DE10006876C1

DE10006876C1 - Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit und Sicherheit eines Koordinatenmessgerätes

Info

Publication number: DE10006876C1
Application number: DE10006876A
Authority: DE
Inventors: Helmut Indra; Paul-Heinz Kopp; Rene Theska
Original assignee: Brown und Sharpe GmbH
Current assignee: Hexagon Metrology GmbH
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2020-02-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit und Sicherheit eines Koordinatenmessgerätes, bei dem auf einem luftgelagerten Tisch ein Werkstück angeordnet ist, welches zu vermessen ist. Das Gewicht des Werkstückes auf dem Tisch wird ermittelt. Hierzu wird der Luftdruck zwischen wenigstens einem Luftlager und einem Grundbett des Koordinatenmessgerätes erfasst, und es wird mittels des Luftdruckes das Gewicht des Werkstückes berechnet. Das Gewicht des Werkstückes wird in Prüfprozessen, Verfahrensprozessen und/oder Korrekturprozessen des Koordinatenmessgerätes berücksichtigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit und Sicherheit eines Koordinatenmessgerätes. Zum Stand der Technik gehören Koordinatenmessgeräte, bei denen die Werkstücke auf einem luftgelagerten Tisch verfahren werden.

Insbesondere bei sehr schweren Werkstücken tritt eine Durchbiegung des Grundbettes des Koordinatenmessgerätes auf. Bei Portalmessmaschinen sind deshalb die Grundbetten sehr dick ausgebildet, um dem Effekt der Durchbiegung ent gegenzuwirken.

Gemäß dem Stand der Technik (DE 34 19 546 A1) ist eine Einrichtung zur Ermittlung der Schwerpunktlage eines Prüf körpers bekannt. Gemäß dieser Druckschrift ist der Prüf körper auf einer Aufnahmeplatte angeordnet. Die Aufnahme platte wiederum ist unter Zwischenschaltung von Kraftmess dosen auf einem Tisch eines Koordinatenmessgerätes aufge legt. Durch die Verwendung von Kraftmessdosen ist die An ordnung relativ aufwendig. Darüber hinaus dient diese Ein richtung nicht dazu, dem Effekt der Durchbiegung des Grund bettes bei einem Koordinatenmessgerät entgegenzuwirken.

Weiterhin ist gemäß dem Stand der Technik (US-PS 4,753,420) bekannt, die Durchbiegung des Grundbettes des Koordinatenmessgerätes durch konstruktive Maßnahmen zu vermindern. Die Durchbiegung wird jedoch nicht vollständig verhindert. Gemäß dem Stand der Technik wird auch keine Lösung dafür angegeben, wie die Restdurchbiegung erfasst werden kann.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit und Sicherheit eines Koordinatenmessgerätes anzugeben. Un ter anderem soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem das Gewicht des Werkstückes auf dem Tisch bestimmt werden kann.

Dieses technische Problem wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Dadurch, dass das Gewicht des Werkstückes auf dem Tisch bestimmt wird, und zwar dadurch, dass der Luftdruck zwischen wenigstens einem Luftlager und dem Grundbett des Koordinatenmessgerätes erfasst wird, und dadurch, dass mit tels des Luftdruckes das Gewicht des Werkstückes berechnet wird, ist es möglich, ohne zusätzlichen Aufwand das Gewicht des Werkstückes vor oder während des eigentlichen Messvor ganges zu bestimmen und in verschiedenen Prüfprozessen, Verfahrprozessen und/oder Korrekturprozessen des Koordi natenmessgerätes zu berücksichtigen.

Das Gewicht des Werkstückes geht beispielsweise in die maximale Verfahrgeschwindigkeit ein. Wird ein schweres Werkstück vermessen, verlängert sich der Bremsweg bei gleichbleibender Verfahrgeschwindigkeit. Damit es durch die Verlängerung des Bremsweges nicht zu einem Schaden des Tastkopfes oder Tasters kommt, wird in Abhängigkeit von dem Gewicht des Werkstückes die Verfahrgeschwindigkeit herab gesetzt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann bei mehreren Traglagern eine Prüfung einer gleichmäßigen Belastung erfolgen.

Ein besonderes Anliegen der Erfindung ist es, Korrek turwerte bezüglich der Durchbiegung des Grundbettes zu er halten.

Hierzu wird beim Abnahmeverfahren des Koordinatenmess gerätes, das heißt vor der eigentlichen Inbetriebnahme des Koordinatenmessgerätes, der Tisch mit Werkstücken unter schiedlicher Gewichte bestückt. Anschließend wird die Durchbiegung des Grundbettes in Abhängigkeit des Ortes des Tisches und in Abhängigkeit des Gewichtes bestimmt. Diese Werte der Durchbiegung werden in einer Korrekturdatei ge speichert.

Wird das zu vermessende Werkstück auf dem Tisch ange ordnet, wird gemäß der Erfindung das Gewicht des Werk stückes bestimmt, und die Korrekturwerte werden zur Korrek tur der Messwerte herangezogen.

Die Durchbiegung des Grundbettes, die sich als Rota tion des Tisches beziehungsweise eines Tischsegmentes dar stellt, wird vorteilhaft mit einem Laserinterferometer po sitionsabhängig erfasst.

Die erfindungsgemäße Bestimmung des Gewichtes erfolgt über die Messung des Luftdruckes zwischen den Luftlagern und dem Grundbett.

Die Messung des Kammerdruckes von Luftlagern ist aus dem Stand der Technik (EP 0 866 233 A2) bekannt. Gemäß die sem Stand der Technik wird die Messung des Kammerdruckes zur Überwachung des Luftspaltes und damit zur Überwachung der Funktionsfähigkeit des Lagers eingesetzt.

Die vorliegende Erfindung nutzt die Proportionalität zwischen der Lagerbelastung durch das Gewicht des zu mes senden Werkstückes und dem Lagerluftdruck aus. Wegen des vorhandenen streng linearen Zusammenhanges ist es möglich, auf elegante Weise das Werkstückgewicht zu ermitteln und daraus Aktionen abzuleiten, wie zum Beispiel die Reduktion der Verfahrgeschwindigkeit des das Werkstück tragenden Ti sches zur Verkürzung des Bremsweges oder bei mehreren Trag lagern die Prüfung der gleichmäßigen Belastung.

Bei der Korrektur der Durchbiegung des Grundbettes werden, wie bereits ausgeführt, beim Abnahmeverfahren Werkstücke mit unterschiedlichen Gewichten auf dem Tisch angeordnet, und die Durchbiegung des Grundbettes wird er fasst. Zwischen diesen Werten wird vorteilhaft eine Inter polation durchgeführt, um auch Zwischenwerte zu erhalten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteran sprüchen entnommen werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen auf einem Grundbett luftgelagerten Tisch in Ansicht;

Fig. 2 eine Darstellung der Luftdruckmessung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Tisch durchbiegung in Ansicht.

Fig. 1 zeigt einen Tisch (1), der auf einem Grundbett (2) eines Koordinatenmessgerätes gelagert ist. Der Tisch (1) weist hierzu Luftlager (3, 4) auf sowie weitere nicht dargestellte Luftlager. Auf dem Tisch (1) ist ein Werkstück (5) angeordnet.

Gemäß Fig. 2 ist in dem Luftlager (3) eine Bohrung (6) angeordnet, welche über eine Leitung (7) mit einer Druck überwachungseinheit (8) verbunden ist. Über die Bohrung (6) und die Drucküberwachungseinheit (8) ist es möglich, den Luftdruck zwischen dem Luftlager (3) und dem Grundbett (2) zu bestimmen. Aus dem Luftdruck lässt sich das Gewicht des auf dem Tisch (1) angeordneten Werkstückes (5) bestimmen.

Die Drucküberwachungseinheit (8) ist mit einem Steuer rechner (9) verbunden. Dieser steuert beispielsweise die Verfahrgeschwindigkeit des Tisches (1). Bei hohen Werk stückgewichten wird die Verfahrgeschwindigkeit vermindert, um den Bremsweg zu verkürzen, um Schäden durch eine Kollision zwischen Tastkopf (nicht dargestellt) und Werkstück (5) zu verhindern.

In Fig. 3 ist der Tisch (2) dargestellt, der auf Auf stellfüßen (10, 11) gelagert ist. Durch das Gewicht des Ti sches (1) und des Werkstückes (5) biegt sich der Tisch (2) durch in die gestrichelt dargestellte Position (2'). In der bereits erläuterten Weise wird das Gewicht des Werkstückes (5) bestimmt. Aus einer Korrekturtabelle werden Korrektur daten geliefert, die die Durchbiegung des Tisches (2) in Bezug auf die Messwerte berücksichtigen.

Bezugszahlen

1

Tisch

2

Grundbett

2

' Grundbett mit Durchbiegung

3

,

4

Luftlager

5

Werkstück

6

Bohrung

7

Leitung

8

Drucküberwachungseinheit

9

Steuerrechner

10

,

11

Aufstellfüße des Grundbettes

Claims

1. Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit und Sicher heit eines Koordinatenmessgerätes, bei dem auf einem luft gelagerten Tisch ein Werkstück angeordnet ist, welches zu vermessen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des Werkstückes (5) auf dem Tisch (1) bestimmt wird, dass hierzu der Luftdruck zwischen wenigstens einem Luftlager (3, 4) des Tisches (1) und einem Grundbett (2) des Koordinatenmessgerätes erfasst wird, und dass mittels des Luftdruckes das Gewicht des Werkstückes (5) berechnet wird, und dass das Gewicht des Werkstückes (5) in Prüfpro zessen, Verfahrprozessen und/oder Korrekturprozessen des Koordinatenmessgerätes berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahren des Werkstückes (5) das ermittelte Gewicht in Bezug auf die Verfahrgeschwindigkeit berück sichtigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Gewicht des Werkstückes (5) für eine Korrektur einer Durchbiegung des Tisches (1) verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abnahmeverfahren des Koordinatenmessgerätes der Tisch (1) mit Werkstücken unterschiedlichen Gewichtes be stückt wird, dass die Durchbiegung des Grundbettes (2) in Abhängigkeit des Ortes des Tisches (1) und in Abhängigkeit des Gewichtes des Werkstückes (5) bestimmt wird, dass diese Werte der Durchbiegung in einer Korrekturdatei gespeichert werden, dass das zu vermessende Werkstück (5) auf dem Tisch (1) angeordnet wird, dass das Gewicht des Werkstückes (5) auf dem Tisch (1) bestimmt wird, und dass die Korrektur werte zur Korrektur der Messwerte verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gewichtsabhängige Durchbiegung des Grundbettes (2) mit einem Laserinterferometer tischpositionsabhängig er fasst wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Interpolation der Korrekturwerte durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruck zwischen mehreren oder sämtlichen Traglagern (3, 4) und dem Grundbett (2) erfasst wird, dass das Gewicht des Werkstückes (5) bestimmt wird, und dass eine gleichmäßige Belastung der Traglager (3, 4) überprüft wird.