DE10126753B4 - Method for increasing the accuracy of coordinate measuring machines and machine tools - Google Patents
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- G05B2219/37024—Measure single value, parameter with two detectors
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Abstract
Verfahren
zur Steigerung der Genauigkeit von Koordinatenmessgeräten und
Werkzeugmaschinen bei dem,
a) ergänzend zu den Messsystemen der
Verfahrachsenmindestens ein zusätzliches
Messsystem in das Koordinatenmessgerät oder die Werkzeugmaschine
integriert wird,
b)aus diesem zusätzlichen Messsystem mindestens
eine zusätzliche
geometrische Information über
die Ist-Position oder den Ist-Verfahrweg eines Koordinatenmessgeräts oder
einer Werkzeugmaschine gewonnen wird,
c) eine oder mehrere
zusätzliche
geometrische Informationen zusammen mit den Maßstabssignalen und/oder Tastersignalen
des Koordinatenmessgeräts
oder der Werkzeugmaschine ausgewertet und in einem überbestimmten Gleichungssystem
formuliert werden,
d) die zusätzlichen geometrischen Informationen
entsprechend der angenommenen oder errechneten Unsicherheit dieser
Informationen in der mathematischen Lösung des Gleichungssystems
gewichtet werden,
e) bei der Lösung des überbestimmten Gleichungssystems die
Residuen aller Gleichungen mathematisch minimiert werden.Method for increasing the accuracy of coordinate measuring machines and machine tools in the,
a) at least one additional measuring system is integrated into the coordinate measuring machine or the machine tool in addition to the measuring systems of the track axes,
b) at least one additional geometric information about the actual position or the actual travel distance of a coordinate measuring machine or a machine tool is obtained from this additional measuring system,
c) evaluating one or more additional geometric information together with the scale signals and / or probe signals of the coordinate measuring machine or the machine tool and formulating them in an overdetermined system of equations,
d) the additional geometric information is weighted according to the assumed or calculated uncertainty of this information in the mathematical solution of the equation system,
e) in solving the overdetermined system of equations, the residuals of all equations are mathematically minimized.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steigerung der Messgenauigkeit von Koordinatenmessgeräten und der Fertigungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen.The The invention relates to a method for increasing the measurement accuracy of coordinate measuring machines and the manufacturing accuracy of machine tools.
Koordinatenmessgeräte und Werkzeugmaschinen sind in der Industrie in großer Anzahl im Einsatz. Sie bestehen meist aus drei Verschiebeachsen, die so aufeinander aufgebaut sind, dass sie ein kartesisches Koordinatensystem aufspannen. Sie können aber auch eine Kinematik haben, die auf Drehachsen aufbaut: In der Automobilindustrie werden z. B. auch Industrieroboter als Werkzeugmaschinen für die Bearbeitung bzw. Messgeräte für die Messung von Bauteilen verwendet. Die Position der einzelnen Achsen wird im Allgemeinen durch jeweils ein Messsystem bestimmt. Diese Messsysteme können Maßstäbe mit Leseköpfen oder Winkelencoder sein, in Sonderfällen werden auch interferometrische Längenmesssysteme eingesetzt. Die Genauigkeit dieser Messsysteme bestimmt die Grundgenauigkeit der Koordinatenmessgeräte bzw. der Werkzeugmaschinen. Weitere Fehlereinflüsse kommen jedoch hinzu, da Koordinatenmessgeräte und Werkzeugmaschinen zwangsläufig das so genannte Abbe'sche Prinzip verletzen, wonach das zu messende bzw. zu fertigende Objekt in einer Achse mit dem Messsystem liegen soll. Dadurch führen Geometriefehler der Verfahrschlitten, insbesondere Verkippungen, zu weiteren Mess- bzw. Fertigungsabweichungen. Diese Einflüsse werden naturgemäß umso größer, je größer der Versatz zwischen Messsystem und Messobjekt ist.Coordinate measuring machines and machine tools are in big in the industry Number in use. They usually consist of three displacement axes, which are built on each other so that they are a Cartesian coordinate system span. You can but also have a kinematics that builds on rotary axes: In the Automotive industry are z. B. also industrial robots as machine tools for the Machining or measuring devices for the Measurement of components used. The position of the individual axes is generally determined by a measuring system. These Measuring systems can Standards with reading heads or Angular encoder, in special cases are also interferometric length measuring systems used. The accuracy of these measuring systems determines the basic accuracy the coordinate measuring machines or the machine tools. Further error influences come however, since coordinate Measuring Machines and machine tools inevitably the so-called Abbe'sche Violate principle, according to which the object to be measured or to be manufactured should lie in one axis with the measuring system. This causes geometry errors the carriage, in particular tilting, to other measuring or production deviations. Naturally, these influences are ever greater bigger the Offset between measuring system and measuring object is.
Obwohl Koordinatenmessgeräte heute bereits eine beachtliche Genauigkeit besitzen können, gibt es Anwendungen, bei denen diese nicht ausreicht. Dies ist z. B. der Fall bei der Kalibrierung von Bezugsnormalen wie Stufenendmaßen oder Formnormalen [1]. Hier wird nach dem Stand der Technik meist ein Lasermesssystem nahe am Messobjekt so angeordnet, dass es parallel zu einer Verfahrachse des Koordinatenmessgeräts eingesetzt wird. Dabei werden nur die Messwerte des Lasermesssystems ausgewertet, nicht aber die der eingebauten Messsysteme. Das Koordinatenmessgerät fungiert also nur als Verschiebeinstrument, nicht mehr als Messgerät. Das Lasermesssystem ist also alleiniges und nicht zusätzliches Messsystem, eine Integration des Lasermesssystems findet nicht statt. Diese Anordnung erfordert einen hohen apparativen Aufwand sowie langwierige Justierungen des Lasermesssystems und des Messobjektes. Außerdem ist diese Lösung auf die Anwendung bei nur wenigen, eindimensionalen Messaufgaben beschränkt.Even though coordinate Measuring Machines already have a considerable accuracy today applications where this is not enough. This is z. B. the case when calibrating reference standards such as step dimensions or Form normals [1]. Here is the state of the art usually a Laser measuring system arranged close to the measuring object so that it is parallel is used to a travel axis of the coordinate measuring machine. It will be only the measured values of the laser measuring system were evaluated, but not the the built-in measuring systems. The coordinate measuring machine functions So only as a displacement instrument, not more as a measuring device. The laser measuring system is therefore the sole and not additional measuring system, an integration The laser measuring system does not take place. This arrangement requires a high expenditure on equipment and lengthy adjustments of the Laser measuring system and the measurement object. Besides, this solution is up the application is limited to only a few, one-dimensional measurement tasks.
In
der
In
der
Räumliche Positionen werden aus der paarweisen photogrammetrischen Auswertung der Messwerte von zwei Videokameras ermittelt. Es wird nicht ausgeführt, wie eine dritte oder vierte Videokamera als zusätzliches Messmittel zur Verringerung der Unsicherheit der Positionsbestimmung genutzt werden kann. Die dritte und vierte Kamera dienen der vollständigen Erfassung der Bauteilgeometrie, da bei einem Messsystem mit nur zwei Kameras aufgrund von Verdeckungen im Allgemeinen nicht alle Punkte auf dem Bauteil gemessen werden können.spatial Positions become from the pairwise photogrammetric evaluation measured values from two video cameras. It will not run, like a third or fourth video camera as an additional measuring means for reduction the uncertainty of the position determination can be used. The third and fourth camera are used to fully capture the component geometry, there with a measuring system with only two cameras due to occlusions In general, not all points on the component are measured can.
Seit
den frühen
80er Jahren wird in vielen Forschungsinstituten an der Entwicklung
von Koordinatenmesssystemen für
den Einsatz bei beliebigen Messaufgaben gearbeitet, bei der die
messtechnische Information wiederum nur aus separaten Messsystemen
entnommen wird. Diese Messsysteme arbeiten nach dem Prinzip der
Multilateration [2
Eine weitere Entwicklung, bei der schwenkbare Längenmesssysteme in Verbindung mit Koordinatenmessgeräten bzw. Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, wird in einer deutschen Patentanmeldung [3] beschrieben. Dabei wird durch ein einzelnes Längenmesssystem ein Netz von Punkten erzeugt, das zur Bestimmung von Geometrieabweichungen bei Koordinatenmessgeräten bzw. Werkzeugmaschinen verwendet werden kann. Anders als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Messsystem allerdings nicht online während der Messung bzw. Fertigung in Verbindung mit den Messsystemen des Koordinatenmessgeräts bzw. der Werkzeugmaschine eingesetzt. Es dient also nicht zur Genauigkeitssteigerung, sondern zur Ermittlung der Genauigkeit des untersuchten Koordinatenmessgeräts bzw. der untersuchten Werkzeugmaschine.A Further development in connection with the swiveling length measuring systems with coordinate measuring machines or machine tools used is in a German Patent application [3] described. It is characterized by a single Length measuring system creates a network of points that is used to determine geometry deviations for coordinate measuring machines or machine tools can be used. Unlike that inventive method However, the measuring system is not online during the measurement or production in conjunction with the measuring systems of the coordinate measuring machine or the machine tool used. So it does not increase the accuracy, but to determine the accuracy of the examined coordinate measuring machine or the examined machine tool.
Verfahren
der Ausgleichungsrechnung werden seit langem in der Koordinatenmesstechnik
zur Besteinpassung von gemessenen Punkten auf geometrische Standardformelemente
wie Kreis, Kugel, Ebene, Zylinder usw. verwendet. Sie sind Bestandteil
der Auswertesoftware vieler Hersteller von Koordinatenmessgeräten. In
der
Entwicklung eines allgemeinen Verfahrens zur aufgabenspezifischen Steigerung der Messgenauigkeit von Koordinatenmessgeräten und der Fertigungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen, das ohne langwierige Justierung eines zusätzlichen Messsystems und Ausrichtung des Messobjektes auskommt.development a general procedure for task-specific increase the measuring accuracy of coordinate measuring machines and the manufacturing accuracy of machine tools, without tedious adjustment of an additional Measuring system and alignment of the measurement object gets along.
Lösungsolution
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
- a) dass ergänzend
zu den Messsystemen der Verfahrachsen mindestens ein zusätzliches
Messsystem (
4 ) in das Koordinatenmessgerät oder die Werkzeugmaschine integriert wird, - b) dass aus diesem zusätzlichen
Messsystem (
4 ) mindestens eine zusätzliche geometrische Information über die Ist-Position oder den Ist-Verfahrweg eines Koordinatenmessgeräts oder einer Werkzeugmaschine (1 ) gewonnen wird; - c) dass eine oder mehrere zusätzliche geometrische Informationen zusammen mit den Maßstabssignalen und/oder Tastersignalen des Koordinatenmessgeräts oder der Werkzeugmaschine (1) ausgewertet und in einem überbestimmten Gleichungssystem formuliert werden,
- d) dass die zusätzlichen geometrischen Informationen entsprechend der angenommenen oder errechneten Unsicherheit dieser Informationen in der mathematischen Lösung des Gleichungssystems gewichtet werden,
- e) dass bei der Lösung des überbestimmten Gleichungssystems die Residuen aller Gleichungen mathematisch minimiert werden.
- a) that, in addition to the measuring systems of the track axes, at least one additional measuring system (
4 ) is integrated into the coordinate measuring machine or the machine tool, - b) that from this additional measuring system (
4 ) at least one additional geometric information about the actual position or the actual travel of a coordinate measuring machine or a machine tool (1 ) is won; - c) that one or more additional geometric information is evaluated together with the scale signals and / or probe signals of the coordinate measuring machine or the machine tool (1) and formulated in an overdetermined system of equations,
- d) that the additional geometric information is weighted according to the assumed or calculated uncertainty of this information in the mathematical solution of the equation system,
- e) that in solving the overdetermined system of equations the residuals of all equations are mathematically minimized.
Offenbarungepiphany
Erfindungsgemäß wird ergänzend zu
den vorhandenen Messsystemen der Verfahrachsen mindestens ein zusätzliches
Messsystem (
Durch die Integration mindestens eines zusätzlichen Messsystems wird die Messgenauigkeit des Koordinatenmessgeräts bzw. der Werkzeugmaschine in einer oder in mehreren Achsen gesteigert. Die Steigerung der Messgenauigkeit wird erzielt, indem sowohl die Messwerte der vorhandenen Messsysteme als auch die Messwerte der weiteren Messsysteme gemeinsam zur Bearbeitung der Messaufgabe genutzt werden; Messwerte vorhandener Messsysteme werden somit nicht einfach durch Messwerte anderer Messsysteme ersetzt. Erfindungsgemäß ist es vielmehr so, dass alle Messwerte der vorhandenen Messsysteme genutzt werden, um die Messung durchzuführen.By the integration of at least one additional measuring system becomes the Measuring accuracy of the coordinate measuring machine or the machine tool increased in one or more axes. The increase of Measurement accuracy is achieved by both the readings of existing Measuring systems and the measured values of other measuring systems together be used to process the measurement task; Readings available Measuring systems are thus not easily measured by other measuring systems replaced. It is according to the invention rather, so that all measured values of the existing measuring systems are used to perform the measurement.
Die
hardwaremäßige Integration
der zusätzlichen
Messsysteme (
Die hardwaremäßige Integration des Messsystems bedarf keiner besonderen Ausrichtung. Sie ist somit ohne großen Aufwand durchführbar. Außerdem beschränkt nur die Baugröße des zusätzlichen Messsystems die Bewegungsfreiheit des Koordinatenmessgeräts bzw. der Werkzeugmaschine.The hardware integration of the measuring system requires no special orientation. It is thus without big ones Effort feasible. Furthermore limited only the size of the additional Measuring system, the freedom of movement of the coordinate measuring machine or the machine tool.
Zusammen mit der nachfolgend beschriebenen mathematischen Einbindung in die EDV eignet sich dieses Verfahren für die Genauigkeitssteigerung bei beliebigen Mess- bzw. Fertigungsaufgaben und ist somit nicht nur anwendbar für spezielle Aufgaben. Außerdem ist der bauliche Aufwand so gering, dass neben der Neuausrüstung von Geräten auch die Nachrüstung bestehender Einrichtungen wirtschaftlich und technisch sinnvoll ist.Together with the following mathematical integration into the Computerized this method is suitable for increasing the accuracy in any measurement or manufacturing tasks and is therefore not only applicable for special tasks. Furthermore the construction effort is so low that in addition to the re-equipment of devices also the retrofitting existing facilities economically and technically sensible is.
Durch
die informationstechnische Integration des mindestens einen zusätzlichen
Messsystems (
Voraussetzung
für den
bestimmungsgemäßen Einsatz
des mindestens einen zusätzlichen
Messsystems (
- A) Die Position r wird durch Antastung von
Referenzpositionen an dem zusätzlichen
Messsystem (
4 ) bestimmt. Die Antastung erfolgt durch das Koordinatenmessgerät bzw. die Werkzeugmaschine (1 ), wodurch sowohl zufällige als auch systematische Messfehler bzw. Positionsfehler des Koordinatenmessgeräts bzw. der Werkzeugmaschine (1 ) in die Bestimmung von r eingehen (Anmerkung: Bei der Werkzeugmaschine wird zur Bestimmung dieser Referenzposition das Werkzeug (2 ) gegen einen Messtaster ausgewechselt). - B) Die Position r wird aus den Messwerten des Koordinatenmessgeräts bzw.
der Werkzeugmaschine (
1 ) und aus den Messwerten des zusätzlichen Messsystems (4 ) durch mathematische Verfahren bestimmt. Der Einfluss zufälliger und systematischer Messfehler bzw. Positionierfehler des Koordinatenmessgeräts bzw. der Werkzeugmaschine (1 ) auf die Bestimmung von r lässt sich dadurch erheblich reduzieren.
- A) The position r is determined by probing reference positions on the additional measuring system (
4 ) certainly. The probing is done by the coordinate measuring machine or the machine tool (1 ), whereby both random and systematic measurement errors or position errors of the coordinate measuring machine or of the machine tool (1 ) are included in the determination of r (Note: For the machine tool, to determine this reference position, the tool (2 ) replaced by a probe). - B) The position r is calculated from the measured values of the coordinate measuring machine or of the machine tool (
1 ) and from the measured values of the additional measuring system (4 ) determined by mathematical methods. The influence of random and systematic measurement errors or positioning errors of the coordinate measuring machine or of the machine tool (1 ) to the determination of r can thereby be considerably reduced.
Im
Fall A) kann die Position r des zusätzlichen Messsystems (
Im
Fall B) ist die Position r des zusätzlichen Messsystems (
Mathematische Ermittlung der Lage des zusätzlichen Messsystems (e) für den Fall B):Mathematical determination the location of the extra Measuring system (s) for Case B):
a) Relativ messendes Messsystema) Relatively measuring measuring system
Zur
Bestimmung der Lage r des zusätzlichen,
relativ messenden Messsystems (
Für den speziellen
Fall, dass das zusätzliche
Messsystem (
In
dieser Modellgleichung sind die und Messwerte
des Koordinatenmessgeräts bzw.
der Werkzeugmaschine für
die angefahrenen Positionen pi, die ei relative Abstandsmessungen mit einem a
priori unbekannten Offset Δe
und r = (xr, yr,
zr) die zu bestimmende Position des zusätzlichen
Messsystems (
b) Absolut messendes Messsystemb) Absolutely measuring system
Wird
ein absolut messendes Messsystem als zusätzliches Messsystem (e) eingesetzt,
wird in Gleichung 1 bzw. Gleichung 2 Δe = 0. Bei der Minimierung der
Quadratsumme der Widersprüche
wi wird somit nur der Parameter r = (xr, yr, zr)
variiert und man erhält
daraus dann die Position r des zusätzlichen Messsystems (
Mathematische Ermittlung der verbesserten Messpunkte:Mathematical determination the improved measuring points:
Ziel
der mathematischen Auswertung der Messdaten ist es, für die mit
dem Koordinatenmessgerät bzw.
der Werkzeugmaschine (
Wurden
optimale Werte für
die Position r = (xr, yr,
zr) bzw. für Δe gefunden, können anschließend die Koordinaten
für die
Lage p des Messtasters/Werkzeugs (
Zur
Berechnung korrigierter Positionen wird von den allgemeinen geometrischen
Modellgleichungen 3a und 3b ausgegangen:
Die
Funktion f(pi, r) wird von der Art des eingesetzten
zusätzlichen
Messsystems (
Eingesetzt in Gleichung 3a ergibt sich daraus die Gleichung 4a. Für den speziellen Fall eines relativ messenden Längenmesssystems gehen somit die Gleichungen 3a und 3b in die speziellen Modellgleichungen 4a und 4b über: Substituted in equation 3a, this results in equation 4a. For the special case of a relatively measuring length measuring system, equations 3a and 3b thus go into the special model equations 4a and 4b:
In
diesen Modellgleichungen sind die Koordinaten und die
Werte des Koordinatenmessgeräts
bzw. der Werkzeugmaschine (
Korrigierte
Positionen p'i können
berechnet werden, indem die Abweichungen vi unter
Berücksichtigung
der unterschiedlichen Genauigkeit von Koordinatenmessgerät bzw. Werkzeugmaschine
(
Ist
das zusätzliche
Messsystem (
Die Gewichtsfaktoren gi sind abhängig von der Messunsicherheit des Koordinatenmessgeräts bzw. von der Bearbeitungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine und der Messunsicherheit des zusätzlichen Messsystems (Gleichungen 6a und 6b bzw. 7a und 7b). Mit uKMG als Messunsicherheit des Koordinatenmessgeräts bzw. Bearbeitungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine und mit uM als Messunsicherheit des zusätzlichen Messsystems folgt allgemein für gi The weighting factors g i are dependent on the measurement uncertainty of the coordinate measuring machine or on the machining accuracy of the machine tool and the measurement uncertainty of the additional measuring system (equations 6a and 6b or 7a and 7b). With μ CMM as measurement uncertainty of the coordinate measuring machine or machining accuracy of the machine tool and with μ M as measurement uncertainty of the additional measuring system follows generally for g i
Ist
z. B. die Messunsicherheit des zusätzlichen Messsystems (
Nach
dem beschriebenen Verfahren kann auch mehr als ein zusätzliches
Messsystem (
Eine
weitere Variante ergibt sich bei Verwendung von messenden Tastköpfen. (Anmerkung:
Messende Tastköpfe
besitzen eigene Messsysteme, mit denen die Position des Antastelements
relativ zu einem Referenzpunkt am Tastkopf gemessen wird. Im Gegensatz
dazu geben schaltende Tastköpfe
nur einen Triggerimpuls ab.) In diesem Fall nehmen die Messsysteme
des Tastkopfes die Auslenkung des Antastelements t = (xt, yt, zt) auf. Für die Position
des Antastelements ergibt sich dann p* = p + t. Wird ein Referenzelement
des zusätzlichen
Messsystems (
Bevorzugte Ausführungsformpreferred embodiment
Bevorzugte
Ausführungsform
ist ein auf dem Maschinenbett des Koordinatenmessgeräts bzw.
der Werkzeugmaschine (
Beispiele für Anwendungsgebiete einer solchen Messanordnung sind:
- – Messung der Form von Flächen auf Koordinatenmessgeräten. Hierbei sollte das Längenmesssystem ungefähr senkrecht zu der gemessenen Fläche orientiert sein. Anwendungen sind die Formmessung von Lehrringen auf Drehtischen oder die Profil- bzw. Flankenlinienmessung bei Zahnrädern.
- – Kalibrierung von langen Endmaßen, Stufenendmaßen oder Maßstäben mit Koordinatenmessgeräten. Entgegen den bekannten Lösungen kann hier die genaue und sehr zeitraubende Ausrichtung zwischen Maschinenachse, Werkstück und Interferometer entfallen.
- – Fertigung großer Werkstücke auf Werkzeugmaschinen. Dabei kann das Interferometer in einer Achse eingesetzt werden, in der eine besonders enge Positionstoleranz eingehalten werden muss, die die Möglichkeiten der Werkzeugmaschine im normalen Betrieb überschreitet.
- - Measurement of the shape of surfaces on coordinate measuring machines. Here, the length measuring system should be oriented approximately perpendicular to the measured surface. Applications include the form measurement of teaching rings on turntables or the profile or flank line measurement for gears.
- - Calibration of long gauges, step gauges or scales with CMMs. Contrary to the known solutions can account for the exact and very time-consuming alignment between the machine axis, workpiece and interferometer here.
- - Production of large workpieces on machine tools. In this case, the interferometer can be used in an axis in which a particularly tight position tolerance must be maintained, which exceeds the capabilities of the machine tool during normal operation.
Vorteile der erfindungsgemäßen LösungAdvantages of solution according to the invention
Obwohl Koordinatenmessgeräte bzw. Werkzeugmaschinen heute bereits eine beachtliche Genauigkeit besitzen, gibt es Anwendungen, bei denen diese nicht ausreicht. Dies ist z. B. der Fall bei der Herstellung hochgenauer Flächen (z. B. Sphären und Asphären) oder bei der Kalibrierung von Bezugsnormalen wie Stufenendmaßen oder auch mehrdimensionalen Prüfkörpern. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Steigerung der Messgenauigkeit in einer oder in mehreren Achsen möglich.Even though coordinate Measuring Machines or machine tools today already a considerable accuracy there are applications where this is not enough. This is z. As is the case in the production of high-precision surfaces (z. B. spheres and aspheres) or when calibrating reference standards such as step dimensions or also multi-dimensional specimens. By the solution according to the invention is the increase of measuring accuracy in one or more axes possible.
Bei Industrierobotern, die z. B. in einer Fertigungslinie für die Fertigung oder Messung eingesetzt werden, kann die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Fertigungs- oder Messgenauigkeit beträchtlich steigern und so den Einsatz von Roboterkinematiken für bestimmte Einsatzfälle erst möglich machen.at Industrial robots, the z. B. in a production line for manufacturing or measurement can be used, the application of the method according to the invention the manufacturing or Measurement accuracy considerably increase the use of robotic kinematics for certain applications only possible do.
Dazu ist keine exakte Ausrichtung zwischen der Messrichtung des zusätzlichen Messsystems, der Maschinenachse und des Werkstücks notwendig. Der Grad der Mess- bzw. Steuergenauigkeitssteigerung kann dabei durch eine auf die jeweilige Mess- bzw. Fertigungsaufgabe optimierte Anordnung des zusätzlichen Messsystems beeinflusst werden. Eine optimale Anordnung dieses Messsystems ist dann erreicht, wenn das Abbeprinzip eingehalten wird, d. h. die Messlinie des zusätzlichen Messsystems in einer Achse mit dem Messobjekt liegt.To is not an exact alignment between the measuring direction of the additional Measuring system, the machine axis and the workpiece necessary. The degree of Measuring or Steuergenauigkeitssteigerung can thereby by a the respective measurement or production task optimized arrangement of the additional measuring system to be influenced. An optimal arrangement of this measuring system is then achieved if the Abbeprinzip is met, d. H. the Measuring line of the additional Measuring system is in one axis with the measurement object.
Allgemein zeichnet sich dieses Verfahren dadurch aus, dass quasi beliebige Mess- und Fertigungsaufgaben mit den so ausgestatteten Einrichtungen bearbeitet werden können. Das bedeutet allerdings auch, dass durch die Integration von zusätzlichen Messsystemen nach diesem Verfahren Koordinatenmessgeräte und Werkzeugmaschinen in manchen Bereichen hochgenaue Sondereinrichtungen (z. B. Abbe-Komparatoren, Präzisionsfertigungsmaschinen) ersetzen können.In general, this method is characterized by the fact that virtually any measurement and manufacturing tasks can be processed with the so-equipped facilities. However, that also means that By integrating additional measuring systems according to this method, coordinate measuring machines and machine tools can in some areas replace highly accurate special equipment (eg Abbe comparators, precision manufacturing machines).
Besonders bei großen (und deshalb meist weniger genauen) Koordinatenmessgeräten/Werkzeugmaschinen kann die Genauigkeit bei kritischen Aufgaben extrem gesteigert werden, ohne dass der Bediener über besondere metrologische Kenntnisse verfügen muss. Dies wird z. B. auch dadurch erreicht, dass denjenigen Messsystemen ein höheres Gewicht zugeordnet wird, die eine bessere Messgenauigkeit aufweisen.Especially at big (and therefore usually less accurate) coordinate measuring machines / machine tools the accuracy in critical tasks can be increased extremely, without the operator having special have metrological knowledge got to. This is z. B. also achieved by those measuring systems a higher one Weight is assigned, which have a better measurement accuracy.
Wenn Laserinterferometer als zusätzliche Messsysteme in Koordinatenmessgeräten eingesetzt werden, ist außerdem die direkte Rückführbarkeit von Längenmessungen gewährleistet.If Laser interferometer as additional Measuring systems used in coordinate measuring machines, is Furthermore direct traceability of length measurements guaranteed.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass diese zusätzlichen Messsysteme bei, bestehenden Einrichtungen nachgerüstet werden können.One Another advantage is that these additional measuring systems at, existing Equipment retrofitted can be.
Literatur:Literature:
- [1] Schüssler, H.,: Sonderanwendungen der industriellen Laser-Messtechnik, Automobil Industrie 4/84, Seite 467–472,[1] Schüssler, H.,: Special Applications of Industrial Laser Measurement, Automotive Industry 4/84, page 467-472,
- [2] Nakamura e.a: Development of a co-ordinate measuring system with tracking laser interferometers, Annals of the CIRP, Vol. 40/1/1991, P. 523–526[2] Nakamura e.a: Development of a co-ordinate measuring system with tracking laser interferometers, Annals of the CIRP, Vol. 40/1/1991, P. 523-526
- [3] Deutsche Patentanmehdung 19947374.9–52 „Verfahren zur Ermittlung von geometrischen Abweichungen von Koordinatenmessgeräten und Werkzeugmaschinen"[3] German Patent Application 19947374.9-52 "Method of Detection of geometric deviations of coordinate measuring machines and Machine Tools "
- [4] Nelder, J. A.; Mead, R.: A simplex method for function minimization, Computer Journal, p. 308–313, 1965[4] Nelder, J.A .; Mead, R .: A simplex method for function minimization, Computer Journal, p. 308-313, 1965
- [5] Wolf; H.: Ausgleichungsrechnung I + II, Dümmler, 1994[5] Wolf; H .: Balance calculation I + II, Dümmler, 1994
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001126753 DE10126753B4 (en) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | Method for increasing the accuracy of coordinate measuring machines and machine tools |
Applications Claiming Priority (1)
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DE2001126753 DE10126753B4 (en) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | Method for increasing the accuracy of coordinate measuring machines and machine tools |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10126753A1 DE10126753A1 (en) | 2002-12-12 |
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---|---|---|---|
DE2001126753 Expired - Lifetime DE10126753B4 (en) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | Method for increasing the accuracy of coordinate measuring machines and machine tools |
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