneAund auf der Ebene B steuerbare, in der Koordinate Kauf Halteflächen der Meßsondenaufnahme wirkende Haltevorrichtungen fest angeordnet sind. Es ist vorteilhaft, daß die Haltevorrichtungen vorzugsweise als Elektromagnete ausgebildet sind.In an embodiment of the invention, an apparatus is used which comprises a freely programmable two-coordinate positioning system consisting of a frame, a relative to the frame in the x-coordinate movable and provided with a drive plane A and on the plane A in the y-coordinate movable and provided with a drive plane B, wherein on the plane A and B on the level controllable, acting in the coordinate purchase holding surfaces of the Meßsondenaufnahme holding devices are fixedly arranged. It is advantageous that the holding devices are preferably designed as electromagnets.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Haltevorrichtungen zu den Halteflächen der Meßsondenaufnahme in der Koordinate K vorzugsweise in einem maximalen Abstand von 0,1 mm angeordnet sind. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer zusätzlichen Anordnung von Relativbewegungen der Meßsondenaufnahme in der x-Koordinate gegenüber der Ebene A verhindernden Führungselementen auf der Ebene A oder auf der Ebene B.Furthermore, it is provided that the holding devices are arranged to the holding surfaces of the Meßsondenaufnahme in the coordinate K preferably at a maximum distance of 0.1 mm. A further advantageous embodiment of the invention consists in an additional arrangement of relative movements of the Meßsondenaufnahme in the x-coordinate with respect to the plane A preventing guide elements on the plane A or at the level B.
Es ist auch vorgesehen, daß bei Verwendung eines frei programmierbaren Zweikoordinatenpositioniersystems, welches aus einem Gestell, einer relativ zum Gestell in derx-Koordinate beweglichen und mit einem Antrieb versehenen Ebene A und einer auf der Ebene A in dery-Koordinate beweglichen und mit einem Antrieb versehenen Ebene B besteht, auf der Ebene B und am Gestell steuerbare, in der Koordinate K auf Halteflächen der Meßsondenaufnahme wirkende Haltevorrichtungen fest angeordnetIt is also contemplated that when using a freely programmable Zweikoordinatenpositioniersystems, which consists of a frame, a relative to the frame in the x-coordinate movable and propelled plane A and provided on the plane A in dery coordinate and provided with a drive Level B is fixedly arranged on the level B and the frame controllable, acting in the coordinate K on holding surfaces of the Meßsondenaufnahme holding devices
Durch diese erfindungsgemäßen Ausgestaltungen wird erreicht, daßBy these embodiments according to the invention it is achieved that
— alle Positioniervorgänge nur mit einem Positioniersystem mit einem Antrieb je Koordinate durchgeführt werden können- All positioning operations can only be carried out with one positioning system with one drive per coordinate
— die Anzahl der Baugruppen und Justierstellen minimiert ist- The number of modules and adjustment is minimized
— eine hohe Genauigkeit und Wegauflösung der Relativpositionierung gesichert ist- A high accuracy and path resolution of the relative positioning is secured
— die Posijionieraufgaben mit gleicher, hoher Genauigkeit und Auflösung durchgeführt werden können- The Posijionieraufgaben with equal, high accuracy and resolution can be performed
— und die Zahl der Meßsonden kleiner als die Zahl der Meßflächen auf dem Werkstück sein kann.- And the number of probes may be smaller than the number of measuring surfaces on the workpiece.
Insgesamt werden dadurch Produktionsausrüstungen und Produktionszeit eingespart und die Qualität der zu bearbeitenden Werkstücke wesentlich verbessert.Overall, this saves production equipment and production time and significantly improves the quality of the workpieces to be processed.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinzuziehung einer Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt:The invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to a drawing. The drawing shows:
Fig. 1 :· Prinzip der Vorrichtung unter Verwendung eines Zweikoordinatenpositioniersystems mit einer beweglichen Ebene Fig.2: Prinzip derVorrichtung unter Verwendung eines Zweikoordinatenpositioniersystems mit zwei beweglichen Ebenen undFig. 1: Principle of the device using a two-coordinate positioning system with a movable plane Fig. 2: Principle of the device using a two-coordinate positioning system with two movable planes and
einer zum Werkstück nur in der y-Koordinate positionierbaren Maßsondenaufnahme Fig.3: Führungselement auf der Ebene B Fig. 4: Führungselement auf der Ebene A Fig. 5: Prinzip derVorrichtung unter Verwendung eines Zweikoordinatenpositioniersystems mit zwei beweglichen Ebenen.FIG. 4: guide element on the plane A FIG. 5: Principle of the device using a two-coordinate positioning system with two movable planes. FIG.
Das Verfahren, als Teil des technologischen Ablaufes bei der Herstellung von Platintemperaturmeßwiderständen, wird nachfolgend anhand der Bearbeitung von 100 Ohm-Widerständen beschrieben.The method, as part of the technological process in the production of Platinumemperaturmeßwiderständen, will be described below with reference to the processing of 100 ohm resistors.
Um in die Platinschicht der auf einem Keramiksubstrat angeordneten Widerstände mäanderförmige Spuren einzubringen und damit einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand zu realisieren, ist das mit Platin beschichtete Keramiksubstrat der Abmessung 100 mm χ 60 mm χ 0,8 mm, auf dem in 4 Reihen je 32 Widerstände der Abmessung 3 mm χ 15 mm hergestellt werden sollen, mittels des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens abtragend bearbeitet worden.In order to introduce meandering traces into the platinum layer of the resistors arranged on a ceramic substrate and thus to realize a temperature-dependent electrical resistance, the platinum-coated ceramic substrate has a dimension of 100 mm χ 60 mm χ 0.8 mm, in each of which 32 resistors in 4 rows Dimension 3 mm χ 15 mm to be produced, having been eroded by means of the described method according to the invention.
Die einzelnen Widerstände wurden dabei mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch eine Berandung voneinander abgegrenzt.The individual resistors were thereby delimited from one another by a boundary with the method according to the invention.
Während des Einbringens der Mäander bzw. während des Widerstandsabgleiches wurde der Widerstand gemessen. Während des Berandens der Widerstände erfolgte keine Widerstandsmessung. Die abtragende Bearbeitung wurde dabei durch einen auf 25μΓη Durchmesserfokussierten Strahl eines Nd:YAG-Lasers vorgenommen.During the insertion of the meander or during the resistance adjustment, the resistance was measured. During the Berandens of the resistors no resistance measurement took place. The abrasive machining was done by a 25μΓη diameter focused beam of a Nd: YAG laser.
Das verwendete Zweikoordinatenpositioniersystem bestandaus zwei beweglichen Ebenen und besaß Haltevorrichtungen für eine Meßsondenaufnahme. Die Meßsondenaufnahme trug reihenförmig angeordnet 64 Meßsonden (2 Meßsonden je Widerstand). Die Meßsonden waren als Kontaktspitzen ausgebildet und zum Substrat während der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte a) bis d) in einem Abstand von 0,5 mm angeordnet. Die Meßsondenaufnahme wurde nach den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten relativ zum Keramiksubstrat, ausgehend von einer definierten Ausgangslage, so positioniert, da"ß die 64 Meßsonden nacheinander den Meßflächen der Widerstände alier Reihen gegenüberstanden.The two-coordinate positioning system used consisted of two movable planes and had holding fixtures for a probe pick-up. The probe holder was arranged in rows 64 probes (2 probes per resistor). The measuring probes were designed as contact tips and arranged at a distance of 0.5 mm from the substrate during the method steps a) to d) according to the invention. The Meßsondenaufnahme was positioned according to the method steps according to the invention relative to the ceramic substrate, starting from a defined starting position, so that "ß the 64 probes successively faced the measuring surfaces of the resistors alier rows.
Die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte sind dabei vorzugsweise nacheinander abgelaufen. Mit der Durchführung des Ausführungsbeispiels war es unter anderem möglich, alle Verfahrensschritte und Positioniervorgänge mit nur einem Positioniersystem, welches eine Auflösung von 0,25μΓΓ\ je Koordinate und nur einen Antrieb je Koordinate besaß, zu realisieren.The method steps according to the invention are preferably expired one after the other. With the implementation of the embodiment, it was possible, inter alia, to realize all process steps and positioning operations with only one positioning system, which had a resolution of 0.25μΓΓ \ per coordinate and only one drive per coordinate.
Relativ zu einem Gestell führten nur 2 Ebenen Relativbewegungen aus. Die Zahl der Meßpunkte auf dem Substrat war um den Faktor 4 größer als die Zahl der Meßsondenpaare.Relative to a frame, only 2 levels performed relative movements. The number of measurement points on the substrate was larger by a factor of 4 than the number of pairs of probes.
Die Relativbewegung des Werkstückes zum Laserstrahl erfolgte am Ort der Wirkstelle, damit wurden Änderungen des Fokusdurchmessers vermieden.The relative movement of the workpiece to the laser beam took place at the site of the active site, so that changes in the focus diameter were avoided.
Gegenüber herkömmlichen Lösungen wurden ein Positioniersystem eingespart, die Zahl der pro Substrat bearbeitbaren Widerstände, die Positioniergenauigkeit, die Qualität des Erzeugnisses und die Arbeitsproduktivität etwa um einen Faktor 5 erhöht.Compared to conventional solutions, a positioning system has been saved, the number of resistors that can be processed per substrate, the positioning accuracy, the quality of the product and the labor productivity have been increased by a factor of about 5.
_4- 244 S39_4- 244 S39
Nach Fig. 1 sind ein an sich bekanntes frei programmierbares Zweikoordinatenpositioniersystem, welches aus einem Ge.stell 1 und aus einer relativ zu dem Gestell 1 in den Koordinaten χ und y beweglichen und pro Koordinate mit einem Antrieb 3 versehenen Ebene 2 besteht, Haltevorrichtungen 4, eine Meßsondenaufnahme 5 mit Meßsonden 6 und Halteflächen 7, Meßsignalleitungen 8 und ein Werkstück9 mit Meßflächen 10 so angeordnet, daß mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 1 die Verfahrensschritte1 is a known per se freely programmable Zweikoordinatenpositioniersystem, which consists of a Ge.stell 1 and from a relative to the frame 1 in the coordinates χ and y movable and per coordinate provided with a drive 3 level 2, holding devices 4, a Meßsondenaufnahme 5 with measuring probes 6 and holding surfaces 7, Meßsignalleitungen 8 and a Werkstück9 arranged with measuring surfaces 10 so that with the aid of the apparatus of FIG. 1, the method steps
a) Aufbringen des Werkstückes 9 auf die Ebene 2 des Zweikoordinatenpositioniersystems und Fixieren in Bearbeitungslagea) application of the workpiece 9 on the plane 2 of the two-coordinate positioning and fixing in the processing position
b) Haltern der Meßsondenaufnahme 5 mit den Meßsonden 6 und den Halteflächen 7 mittels Haltevorrichtungen 4, welche als Elektromagnete ausgebildet und am Gestell 1 fest angeordnet sind, in der Koordinate K wirken und steuerbar Haltekräfte auf Halteflächen 7 der Meßsondenaufnahme 5 ausüben, unter Sicherung von Relativbewegungsmöglichkeiten zwischen Meßsondenaufnahme 5 und Werkstück 9b) holding the probe holder 5 with the probes 6 and the holding surfaces 7 by means of holding devices 4, which are designed as electromagnets and fixed to the frame 1, act in the coordinate K and controllable holding forces on holding surfaces 7 of the Meßprobe 5 exercise, while securing relative movement possibilities between Meßsondenaufnahme 5 and workpiece 9
c) Gegenüberstellen der Meßflächen 10 des Werkstückes 9 zu den Meßsonden 6 in der Koordinate K mittels der beweglichen Ebene 2 des Zweikoordinatenpositioniersystems .c) facing the measuring surfaces 10 of the workpiece 9 to the probes 6 in the coordinate K by means of the movable plane 2 of the Zweikoordinatenpositioniersystems.
d) Loslösen der Meßsondenäufnahme 5 von den Haltevorrichtungen 4 nach Verfahrensschritt b) unter Sicherung des Gegenüberstehens der Meßsonden 6 zu den Meßflächen 10 des Werkstückes 9 in der Koordinate K.d) releasing the Meßsondenäufnahme 5 of the holding devices 4 after process step b) while securing the opposing of the probes 6 to the measuring surfaces 10 of the workpiece 9 in the coordinate K.
e) Haltern der Meßsondenaufnahme 5 von auf der Ebene 2 des Zweikoordinatenpositioniersystems angeordneten Haltevorrichtungen 4, welche als Elektromagnete ausgebildet sind, in der Koordinate K wirken und steuerbar Haltekräfte auf Halteflächen 7 der Meßsondenaufnahme 5 ausüben, unter Sicherung des Gegenüberstehens der Meßsonden 6 zu den Meßflächen 10 des Werkstückes 9.e) holding the probe holder 5 of arranged on the level 2 of the two-coordinate positioning 4, which are designed as electromagnets acting in the coordinate K and controllable holding forces on holding surfaces 7 of the Meßsondenaufnahme 5 exercise, while securing the opposing of the probes 6 to the measuring surfaces 10th of the workpiece 9.
f) Messen von Werkstückparametern mittels Meßsonden 6 und Liefern von Informationen an Empfänger über Meßsignalleitungen 8 unter gleichzeitigem Relativbewegen von Werkstück 9 und Meßsondenaufnahme 5 bezüglich eines vorzugsweise als Laserstrahl ausgebildeten Werkzeuges 11 unter Zuhilfenahme der beweglichen Ebene 2 des Zweikoordinatenpositioniersystems und Verändern der Werkstückparameter durch das Werkzeug 11.f) measuring workpiece parameters by means of measuring probes 6 and supplying information to receivers via measuring signal lines 8 with simultaneous relative movement of workpiece 9 and measuring probe holder 5 with respect to a preferably designed as a laser tool 11 with the aid of the movable plane 2 of the Zweikoordinatenpositioniersystems and changing the workpiece parameters by the tool 11th ,
g) Loslösen der Meßsondenaufnahme 5 von den Haltevorrichtungen 4 nach Verfahrensschritt e) unter Sicherung des Gegenüberstehens der Meßsonden 6 zu den Meßflächen 10 des Werkstückes 9 in der Koordinate K.g) releasing the measuring probe holder 5 from the holding devices 4 according to method step e) while securing the opposing of the measuring probes 6 to the measuring surfaces 10 of the workpiece 9 in the coordinate K.
zur Anwendung gelangen, vorzugsweise nacheinander ausgeführt und die Verfahrensschritte b) bis g) bezüglich weiterer Meßflächen 10 auf dem Werkstück 9 wiederholt werden.come to the application, preferably carried out sequentially and the process steps b) to g) are repeated with respect to further measuring surfaces 10 on the workpiece 9.
Die Haltevorrichtungen 4 sind zu den Halteflächen 7 der Meßsondenaufnahme 5 in einem Abstand von 0,1 mm angeordnet.The holding devices 4 are arranged to the support surfaces 7 of the Meßsondenaufnahme 5 at a distance of 0.1 mm.
Nach Fig. 2 kommt ein Zweikoordinatenpositioniersystem mit zwei beweglichen Ebenen zur Anwendung, welches aus einem Gestell 1, einer rsiativzu dem Gestell 1 in der x-Koordinate beweglichen und mit einem Antrieb 3 versehenen Ebene A12 und einer auf der Ebene A-12 in dery-Koordinate beweglichen und mit einem Antrieb 3 versehenen Ebene B13 besteht.2, a two-coordinate positioning system with two movable planes is used, which consists of a frame 1, a movable relative to the frame 1 in the x-coordinate and provided with a drive 3 level A12 and one on the plane A-12 in dery- Coordinate movable and provided with a drive 3 level B13 consists.
Haltevorrichtungen 4 sind sowohl auf der Ebene A12 als auch auf der Ebene B13 fest angeordnet. In Verbindung mit weiteren gemäß Fig. 1 bezeichneten Teil.en und beim Ablauf der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte besteht die Besonderheit dieser Anordnung darin, daß die Meßsondenaufnahme 5 relativ zum Werkstück 9 nur in der Koordinate y positioniert werden kann.Holding devices 4 are fixedly arranged both on the plane A12 and on the plane B13. In connection with other designated in accordance with FIG. 1 Teil.en and the process steps of the invention, the peculiarity of this arrangement is that the Meßsondenaufnahme 5 can be positioned relative to the workpiece 9 only in the coordinate y.
Das ist vorteilhaft, wenn die Zahl der erforderlichen Meßsonden 6 der Zahl der Meßflächen 10 auf dem Werkstück 9 in der x-Koordinate entspricht.This is advantageous if the number of required measuring probes 6 corresponds to the number of measuring surfaces 10 on the workpiece 9 in the x-coordinate.
Nach Fig. 3 sind auf den Haltevorrichtungen 4, die auf der Ebene B13 fest angeordnet sind, Führungselemente 14fest angebracht, um bei einer Anordnung nach Fig. 2 Relativbewegungen der Meßsondenaufnahme 5 zur Ebene B13 in der x-Koordinate zu verhindern.According to Fig. 3, guide elements 14 are fixedly mounted on the holding devices 4, which are fixedly arranged on the plane B13 to prevent relative movement of the Meßsondenaufnahme 5 to the plane B13 in the x-coordinate in an arrangement of FIG.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung von Führungselementen 4 auf Haltevorrichtungen 4, welche auf der Ebene A12fest angeordnet sind.Fig. 4 shows an arrangement of guide elements 4 on holding devices 4, which are arranged on the plane A12fest.
Diese Anordnung wirkt in gleicherweise wie in Fig. 3.This arrangement acts in the same way as in FIG. 3.
Fig. 5 stellt eine Ausführung der Vorrichtung mit einem Zweikoordinatenpositioniersystem mit zwei beweglichen Ebenen dar, wobei Haltevorrichtungen 4 am Gestell 1 und auf der Ebene B13 angeordnet sind.Fig. 5 shows an embodiment of the device with a two-coordinate positioning system with two movable levels, wherein holding devices 4 are arranged on the frame 1 and on the plane B13.
Wie auch nach Fig. 1, wird hier die Meßsondenaufnahme 5 relativ zum Werkstück 9 in den Koordinaten χ undy positioniert.As also shown in FIG. 1, here the measuring probe receptacle 5 is positioned relative to the workpiece 9 in the coordinates χ and y.
Claims (10)
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