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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Meßsystem zum geometrischen Vermessen
eines Werkstückes,
mit einem Koordinatenmeßgerät und einem Drehtisch,
wobei das Koordinatenmeßgerät bei der Vermessung
die Raumform des auf dem Drehtisch angeordneten Werkstücks abfühlt.
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Drehtische
werden in Meßsystemen
zunehmend für
Koordinatenmeßgeräte eingesetzt,
da sich dann bestimmte Meßaufgaben
mit Hilfe der durch den Drehtisch bereitgestellten vierten, rotatorischen Achse,
um die das Werkstück
gedreht werden kann, leichter durchführen lassen. Insbesondere sind
dabei oftmals Meßaufgaben
mit ein und derselben Tastakonfigaration des Koordinatenmeßgerätes lösbar, wohingehend
ohne Drehtisch verschiedene Taststifte am Tastkopf verwendet werden
müßten. Für einen erfolgreichen
Einsatz eines Meßsystems
mit einem Drehtisch ist jedoch erforderlich, daß die vom Drehtisch eingestellten
Winkelwerte, d. h. die Drehung des Werkstücks um die rotatorische Achse
und Lage der rotatorischen Achse möglichst exakt idealen Gegebenheiten,
d. h. konstruktiven Vorgaben entsprechen; ansonsten wäre der Meßfehler
des Meßsystems
vergrößert.
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Die
DE 3 637 410 C2 erwähnt diesbezüglich verschiedene
Möglichkeiten,
einen Drehtisch zu kalibrieren und insbesondere die Laufabweichungen
der Drehachse in Form von axialer Abweichung, radialer Abweichung
und Taumelabweichung mittels eines auf dem Drehtisch plazierten
Prüfkörpers unter
Zuhilfenahme des Koordinatenmeßgerätes zu bestimmen.
Damit werden Korrekturen möglich,
die den Meßfehler
eines Meßsystems
mit Drehtisch herabsetzen.
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Meßsysteme
mit Koordinatenmeßgeräten wurden
ursprünglich
vorwiegend in speziellen Meßlabors
meist in Entwicklungsabteilungen eingesetzt. Mittlerweile werden
sie aber in steigender Anzahl direkt in der Fertigung von zu überprüfenden Gegenständen eingesetzt
und beispielsweise mit Bearbeitungsmaschinen zu einem flexiblen
Fertigungssystem verkettet. In solchen Umgebungen ist, anders als in
reinen Meßlabors,
oftmals mit einem die Meßgenauigkeit
negativen beeinflussenden Temperaturgang zu rechnen.
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Die
DE 36 31 825 A1 schlägt deshalb
eine entsprechende Klimatisierungskammer für ein Koordinatenmeßgerät vor, die
sicherstellt, daß das
Koordinatenmeßgerät gleichmäßig temperiert
ist. Dabei wird nicht versucht, eine möglichst exakte Temperatur einzustellen;
stattdessen wird die Temperatur in der Kammer gemessen und ein dazu
passender Korrekturdatensatz aus zuvor ermittelten, temperaturabhängigen Korrekturdatensätzen ausgewählt. Eine ähnlich temperaturabhängige Korrektur
sieht auch die
DE 36
20 118 C2 vor, die Temperatureinflüsse hinsichtlich Längenänderung
des vermessenen Werkstücks
und der am Koordinatenmeßgerät eingesetzten
Maßstäbe vornimmt.
Dieses Konzept wird in
DE
101 38 138 A1 weitergebildet, die die Abweichung der aktuellen
Betriebstemperaturen zu einer Bezugstemperatur bestimmt und dadurch
bewirkte Längenänderung
eines Taststiftes des Koordinatenmeßgerätes berechnet und bei der Gewinnung
der Meßwerte
an einem Meßobjekt
berücksichtigt.
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Die
drei letztgenannten Druckschriften befassen sich also damit, temperaturbewirkte
Fehler an einem Koordinatenmeßgerät zu korrigieren.
Die
DE 37 29 644 C2 verfolgt
hier einen anderen Ansatz, da gemäß der dort offenbarten Lehre
eine Messung nur dann durchgeführt
wird, wenn ein am Werkstück
angebrachter Temperaturfühler
eine innerhalb eines zulässigen
Bereiches liegende Temperatur anzeigt. Die Temperatur des Werkstücks wird
dort deshalb berücksichtigt,
weil es vorkommen kann, daß das
Werkstück
infolge eines gerade durchlaufenden Fertigungsprozesses (beispielsweise
durch Wasch- oder Trocknungsvorgänge)
erwärmt
oder abgekühlt
sein kann. Die Temperaturmessung verhindert also, daß durch
ein zu warmes oder kaltes Werkstück
eine unzulässige
Verfälschung
auftritt. Die Temperatur des Koordinatenmeßgerätes und eventuell dadurch verursachte
Meßfehler
werden von der
DE 37
29 644 C2 nicht angesprochen.
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Bei
einem in einem Fertigungsbereich integrierten Meßsystem mit Koordinatenmeßgerät und Drehtisch
geben die in Stand der Technik bekannten Korrekturverfahren keine
Lösung.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Meßsystem
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auch in
einem Fertigungsbereich mit vergleichsweise hohen Temperaturschwankungen
eine exakte Messung mit möglichst geringem
Aufwand möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
mit einem Meßsystem
zum geometrischen Vermessen eines Werkstückes, mit einem Koordinatenmeßgerät und einem Drehtisch,
wobei das Koordinatenmeßgerät bei der Vermessung
die Raumform des auf dem Drehtisch angeordneten Werkstücks abfühlt, wobei
der Drehtisch kalibriert wird, und dabei eine bei der Kalibrierung
vorliegende Temperatur des Drehtisches als Bezugstemperatur abgespeichert
wird, vor der Vermessung des Werkstückes die Temperatur des Drehtisches
erneut erfaßt
wird und bei einer einen Grenzwert überschreitenden Temperaturabweichung
zwischen der erneut erfaßten
Temperatur und der Bezugstemperatur vor der Vermessung Werkstückes eine
nochmalige Kalibrierung des Drehtisches vorgenommen wird.
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Die
Aufgabe wird ebenfalls gelöst
durch ein Meßsystem
zum geometrischen Vermessen eines Werkstückes, mit einem Koordinatenmeßgerät und einem
Drehtisch, wobei das Koordinatenmeßgerät bei der Vermessung die Raumform
des auf dem Drehtisch angeordneten Werkstücks abfühlt und dabei Meßwerte erzeugt
werden, bei dem ein auf dem Drehtisch befindliches Referenzobjekt
mit dem Koordinatenmeßgerät vor der
Vermessung des Werkstückes
abgefühlt
wird, dann das Werkstück
vermessen wird, wobei die Temperatur des Drehtisches ermittelt wird
und bei einer Temperaturänderung
oder -änderungsgeschwindigkeit
oberhalb eines Schwellwertes das Referenzobjekt nochmals abgefühlt, und
mittels der Abfühlung
des Referenzobjektes vor und nach Vermessung des Werkstückes eine
Korrektur der Meßwerte
des Werkstückes
vorgenommen wird.
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Erfindungsgemäß wird also
die aktuelle Temperatur zum Zeitpunkt der Messung berücksichtigt und
bei außerhalb
eines gewissen Zulässigkeitsbereichs
liegenden Temperaturbedingungen entweder eine direkte vollständige Neukalibrierung
des Meßsystems
vorgenommen oder zumindest eine Teil-Kalibrierung in Form eines
besonderen Korrekturmechanismusses unter Berücksichtigung eines auf dem Drehtisch
angeordneten Referenzobjekten ausgeführt.
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Welche
der beiden Erfindungsvarianten zu Anwendung kommt, kann von der
erforderlichen beziehungsweise gewünschten Meßgenauigkeit abhängig gemacht
werden. Eine Kalibrierung des Drehtisches direkt vor einer Messung
führt naturgemäß zu geringeren
Meßfehlern.
Die Erfindungsvariante mit vollständiger Neukalibrierung wird
deshalb für
Präzisionsanwendungen
zu bevorzugen sein, wobei natürlich
der Schwellwert, d. h. die Temperaturabweichung, ab der eine Neukalibrierung
vor der Vermessung des Werkstücks
durchgeführt
wird, auch einen gewissen Einfluß auf den Meßfehler
hat. Es ist deshalb zu bevorzugen, den Schwellwert so zu wählen, daß bei Temperaturschwankungen
innerhalb des Schwellwertes eine Soll-Meßgenauigkeit
eingehalten wird.
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Für die Erfindungsvariante
mit Neukalibrierung ist die Abspeicherung einer Bezugstemperatur bei
der letztmaligen Kalibrierung des Meßsystems wesentlich. Erst dadurch
kann überprüft werden,
ob das Meßsystem
im aktuellen Zustand hinreichend genau dem kalibrierten Zustand
entspricht. Gleichzeitig wird durch die Erfindung diese Überprüfung mit einer überraschend einfachen
Messung möglich;
es muß lediglich
die Temperatur erfaßt
werden. Aufwendige Präzisionsüberprüfungen der
Meßgenauigkeit des
Meßsystems
sind nicht nötig.
Die Abspeicherung der Bezugstemperatur bei der Kalibrierung und
der erfindungsgemäße Vergleich
der aktuellen Betriebstemperatur des Meßsystems direkt vor der Messung liefert
somit eine verblüffende
einfache Möglichkeit, den
Meßfehler
innerhalb spezifizierter Grenzen zu halten.
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Da,
wie bereits erwähnt,
die Temperaturabhängigkeit
von Meßfehlern,
die durch den Drehtisch verursacht werden, gar nicht oder nur sehr
aufwendig mathematisch zu beschreiben ist, wird die Temperatur des
Drehtisches erfaßt,
wobei es sich nicht um die unmittelbare Temperatur des Drehtischkörpers handeln
muß, sondern
eine Temperaturmessung im Bereich des Drehtisches genügen kann.
Es ist dabei natürlich
hinsichtlich der Genauigkeit der Temperaturmessung von Vorteil,
wenn die Temperaturmessung immer an der gleichen Stelle des Meßsystems
erfolgt.
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Für Anwendungen
mit geringeren Genauigkeitsanforderungen ist oftmals eine vollständige Kalibrierung
des Meßsystems
verzichtbar. Für
solche Anwendungen ist die zweite Erfindungsvariante vorgesehen,
die ebenfalls die Temperatur des Drehtisches berücksichtigt, jedoch bei einer
außerhalb
vorgegebener grenzenliegenden Temperaturbedingung (dabei kann es
sich sowohl um die absoluten Temperatur als auch um den Temperaturgradienten
handeln) nur eine' Teil-Kalibrierung
des Meßsystems
vornimmt, und dazu ein vor der Messung des Werkstückes bereits
erfaßtes
Referenzobjekt nach der Werkstückabfühlung noch
einmal abtastet. Anstelle der alle Parameter des Meßgerätes berücksichtigten
Kalibrierung tritt also bei zweiten Erfindungsvariante eine Vermessung
eines geeigneten Referenzobjektes, das sich auf dem Drehtisch befindet.
Diese Erfindungsvariante kommt also mit weniger Kalibrieraufwand
aus.
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Bei
vielen Meßaufgaben
läßt sich
am Werkstück
ein Referenzelement mit eingrenzbarem Formfehler finden, das als
Referenzobjekt dienen kann. In einem solchen Fall fungiert ein Element
des Werkstückes
selbst als Referenzobjekt, so daß auf externe Referenzobjekte
verzichtet werden kann. Idealerweise liegt das Referenzobjekt in
größerer Höhe über der
Auflage des Drehtisches, da damit temperaturbedingte Drehtischfehler
besonders gut erfaßt
werden können.
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Um
sowohl translatorische als auch rotatorische Abweichungen des Drehtisches
vom Idealverhalten mit möglichst
wenig Messungen erfassen zu können,
ist es bevorzugt, daß die
Abfühlung
das Referenzobjekt mit und ohne Betätigung des Drehtisches erfaßt, wobei
aus den Meßwerten
bei Abfühlung
ohne Drehtischbetätigung
eine Korrektur für eine
translatorische Abweichungen, aus den Meßwerten bei Abfühlung mit
Drehtischbetätigung
eine Korrektur für eine
Radialabweichung oder eine Taumelabweichung bestimmt wird. Vorzugsweise
wird bei der Abfühlung
des Drehtischbetätigung
an mindestens zwei, idealerweise vier Winkelpositionen des Drehtisches
eine Messung vorgenommen, d. h. die Messung erfordert nicht zwingend
eine kontinuierliche Bewegung des Drehtisches, obwohl eine solche natürlich unter
dem Gesichtspunkt einer optimalen Korrektur vorteilhaft ist.
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Möchte man
die Erfindung für
Meßaufgaben mit
wechselten Werkstücken
einsetzen, läßt sich meist
kein Element am Werkstück
definieren, daß dann
als Referenzobjekt dienen könnte.
Deshalb ist es für
solche Anwendungen bevorzugt, daß das Referenzobjekt ein an
einem Werkstückträger angebrachter
Prüfkörper ist.
Beispielsweise kann es sich um einen an Meßpaletten, auf denen Werkstücke angeordnet
werden, fest angebrachtes Vergleichselement handeln, insbesondere
eine Kugel, die in einem bestimmten Abstand über der Ebene der Drehtischauflage
liegt.
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Die
beiden Erfindungsvarianten, d. h. die vollständige Neukalibrierung des Meßsystems
beziehungsweise des Drehtisches bei Temperaturbedingungen, die um
mehr als ein zulässiges
Maß von
den Temperaturbedingungen der letzten Kalibrierung abweichen, und
die Teil-Kalibrierung
mit Vermessung eines Referenzobjektes im Falle bestimmter Temperaturabweichungen
während
der Werkstückmessung,
können
natürlich
auch kombiniert werden, um in einem quasi mehrstufigen Verfahren
je nach Temperaturbedingungen beziehungsweise Änderung der Temperaturbedingung
während
der Messung entweder eine Vermessung des Referenzobjektes oder gleich
eine vollständige
Kalibrierung des Meßsystems
oder Drehtisches vorzunehmen. Es ist deshalb in einer Weiterbildung
bevorzugt, daß vor
der Vermessung des Meßstückes die
Temperatur des Drehtisches erfaßt
wird und eine Abweichung zu einer Referenztemperatur, die bei einer
Kalibrierung des Drehtisches vorlag, bestimmt wird, und bei einer
einen Grenzwert überschreitenden
Differenz vor der Messung des Objektes eine Neukalibrierung des Drehtisches
vorgenommen wird. Ändert
sich während
der Werkstückmessung
die Temperatur um mehr als den Schwellwert, wird zusätzlich eine Teil-Kalibrierung vorgenommen.
Der Schwellwert ist dann also vorzugsweise kleiner als der Grenzwert.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber
noch näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigt:
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1 ein
Meßsystem
mit einem Koordinatenmeßgerät und einem
Drehtisch in vereinfachter perspektivischer Darstellung,
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2 ein
Ablaufdiagramm bei der Ausführung
einer Messung mit dem Meßsystem
der 1,
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3 und 4 Referenzmessungen
vor der Vermessung eines Werkstückes
und
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5 und 6 Referenzmessungen
nach der Vermessung eines Werkstückes.
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1 zeigt
ein Meßsystem
für Werkstücke, das
ein Koordinatenmeßgerät 1 umfaßt, welches
in der vorliegenden Ausführungsform
als Portalmeßgerät ausgebildet
ist. Dabei ist ein Portal 2 vorgesehen, daß auf einer
Basis 3 entlang einer mit y bezeichneten Achse verschiebbar
ist. Das Portal 2 trägt
eine Pinole 4, die am Portal entlang einer senkrecht zur y-Richtung
liegenden x-Richtung verschiebbar ist. Die Pinole 4 kann
entlang ihrer Pinolenachse in einer senkrecht zur x- und y-Richtung
liegenden z-Richtung verstellt werden. An der Spitze der Pinole 5 befindet
sich ein Taster 6, bestehend aus einem Tastkopf mit darin
angebrachtem Taststift, der an seiner Spitze eine Tastkugel trägt. Zum
Vermessen eines Werkstückes
wird die Tastkugel nun durch dreiachsige Verstellungen des Koordinatenmeßgerätes 1 über die
Oberfläche
des Werkstückes
unter Anlage mit einer bestimmten Kraft geführt. Die Koordinaten der Tastkugel
werden durch geeignete Erfassung der Stellung von Portal und Pinole
ermittelt und stellen nach geeigneten Korrekturen die Koordinaten
des vermessenen Werkstückes
dar.
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Auf
der Basis 3 des Koordinatenmeßgerätes 1 befindet sich
eine Drehtischeinheit 6, die einen Drehteller 7 aufweist.
Der Drehteller 7 ist um eine Achse 8 drehbar,
so daß ein
auf dem Drehteller 7 angeordnetes, zu vermessendes Werkstück entsprechenden
um die Achse 8 drehbar ist.
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Das
Meßsystem
weist weiter ein Steuergerät 9 auf,
das sowohl mit dem Koordinatenmeßgerät 1 als auch der Drehtischeinheit 6 verbunden
ist und entsprechende Koordinaten, d. h. die x- die y- und die z-
Koordinaten des Koordinatenmeßgerätes sowie die
Winkelstellung α der
Drehtischeinheit 6 einliest und daraus die entsprechenden
Meßwerte
bei der geometrischen Vermessung eines Werkstückes erzeugt. Weiter weitet
das Steuergerät 9 noch
die Temperatur T der Drehtischeinheit 6 aus, die von einem anderes
Drehtischeinheit 6 vorgesehenen Temperaturfühler angezeigt
wird. Alternativ kann auch eine externe Temperaturmeßeinheit
verwendet werden, die über
geeignete leitungsgebundene oder funkgestützte Datenverbindungen eine
Temperaturmeßwert an
das Steuergerät 9 überträgt. Natürlich steuert
das Steuergerät 6 auch
den Betrieb des Koordinatenmeßgerätes 1 und
der Drehtischeinheit 6.
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Zum
Vermessen eines Werkstückes
wird mit dem Meßsystem
in einer ersten Ausführungsform eine
Kalibrierung der Drehtischeinheit
6 durchgeführt. Dazu
kann beispielsweise das in der
DE 36 374 10 C2 offenbarte Verfahren verwendet
werden, bei dem verschiedene Prüfkörper auf
den Drehteller
7 gelegt und vermessen werden. Die Kalibrierung
liefert einen Satz Korrekturparameter, mit den Abweichungen der
Drehtischeinheit hinsichtlich der angezeigten Winkelstellung α oder Laufabweichung
der Drehachse, insbesondere der axialer, radialer oder Taumel-Abweichung,
aus den Meßwerten
herauskorrigiert werden können.
Zusammen mit derart erhaltenen Korrekturparametern wird die Temperatur
T als Bezugstemperatur abgelegt. Vorzugsweise sorgt man dabei während der
Kalibrierung für
eine ausreichende Temperaturkonstantheit, beziehungsweise speichert
Korrekturparameter nur dann ab, wenn während der Kalibrierung ausreichende
Temperaturkonstantheit, d. h. ein unter einer Obergrenze liegender
Temperaturgradient gegeben ist.
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Vor
der Messung eines Werkstückes
wird nun die Temperatur T der Drehtischeinheit 6 erneut gemessen
und mit der Bezugstemperatur verglichen. Sollte die Differenz einen
bestimmten Grenzwert überschreiten,
wird vor der Messung des Werkstückes
eine erneute Kalibrierung durchgeführt.
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In
der zweiten Ausführungsform
der Erfindung wird ebenfalls vor der Messung eines Werkstückes die
Temperatur T des Drehtisches 6 erfaßt. Anschließend wird
ein Referenzobjekt, daß sich
auf dem Drehtisch 7 befindet vermessen. Beim Referenzobjekt
kann es sich entweder um ein auf den Drehtisch 7 liegendes
Referenzelement des Werkstückes oder
um ein eigenständiges
Referenzelement handeln. Das Referenzelement wird dabei einmal ohne Betätigung der
Drehtischeinheit 6 und ein weiteres mal mit Betätigung der
Drehtischeinheit 6 abgefühlt.
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Anschließend wird
das auf dem Drehteller 7 liegende Bauteil vermessen. Danach
wird die Temperatur T zum Ende der Messung des Bauteils erfaßt. Liegt
die Differenz oberhalb eines bestimmten Schwellwertes oder wurde
ein bestimmter Temperaturgradientenschwellwert überschritten, wird das Referenzobjekt
erneut vermessen, wiederum einmal mit und einmal ohne Betätigung der
Drehtischeinheit 6.
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Aus
den so erhaltenen Meßwerten
des Referenzobjektes vor und nach Vermessung des Werkstückes jeweils
mit und ohne Betätigung
der Drehtischeinheit werden Korrekturwerte bestimmt, die es erlauben
den temperaturbedingten beziehungsweise temperaturgradientenbedingten
Meßfehler
weitgehend zu bereinigen. Dies wird später noch näher anhand eines dritten Ausführungsbeispiels
erläutert.
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In
einem dritten Ausführungsbeispiel
werden die Vorgehensweisen des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels
zusammengefaßt;
der dabei im System unter Steuerung des Steuergerätes 9 durchgeführte Verfahrensablauf
ist in 2 schematisch dargestellt.
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In
einem Schritt S1 wird eine Kalibrierung der Drehtischeinheit 6 vorgenommen;
diese Kalibrierung kann zu einem beliebigen Zeitpunkt vor der Vermessung
des Werkstückes
erfolgen und insbesondere auch schon länger zurückliegen. Bei der Kalibrierung der
Drehtischeinheit 6 wird in einem Schritt S2 die vorliegende
Temperatur T der Drehtischeinheit 6 gemessen und zusammen
mit den Korrekturparametern, die bei der Kalibrierung ermittelt
wurden, abgespeichert.
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Vor
der Messung eines Werkstückes
wird in einem Schritt S3 die Temperatur der Drehtischeinheit T gemessen
und in einem Schritt S4 einer Abfrage unterworfen, ob die Differenz
zwischen aktueller und Bezugstemperatur einen bestimmten Betrag überschreitet.
Alternativ kann auch der Temperaturgradient entsprechend ausgewertet
werden. Überschreitet die
Differenz einen Schwellwert (Y-Verzweigung) wird vor Schritt S1
zurückgesprungen,
d. h. es erfolgt eine erneute Kalibrierung im Meßsystem.
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Liegt
dagegen keine unzulässige
Abweichung von der Bezugstemperatur vor (N-Verzweigung), wird in
einem Schritt S5 das bereits hinsichtlich der zweiten Ausführungsform
erwähnte
Referenzobjekt vermessen. Vor der Messung des Referenzobjektes wird
in Schritt S5 die Temperatur T des Drehtisches 6 erfaßt und geeignet
abgelegt.
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Dann
folgt in einem Schritt S8 die eigentliche Messung des Werkstückes. Nach
der Messung des Werkstückes
wird wiederum das Referenzobjekt vermessen (Schritt S7), wobei zuvor
abgefragt werden kann, ob die Temperaturabweichung einen gewissen Grenzwert überschreitet
(in 2 nicht dargestellt) und Schritt S7 nur dann durchgeführt wird,
wenn eine gewisse Temperaturabweichung überschritten wurde.
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In
einem Schritt S8 wird anschließend
geprüft,
ob die Temperaturmessungen eine unzulässige Temperaturveränderung
anzeigen, d. h. ob der Temperaturgradient zwischen den Schritten
S5 und S7 ein unzulässiges
Maß übersteigt.
Alternativ können auch
die Messungen der Referenzobjekte herangezogen werden, d. h. wird
geprüft,
ob zwischen den Meßergebnissen
der zweimaligen Messung des Referenzobjektes eine bestimmte Mindestabweichung unterschritten
wird. Ist dies der Fall (Y-Verzweigung) ist die Messung des Werkstückes beendet,
da eine Korrektur nicht mehr erforderlich ist. Andernfalls (N-Verzweigung)
erfolgt in einem Schritt S10 eine Korrektur der Meßwerte des
Werkstückes,
wobei die in den Schritten S5 und S7 durchgeführten Messungen des Referenzobjektes
berücksichtigt
werden.
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Die 3 und 4 zeigen
beispielhafte Meßwerte
bei der Erfassung des Referenzobjektes vor der Vermessung des Werkstückes in
Schritt S6. Die 5 und 6 geben
die entsprechenden Meßwerte
der zweiten Erfassung des Referenzobjektes in Schritt S7 wieder.
In allen Figuren ist zur Vereinfachung eine zweitdimensionale Auftragung
von Meßpunkten
in einem x/y- Koordinatensystem
wiedergegeben. Natürlich
ist dieses Koordinatensystem nur beispielhaft zu verstehen.
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3 zeigt
einen Meßpunkt 10,
der bei der Vermessung des Referenzobjektes in Schritt S5 ohne Betätigung des
Drehtisches gewonnen wurde. 4 zeigt
vier Meßpunkte 10a, 10b, 10c und 10d, die
durch viermalige Antastung des Referenzobjektes bei Betätigung der
Drehtischeinheit 6 gewonnen wurden, wobei für den Meßpunkt 10a die
Winkelstellung des Drehtellers 0°,
bei Meßpunkt 10b 90°, bei Meßpunkt 10c 180° und bei
Meßpunkt 10d 270° betrug.
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5 zeigt
eine der 3 analoge Darstellung der Messung
in Schritt S7 ohne Betätigung
des Drehtisches. Wie zu sehen ist, ist der Meßpunkt 10 um eine
translatorische Abweichung 11 im Koordinatensystem verschoben.
Aus dem Vergleich zwischen der Messung der 3 und der 5 ergibt
sich automatisch die translatorische Korrektur 11, die
auf die Meßwerte
anzuwenden ist. Da die Messung der 3 den Zustand
vor der Vermessung des Werkstückes
wiedergibt, und die Messung der 5 die Bedingungen
nach dem Vermessen des Werkstückes
enthalten, wird vorteilhafterweise nicht die volle translatorische
Abweichung 11 bei der Korrektur berücksichtigt, sondern nur die
Hälfte
davon, da dies dem Mittelwert der translatorischen Abweichung während der
Vermessung des Werkstückes
am nächsten
kommt.
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6 zeigt
die Erfassung des Referenzobjektes mit Betätigung der Drehtischeinheit 6,
wobei wiederum zu entsprechenden Winkelstellungen 0°/90°/180°/270° Meßpunkte 10a/10b/10c/10d erhalten
wurden. Wie durch die Messung vor der Erfassung des Werkstückes bekannt
war (vgl. 4), sind die Meßpunkte 10a bis 10d durch
Korrekturen 12a bis 12d zu korrigierten Daten 13a bis 13d zu
berichtigen. Die Korrekturen 12a bis 12d beschreiben
die systematischen winkelabhängigen
Abweichungen des Drehtisches und sind im Gegensatz zur translatorischen
Abweichung von der Winkelstellung abhängig. Da die Korrekturen 12a bis 12d wiederum
den Korrekturbedarf zum Ende der Messung des Werkstückes anzeigen,
wird auch hier, um sich an den Mittelwert anzunähern, nur die Hälfte einer
jeden Korrektur 12a bis 12d berücksichtigt.
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Die
Korrekturen 12a bis 12d (die nur zur Veranschaulichung
in 6 gleich groß gezeichnet
sind, in Wirklichkeit jedoch regelmäßig unterschiedlich ausfallen
werden) dienen zur Korrektur der Meßwerte. Dazu kann entweder
im jeweiligen Quadranten, der eine Korrektur 12a bis 12d zugeordnet
ist, der entsprechende Korrekturwert durchgängig angewendet werden, oder
eine entsprechende Kreis- oder Polynomnäherung durch die Meßpunkte 10a bis 10d beziehungsweise
die Meßpunkte,
die dem halben Korrekturbedarf entsprechen, gelegt werden, um für jede Winkelstellung
den erforderlichen Korrekturwert hinsichtlich der rotatorischen
Abweichung zu erhalten.
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Die
derart gewonnenen Korrekturwerte hinsichtlich translatorischer und
rotatorischer Abweichung werden dann in Schritt S10 auf die Meßwerte, die
bei der Vermessung des Werkstückes
in Schritt S6 erhalten wurden, angewendet.