DE102015111509B4 - Error detection device and error detection method for a multi-axis tool, which comprises a rotating element and a moving element - Google Patents

Error detection device and error detection method for a multi-axis tool, which comprises a rotating element and a moving element Download PDF

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Abstract

Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) zur Erfassung eines Fehlers eines Mehrachsen-Werkzeugs (1, 1a, 1b, 1c, 1d), welches ein Rotationselement (10) und ein Bewegungselement (20) umfasst, wobei die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst:ein optisches Element (140), das auf dem Rotationselement (10) angeordnet ist und eine Reflektionsschicht (142) aufweist, um Licht zurück in einer Richtung parallel zu einer Einfallsrichtung des Lichts zu reflektieren; undeine Erfassungseinheit (170, 180), die auf dem Bewegungselement (20) angeordnet und ausgestaltet ist, einen ersten Lichtstrahl (122a) und einen zweiten Lichtstrahl (122b) auf das optische Element (140) zu emittieren, wobei der erste Lichtstrahl (122a) mit dem zweiten Lichtstrahl (122b) einen spitzen Winkel (θ) definiert, worin die Erfassungseinheit (170, 180) einen ersten Positionssensor (150) und einen zweiten Positionssensor (160) umfasst;worin wenn das optische Element (140) mit dem Rotationselement (10) gedreht wird und das Bewegungselement (20) relativ zu dem Rotationselement (10) bewegt wird, so dass die Erfassungseinheit (170, 180) und das optische Element (140) die gleiche ringförmige Umlaufbahn durchlaufen, der erste Lichtstrahl (122a) und der zweite Lichtstrahl (122b) in das optische Element (140) emittiert werden und dann durch die Reflektionsschicht (142) zu dem ersten Positionssensor (150) und dem zweiten Positionssensor (160) reflektiert werden, wobei die Erfassungseinheit (170, 180) über den ersten Positionssensor (150) die Positionen des ersten Lichtstrahls (122a) und die Erfassungseinheit (170, 180) über den zweiten Positionssensor (160) die Positionen des zweiten Lichtstrahls (122b) erfasst, um eine Änderung einer relativen Position zwischen dem Rotationselement (10) und den Bewegungselement (20) zu erfassen.Error detection device (100) for detecting an error in a multi-axis tool (1, 1a, 1b, 1c, 1d), which comprises a rotation element (10) and a movement element (20), wherein the error detection device ( 100) is characterized by comprising: an optical element (140) disposed on the rotating element (10) and having a reflective layer (142) for reflecting light back in a direction parallel to an incident direction of the light; anda detection unit (170, 180) which is arranged on the moving element (20) and is designed to emit a first light beam (122a) and a second light beam (122b) onto the optical element (140), the first light beam (122a) defines an acute angle (θ) with the second light beam (122b), wherein the detection unit (170, 180) comprises a first position sensor (150) and a second position sensor (160); wherein when the optical element (140) with the rotating element ( 10) is rotated and the moving element (20) is moved relative to the rotating element (10) so that the detection unit (170, 180) and the optical element (140) pass through the same annular orbit, the first light beam (122a) and the second light beams (122b) are emitted into the optical element (140) and then reflected through the reflective layer (142) to the first position sensor (150) and the second position sensor (160), the detection being a unit (170, 180) detects the positions of the first light beam (122a) via the first position sensor (150) and the detection unit (170, 180) detects the positions of the second light beam (122b) via the second position sensor (160) in order to detect a change in a to detect relative position between the rotating element (10) and the moving element (20).

Description

Hintergrund des Standes der TechnikBackground of the prior art

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fehler-Erfassungs-Vorrichtung und ein Fehler-Erfassungs-Verfahren, und insbesondere eine Fehler-Erfassungs-Vorrichtung und ein Fehler-Erfassungs-Verfahren zum Nachweis eines Fehlers eines Mehrachsen-Werkzeuges, welches ein Rotationselement und ein Bewegungselement umfasst.The present disclosure relates to an error detection device and an error detection method, and more particularly to an error detection device and an error detection method for detecting an error of a multi-axis tool comprising a rotating member and a moving member.

Stand der TechnikState of the art

Mit dem Fortschritt der industriellen Entwicklung kann ein Produkt mittels eines Maschinen-Werkzeuges verarbeitet werden so dass das Produkt den Anforderungen einer höchst effizienten Verarbeitung genügt. So kann beispielsweise ein mit drei bewegbaren Mechanismen auf drei linearen Achsen ausgestattetes Maschinen-Werkzeug ein Drei-Achsen Maschinen-Werkzeug werden. Darüber hinaus kann ein Maschinen-Werkzeug, bei dem drei existierende lineare Achsen mit zwei Rotationsachsen kombiniert wird, ein Fünf-Achsen Maschinen-Werkzeug werden, das bei einer immer komplexer werdenden Oberflächenbehandlung oder einer Verarbeitung einer Komponente mit komplexerem Aufbau eingesetzt wird, wie einem Ventilator-Blatt, einem Zylinder und so weiter. Derartige Fünf-Achsen Maschinen- Werkzeuge weisen die Eigenschaften auf, dass fünf Achsen gleichzeitig agieren können, so dass die Verarbeitungszeit des Produkts erheblich verringert und die Herstellungseffizienz gesteigert werden kann. Dies ist der Grund, warum Maschinen-Werkzeuge mit fünf Achsen die Aufmerksamkeit der Industrie auf sich gezogen haben und in der Industrie vermehrt zum Einsatz kommen.With the progress of industrial development, a product can be processed using a machine tool so that the product meets the requirements of highly efficient processing. For example, a machine tool equipped with three movable mechanisms on three linear axes can become a three-axis machine tool. In addition, a machine tool that combines three existing linear axes with two rotational axes can become a five-axis machine tool that is used in increasingly complex surface treatment or processing of a component with a more complex structure, such as a fan Sheet, a cylinder and so on. Such five-axis machine tools have the properties that five axes can act at the same time, so that the processing time of the product can be reduced considerably and the production efficiency can be increased. This is the reason why machine tools with five axes have attracted the attention of the industry and are increasingly being used in the industry.

Um den Anforderungen an ein hochqualitatives Produkt zu genügen gibt es zwei Arten, um das technische Niveau und die Präzision des vorstehend aufgeführten Mehrachsen-Werkzeuges zu verbessern. Die erste Art und Weise besteht darin, die Präzision des Gesamtaufbaus des Maschinen-Werkzeugs zu verbessern, wobei damit jedoch viel Zeit, Arbeitsaufwand und Geld vergeudet wird und den immanenten Bedarf der Industrie nicht schnell gelöst wird. Die zweite Art und Weise besteht darin einen Fehler des Maschinen-Werkzeugs zu erfassen, indem eine Fehler-Erfassungs-Vorrichtung eingesetzt wird, um so die Präzision des Maschinen-Werkzeugs durch Fehler-Kompensation zu erhöhen. Die zweite Art und Weise ist nicht nur schnell sondern auch einfach, so dass die Industrie dazu tendiert, das technische Niveau und die Verarbeitungs-Präzision anzuheben, indem die Fehler des Maschinen-Werkzeugs erfasst werden.In order to meet the requirements of a high quality product, there are two ways to improve the technical level and the precision of the multi-axis tool listed above. The first way is to improve the precision of the overall construction of the machine tool, but it wastes a lot of time, labor and money and does not quickly solve the immanent needs of the industry. The second way is to detect an error of the machine tool by using an error detection device so as to increase the precision of the machine tool by error compensation. The second way is not only quick but also easy, so that the industry tends to raise the technical level and the processing precision by detecting the errors of the machine tool.

Im Stand der Technik wurde vorgeschlagen, dass die Fehler der des vorstehend aufgeführten Fünf-Achsen-Maschinen-Werkzeugs unter Verwendung eines DBB (Doppel-Kugelsperre), einem Laser-Interferometer, einem elektronischen Niveau usw. erfasst werden. Diese Vorrichtungen können jedoch lediglich einen Fehler auf einer einzigen Achse erfassen und nicht einen Fehler auf mehreren Achsen gleichzeitig erhalten. Die Mehrachsen-synchronisierte Erfassung des Fünf-Achsen-Maschinen-Werkzeug ist daher noch zu verbessern. Außerdem im Stand der Technik offenbart US 2006 / 0 215 179 A1 eine Vorrichtung zum Messen der Abweichung einer Bewegungsbahn von einer geraden Linie bei der Bewegung eines ersten Körpers in Bezug auf einen zweiten Körper, umfassend eine Sendeeinheit, die an einem der Körper angebracht ist, und eine optische Einheit, die an dem anderen der Körper angebracht ist. Die Sendeeinheit lenkt mindestens einen Lichtstrahl auf die optische Einheit, so dass zwei oder mehr Lichtstrahlen darin empfangen werden. Eine der Einheiten ist mit zwei oder mehr Detektoren versehen, um die Lichtstrahlen zu erfassen, die zur optischen Einheit übertragen oder von dieser reflektiert werden. Die Position der Lichtstrahlen auf den Detektoren wird verwendet, um die Abweichung einer Bewegungsbahn von einer geraden Linie eines der Körper in Bezug auf den anderen in mindestens einem Freiheitsgrad zu berechnen. TW 2011 20596 A offenbart ein dynamisches Wegerfassungsverfahren sowie eine Vorrichtung für eine fünfachsige Werkzeugmaschine. Die fünfachsige Werkzeugmaschine umfasst eine Detektionsvorrichtung. Diese ist mit einem Detektor und einem Cat-Eye-Reflektor ausgestattet. Der Detektor hat ein Mikrointerferometer, einen Strahlteiler und einen Vierquadranten-Verschiebungssensor. Während der Detektor einen Laserstrahl aussendet, um auf den Cat-Eye-Reflektor zu fokussieren, kalibriert der Detektor die Detektionsvorrichtung. Danach erfasst die Erfassungsvorrichtung einen Bewegungspfad durch zwei lineare Achsen mit einer Rotationsachse oder einer doppelten Rotationsachse und tastet nacheinander eine feste Position oder kontinuierliche Dynamik ab, um den dynamischen Weg der Werkzeugmaschine zu erfassen.In the prior art, it has been proposed that the errors of the above-mentioned five-axis machine tool be detected using a DBB (double ball lock), a laser interferometer, an electronic level, and so on. However, these devices can only detect a fault on a single axis and cannot receive a fault on multiple axes at the same time. The multi-axis synchronized detection of the five-axis machine tool must therefore still be improved. In addition, in the prior art, US 2006/0 215 179 A1 discloses a device for measuring the deviation of a movement path from a straight line during the movement of a first body in relation to a second body, comprising a transmitter unit which is attached to one of the bodies and an optical unit attached to the other of the bodies. The transmitting unit directs at least one light beam onto the optical unit, so that two or more light beams are received therein. One of the units is provided with two or more detectors to detect the light beams transmitted to or reflected from the optical unit. The position of the light beams on the detectors is used to calculate the deviation of a movement path from a straight line of one of the bodies in relation to the other in at least one degree of freedom. TW 2011 20 596 A discloses a dynamic displacement detection method and a device for a five-axis machine tool. The five-axis machine tool includes a detection device. This is equipped with a detector and a cat-eye reflector. The detector has a micro interferometer, a beam splitter and a four-quadrant displacement sensor. While the detector emits a laser beam to focus on the cat-eye reflector, the detector calibrates the detection device. The detection device then detects a movement path through two linear axes with one axis of rotation or a double axis of rotation and successively scans a fixed position or continuous dynamics in order to detect the dynamic path of the machine tool.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die vorliegende Erfindung liefert eine Fehler-Erfassungs-Vorrichtung, zur Erfassung eines Fehlers eines Mehrachsen-Werkzeugs, welches ein Rotationselement und ein Bewegungselement umfasst, bei der zwei Lichtstrahlen emittiert werden zwischen denen ein spitzer Winkel definiert wird. Die zwei Lichtstrahlen gelangen in zwei Positionssensoren, so dass ein Mehrachsen-Fehler eines Mehrachsen-Werkzeugs gleichzeitig erfasst werden kann.The present invention provides a failure detection device for detecting a failure a multi-axis tool comprising a rotating element and a moving element, in which two light beams are emitted between which an acute angle is defined. The two light beams reach two position sensors so that a multi-axis error of a multi-axis tool can be detected at the same time.

Die vorliegende Erfindung liefert ein Fehler-Erfassungs-Verfahren zur Erfassung eines Fehlers eines Mehrachsen-Werkzeugs, welches ein Rotationselement und ein Bewegungselement umfasst, um Mehrachsen-Fehler eines Mehrachsen-Werkzeug mittels der vorstehend aufgeführten Fehler-Erfassungs-Vorrichtung zu erfassen.The present invention provides an error detection method for detecting an error of a multi-axis tool, which comprises a rotating element and a moving element, in order to detect multi-axis errors of a multi-axis tool by means of the above-mentioned error detection device.

Die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird zur Erfassung von Fehlern des Mehrachsen-Werkzeugs eingesetzt. Das Mehrachsen-Werkzeug weist ein Rotationselement und ein Bewegungselement auf. Die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung umfasst ein optisches Element und eine Erfassungseinheit. Das optische Element ist an dem Rotationselement angeordnet und weist eine Reflektionsschicht auf, worin die Reflektionsschicht Licht in einer Richtung parallel zu einer Einfallsrichtung des Lichts zurück-reflektiert. Die Erfassungseinheit ist auf dem Bewegungselement angeordnet und ausgestaltet, einen ersten Lichtstrahl und einen zweiten Lichtstrahl auf das optische Element zu emittieren, worin der erste Lichtstrahl mit dem zweiten Lichtstrahl einen spitzen Winkel definiert. Die Erfassungseinheit umfasst einen ersten Positionssensor und einen zweiten Positionssensor. Während das optische Element mit dem Rotationselement gedreht wird und sich das Bewegungselement relativ zu dem Rotationselement bewegt, so dass sich die Erfassungseinheit und das optische Element auf der gleichen ringförmigen Umfangslinie bewegen, werden der erste und der zweite Lichtstrahl in das optische Element emittiert, und dann durch die Reflexionsschicht jeweils zu dem ersten Positionssensor und den zweiten Positionssensor reflektiert. Die Erfassungseinheit erfasst die Positionen des ersten und zweiten Lichtstrahls durch den ersten Positionssensor bzw. den zweiten Positionssensor, um eine Abweichung einer relativen Position zwischen dem Rotationselement und dem Bodenelement zu erfassen.The defect detection device of the present invention is used to detect defects in the multi-axis tool. The multi-axis tool has a rotation element and a movement element. The error detection device comprises an optical element and a detection unit. The optical element is arranged on the rotating element and has a reflective layer, wherein the reflective layer reflects light back in a direction parallel to an incident direction of the light. The detection unit is arranged on the moving element and is designed to emit a first light beam and a second light beam onto the optical element, wherein the first light beam defines an acute angle with the second light beam. The detection unit comprises a first position sensor and a second position sensor. While the optical element is rotated with the rotary element and the moving element moves relative to the rotary element so that the detection unit and the optical element move on the same annular circumference, the first and second light beams are emitted into the optical element, and then reflected by the reflective layer to the first position sensor and the second position sensor, respectively. The detection unit detects the positions of the first and second light beams through the first position sensor and the second position sensor, respectively, in order to detect a deviation in a relative position between the rotating element and the floor element.

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Fehler-Erfassungs-Verfahren, das eingesetzt wird, um unter Verwendung der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung den Fehler des Mehrachsen-Werkzeugs zu erfassen. Das Mehrachsen-Werkzeug weist ein Rotationselement und ein Bodenelement auf. Die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung umfasst ein optisches Element und eine Erfassungseinheit. Das optische Element ist auf dem Rotationselement angebracht und weist eine Reflektionsschicht auf, worin die Reflektionsschicht Licht in eine Richtung parallel zu einer Einfallsrichtung des Lichts reflektiert. Die Erfassungseinheit befindet sich auf dem Bewegungselement und umfasst einen ersten Positionssensor und einen zweiten Positionssensor. Das Fehler-Erfassungs-Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Verwenden der Erfassungseinheit, um einen ersten Lichtstrahl und einen zweiten Lichtstrahl auf das optische Element zu emittieren, worin der erste Lichtstrahl mit dem zweiten Lichtstrahl einen spitzen Winkel definierte; drehen des Rotationselements und Bewegen des Bewegungselements relativ zu dem Rotationselement, so dass sich die Erfassungseinheit und das optische Element in der gleichen Umfangslinie bewegen, während die Erfassungseinheit den ersten Lichtstrahl und den zweiten Lichtstrahl in das optische Element emittieren und die Reflektionsschicht den ersten Lichtstrahl und den zweiten Lichtstrahl zu dem ersten Positionssensor bzw. dem zweiten Positionssensor zurück-reflektiert; und Verwenden des ersten Positionssensors bzw. des zweiten Positionssensors, um die Positionen des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls zu erfassen, um eine Abweichung einer relativen Position zwischen dem Rotationselement und dem Bewegungselement zu erfassen.The present invention discloses a defect detection method used to detect the defect of the multi-axis tool using the defect detection device. The multi-axis tool has a rotation element and a floor element. The error detection device comprises an optical element and a detection unit. The optical element is mounted on the rotating element and has a reflective layer, wherein the reflective layer reflects light in a direction parallel to an incident direction of the light. The detection unit is located on the movement element and comprises a first position sensor and a second position sensor. The fault detection method comprises the steps of: using the detection unit to emit a first light beam and a second light beam onto the optical element, wherein the first light beam defined an acute angle with the second light beam; rotating the rotating element and moving the moving element relative to the rotating element, so that the detection unit and the optical element move in the same circumferential line, while the detection unit emits the first light beam and the second light beam into the optical element and the reflective layer emits the first light beam and the second light beam reflected back to the first position sensor and the second position sensor, respectively; and using the first position sensor and the second position sensor, respectively, to detect the positions of the first light beam and the second light beam in order to detect a deviation in a relative position between the rotating element and the moving element.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Erfassungseinheit eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle, die ausgestaltet sind, den ersten Lichtstrahl bzw. den zweiten Lichtstrahl zu emittieren.In one embodiment of the present invention, the detection unit comprises a first light source and a second light source which are configured to emit the first light beam and the second light beam, respectively.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Erfassungseinheit eine Lichtquelle und einen Satz optischer Linsen, worin die Lichtquelle ausgestaltet ist, einen Lichtstrahl zu emittieren, der dann durch die optischen Linsen-Satz geleitet wird, um den ersten Lichtstrahl und den zweiten Lichtstrahl zu erzeugen.In one embodiment of the present invention, the detection unit comprises a light source and a set of optical lenses, wherein the light source is configured to emit a light beam which is then passed through the optical lens set to generate the first light beam and the second light beam.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der erste Positionssensor eine erste Erfassungsseite und der zweite Positionssensor umfasst eine zweite Erfassungsseite. Während das optische Element mit dem Rotationselement um eine erste Rotationsachse des Mehrachsen-Werkzeugs gedreht wird, wobei die relative Position zwischen der Erfassungseinheit und dem optischen Element verändert wird, werden auf der ersten Erfassungsseite eine erste Abweichung und eine zweite Abweichung erfasst, wobei eine dritte Abweichung auf der zweiten Erfassungsseite erfasst wird. Die erste Abweichung, die zweite Abweichung und die dritte Abweichung werden zur Berechnung des Rotations-Fehlers des Rotationselement auf einer ersten linearen Ache verwendet, einer zweiten linearen Achse bzw. einer dritten linearen Achse des Mehrachsen-Werkzeuges verwendet.In one embodiment of the present invention, the first position sensor comprises a first detection side and the second position sensor comprises a second detection side. While the optical element is rotated with the rotary element about a first axis of rotation of the multi-axis tool, the relative position between the detection unit and the optical element being changed, a first deviation and a second deviation are detected on the first detection side, with a third deviation is recorded on the second recording page. The first deviation, the second deviation and the third deviation are used to calculate the rotation error of the rotating element on a first linear axis, a second linear axis and a third linear axis of the multi-axis tool, respectively.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht eine Erstreckungsrichtung des Bewegungselements senkrecht zu der ersten Rotationsachse, wobei die erste Rotationsachse parallel zu der dritten linearen Achse steht.In one embodiment of the present invention, a direction of extent of the movement element is perpendicular to the first axis of rotation, the first axis of rotation being parallel to the third linear axis.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht die Erstreckungsrichtung des Bewegungselements parallel zu der ersten Rotationsachse, und die erste Rotationsachse ist parallel zu der dritten linearen Achse.In one embodiment of the present invention, the direction of extension of the moving element is parallel to the first axis of rotation, and the first axis of rotation is parallel to the third linear axis.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Mehrachsen-Werkzeug weiter einen Rotationssitz, der um eine zweite Rotationsachse drehbar ist. Das Rotationselement ist auf dem Rotationssitz angeordnet. Die erste Rotationsachse verläuft parallel zu der dritten linearen Achse, während der Rotationssitz nicht gedreht wird, und die zweite Rotationsachse verläuft parallel zu der zweiten linearen Achse.In one embodiment of the present invention, the multi-axis tool further comprises a rotary seat that is rotatable about a second axis of rotation. The rotating element is arranged on the rotating seat. The first axis of rotation is parallel to the third linear axis while the rotary seat is not rotated, and the second axis of rotation is parallel to the second linear axis.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das optische Element eine sphärische Linse, worin der Brechungsindex der sphärischen Linse 2 ist.In one embodiment of the present invention, the optical element is a spherical lens, wherein the refractive index of the spherical lens is 2.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die vorstehend aufgeführte Erfassungseinheit eine Lichtquelle und einen Satz optischer Linsen. Der Satz optischer Linsen umfasst einen ersten PBS (polarisierten Lichtstrahl-Splitter), einen zweiten PBS, eine erste QWP (Viertelwellen-Platte) und eine zweite QWP. Der erste PBS ist zwischen der ersten QWP und der Lichtquelle angeordnet. Der erste Positionssensor und der zweite PBS sind jeweils auf zwei Seiten des ersten PBS angeordnet, und der zweite PBS ist zwischen der zweiten QWP und dem zweiten Positionssensor angeordnet.In one embodiment of the present invention, the above-mentioned detection unit comprises a light source and a set of optical lenses. The set of optical lenses includes a first PBS (polarized light beam splitter), a second PBS, a first QWP (quarter wave plate) and a second QWP. The first PBS is placed between the first QWP and the light source. The first position sensor and the second PBS are each arranged on two sides of the first PBS, and the second PBS is arranged between the second QWP and the second position sensor.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Positionssensor eine QPD (Quadranten-Photodiode), ein CCD-Sensor (Ladungsträger gekoppelter Schaltungs-Sensor) oder ein CMOS-Sensor (Komplementär-Metalloxid-Halbleiter-Sensor), und der zweite Positionssensor ist ein ein-dimensionaler Positionssensor, ein zwei-dimensionaler Positionssensor oder ein Quadranten-Positionssensor.In one embodiment of the present invention, the first position sensor is a QPD (Quadrant Photodiode), a CCD (Charge Carrier Coupled Circuit Sensor) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor, and the second position sensor is a one-dimensional position sensor, a two-dimensional position sensor or a quadrant position sensor.

Zusammenfassend, die zwei Lichtstrahlen der Erfassungseinheit der vorliegenden Erfindung werden durch die Reflektionsschicht reflektiert, und die reflektierten Lichtstrahlen gelangen in zwei Positionssensoren, so dass die zwei Positionssensoren ein Erfassungsergebnis erzeugen, das anzeigt, ob die relative Position zwischen dem optischen Element und der Erfassungseinheit verändert ist. Damit kann mit der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung und dem Fehler-Erfassungs-Verfahren der vorliegenden Erfindung Mehrachsen-Fehler des Mehrachsen-Werkzeugs gleichzeitig erfasst werden, wobei der Mehrachsen-Fehler dazu verwendet werden kann, die Bewegung des Mehrachsen-Werkzeugs auszugleichen.In summary, the two light beams of the detection unit of the present invention are reflected by the reflective layer, and the reflected light beams enter two position sensors, so that the two position sensors produce a detection result indicating whether the relative position between the optical element and the detection unit is changed . Thus, with the error detection device and the error detection method of the present invention, multi-axis errors of the multi-axis tool can be detected simultaneously, and the multi-axis error can be used to compensate for the movement of the multi-axis tool.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wird nun aus der ausführlichen Beschreibung, die hier lediglich zur Erläuterung gegeben wird, und daher die vorliegende Erfindung nicht begrenzt, besser verständlich und worin:

  • 1 ein schematisches Diagramm einer Fehler-Erfassungs-Vorrichtung ist, die an einem Mehrachsen-Werkzeug gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • 2 ist ein teilweise vergrößertes Diagramm von Teil A der 1.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein Flussdiagramm eines Fehler Erfassungs-Verfahrens gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren der in 2 gezeigten Fehler-Erfassungs-Vorrichtung, angewendet bei einem Mehrachsen-Werkzeug, zeigt.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie ein in 3 gezeigter erster Positionssensor und zweiter Positionssensor erfassen, ob eine Erfassungsentfernung verändert ist.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zeigt, wie eine Fehler-Erfassungs-Vorrichtung bei einem Mehrachsen-Werkzeug gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • 8 ist ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren zeigt, wie eine Fehler-Erfassungs-Vorrichtung bei einem Mehrachsen-Werkzeug gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • 9 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, dass ein erster Lichtstrahl und ein zweiter Lichtstrahl durch ein in 3 gezeigtes optisches Element reflektiert wird.
  • 10 ist ein schematisches Diagramm einer Fehler-Erfassungs-Vorrichtung, die an einem Mehrachsen-Werkzeug gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • 11 und 12 sind schematische Diagramme, die Verfahren der zwei unterschiedlichen Betriebszustände der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung und des in 10 gezeigten Mehrachsen-Werkzeugs zeigen.
  • 13 ist ein schematisches Diagramm einer Fehler-Erfassungs-Vorrichtung, die an einem Mehrachsen-Werkzeug gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
  • 14 und 15 sind schematische Diagramme, die Verfahren von zwei unterschiedlichen Betriebszuständen der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung und des in 13 gezeigten Mehrachsen-Werkzeuges zeigen.
  • 16 ist ein schematisches Diagramm einer Fehler-Erfassungs-Vorrichtung gemäß einem sechsten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung.
The invention will now be better understood from the detailed description which is given here by way of illustration only and therefore not limiting the present invention and wherein:
  • 1 Figure 3 is a schematic diagram of a failure detection apparatus used on a multi-axis tool in accordance with a first preferred embodiment of the present invention.
  • 2 FIG. 13 is a partially enlarged diagram of part A of FIG 1 .
  • 3 Fig. 13 is a schematic diagram of the failure detection apparatus according to the first preferred embodiment of the present invention.
  • 4th Figure 13 is a flow chart of a failure detection method in accordance with the first preferred embodiment of the present invention.
  • 5 FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a method of FIG 2 shows the failure detection device shown applied to a multi-axis tool.
  • 6th Fig. 13 is a schematic diagram showing how an in 3 The first position sensor and the second position sensor shown detect whether a detection distance has changed.
  • 7th Fig. 13 is a schematic diagram showing a method of applying a failure detection device to a multi-axis tool according to a second preferred embodiment of the present invention.
  • 8th Fig. 13 is a schematic diagram showing a method of applying a failure detection device to a multi-axis tool according to a third preferred embodiment of the present invention.
  • 9 FIG. 13 is a schematic diagram showing a first light beam and a second light beam passing through an in 3 shown optical element is reflected.
  • 10 Fig. 13 is a schematic diagram of a failure detecting device applied to a multi-axis tool according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
  • 11 and 12th FIG. 13 are schematic diagrams showing the processes of the two different operating states of the fault detection device and the FIG 10 shown multi-axis tool.
  • 13th Fig. 13 is a schematic diagram of a failure detecting device applied to a multi-axis tool according to a fifth preferred embodiment of the present invention.
  • 14th and 15th are schematic diagrams showing the processes of two different Operating states of the error detection device and the in 13th shown multi-axis tool.
  • 16 Fig. 13 is a schematic diagram of a failure detecting device according to a sixth aspect of the present invention.

AUSFÜHLRICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung klar, welche unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen gegeben wird, worin die gleichen Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.The present invention will become apparent from the following detailed description given with reference to the accompanying drawings, in which like reference characters designate like elements.

1 ist ein schematisches Diagramm einer Fehler-Erfassungs-Vorrichtung, die bei einem Mehrachsen-Werkzeug gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. 2 ist eine Teilvergrößerung von Teil A der 1. Zu den 1 und 2. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Fehler-Erfassungs-Vorrichtung 100 dazu verwendet Fehler eines Mehrachsen-Werkzeuges 1 zu erfassen, worin das Mehrachsen-Werkzeug 1 ein Rotationselement 10 aufweist und ein Bewegungselement 20. So kann das Mehrachsen-Werkzeug 1 beispielsweise eine Fünf-Achsen Schärfmaschine sein. Deren Rotationselement 10 kann eine Drehwelle sein, die um eine erste Rotationsachse A1 drehen kann, und das Bewegungselement 20 kann eine Spindel sein, die relativ zu dem Rotationselement 10 entlang einer ersten linearen Achse X, einer zweiten linearen Achse Y und einer dritten linearen Achse Z bewegt wird. In dieser Ausführungsform kann sich das Bewegungselement 20 entlang der ersten und zweiten linearen Achse X und Y bewegen und das Rotationselement 10 kann sich entlang der dritten linearen Achse Z bewegen, so dass sich das Bewegungselement 20 relativ zu dem Rotationselement 10 entlang der dritten linearen Achse Z bewegt. Die erste lineare Achse X, die zweite linear Achse Y und die dritte lineare Achse Z stehen senkrecht zueinander. 1 Fig. 13 is a schematic diagram of a failure detecting device applied to a multi-axis tool according to a first preferred embodiment of the present invention. 2 is a partial enlargement of part A of the 1 . To the 1 and 2 . In the present embodiment, there is a failure detection device 100 uses errors in a multi-axis tool for this purpose 1 to capture where the multi-axis tool 1 a rotation element 10 has and a moving element 20th . This is what the multi-axis tool can do 1 for example a five-axis sharpening machine. Their rotation element 10 can be a rotating shaft that rotates around a first axis of rotation A1 can rotate, and the moving element 20th can be a spindle relative to the rotating element 10 is moved along a first linear axis X, a second linear axis Y and a third linear axis Z. In this embodiment, the moving element 20th move along the first and second linear axes X and Y and rotate the element 10 can move along the third linear axis Z, so that the moving element 20th relative to the rotating element 10 moved along the third linear axis Z. The first linear axis X, the second linear axis Y and the third linear axis Z are perpendicular to each other.

3 ist ein schematisches Diagramm der in 2 gezeigten Fehler-Erfassungs-Vorrichtung. Zu den 2 und 3. Um das Diagramm einfach verständlich zu machen, werden einige Komponenten der in 3 gezeigten Fehler-Erfassungs-Vorrichtung 100 weggelassen. Die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung 100 umfasst ein Hüllen-Element 110, eine Lichtquelle 120, einen Satz optischer Linsen 130, ein optisches Element 140, einen erste Positionssensor 150 und einen zweiten Positionssensor 160. Das Hüllen-Element 110 ist an dem Bewegungselement 20 angebracht. Die Lichtquelle 120, der Satz optischer Linsen 130, der erste Positionssensor 150 und der zweite Positionssensor 160 sind in dem Hüllen-Element 110 angeordnet, um eine Erfassungseinheit 170 darzustellen, und die Lichtquelle 120 ist ausgestaltet, einen Lichtstrahl 122 zu emittieren. Die Lichtquelle 120 kann vorzugsweise eine Laserdiode oder ein Helium-Neon Laser sein, so dass der emittierte Lichtstrahl 122 einen hohen Richtfaktor und eine hohe Kohärenz aufweist. Gelangt der Lichtstrahl 122 durch den Satz optischer Linsen 130, dann werden ein erster Lichtstrahl 122a bzw. ein zweiter Lichtstrahl 122b erzeugt. So kann beispielsweise der erste Lichtstrahl 122a ein geradeaus gerichteter Lichtstrahl sein, wie in 3 gezeigt ist, und der zweite Lichtstrahl 122b kann ein schräg verlaufender Lichtstrahl sein, wie in 3 gezeigt ist. Das optische Element 140, das auf dem Rotationselement 10 angeordnet ist, weist eine Reflektionsschicht 142 auf, wobei das Material der Reflektionsschicht 142 Aluminium oder Kupfer sein kann. Das optische Element 140 und die Lichtquelle 120 sind voneinander durch eine Erfassungs-Entfernung D1 beabstandet. Der erste Positionssensor 150 und der zweite Positionssensor 160 sind jeweils auf den beiden seitlichen Seiten der Lichtquelle 120 angeordnet. 3 FIG. 3 is a schematic diagram of FIG 2 error detection device shown. To the 2 and 3 . To make the diagram easy to understand, some components of the in 3 error detection device shown 100 omitted. The failure detection device 100 comprises a shell element 110 , a light source 120 , a set of optical lenses 130 , an optical element 140 , a first position sensor 150 and a second position sensor 160 . The shell element 110 is on the moving element 20th appropriate. The light source 120 , the set of optical lenses 130 , the first position sensor 150 and the second position sensor 160 are in the shell element 110 arranged to a detection unit 170 represent and the light source 120 is designed to be a ray of light 122 to emit. The light source 120 can preferably be a laser diode or a helium-neon laser, so that the emitted light beam 122 has a high directivity and high coherence. The ray of light arrives 122 through the set of optical lenses 130 , then become a first ray of light 122a or a second light beam 122b generated. For example, the first light beam 122a be a straight beam of light, as in 3 is shown, and the second beam of light 122b can be an oblique ray of light, as in 3 is shown. The optical element 140 that is on the rotary element 10 is arranged, has a reflective layer 142 on, the material of the reflective layer 142 Can be aluminum or copper. The optical element 140 and the light source 120 are from each other by a detection distance D1 spaced. The first position sensor 150 and the second position sensor 160 are on both sides of the light source 120 arranged.

In der vorliegenden Ausführungsform ist das optische Element 140 eine sphärische Linse und die Hälfte ihrer äußeren Oberfläche weist eine Dampfbeschichtung mit einer Aluminiumfolie oder einer Kupferfolie auf (d.h. die Reflektionsschicht 142). Das optische Element 140 wird auch als Katzenaugen-Reflektor bezeichnet. Die sphärische Linse weist einen Brechungsindex von 2 auf, so dass Licht, das in die sphärische Linse gelangt, durch die Reflektionsschicht 142 parallel zur Lichteinfallsrichtung reflektiert wird. Das optische Element 140 ist jedoch nicht auf die durch die vorliegende Erfindung aufgezeigte sphärische Linse beschränkt und kann auch jedes andere optische Element sein, das Licht parallel zum einfallenden Licht reflektiert. So kann beispielsweise das optische Element au seiner größeren halben sphärischen Linse und einer kleineren halben sphärischen Linse zusammengesetzt sein, oder das optische Element besteht aus einer konvexen Linse und einer konkaven Linse.In the present embodiment, the optical element is 140 a spherical lens and half of its outer surface is vapor coated with an aluminum foil or a copper foil (ie the reflective layer 142 ). The optical element 140 is also known as a cat's eye reflector. The spherical lens has a refractive index of 2 so that light entering the spherical lens passes through the reflective layer 142 is reflected parallel to the direction of incidence of light. The optical element 140 however, is not limited to the spherical lens shown by the present invention and can also be any other optical element that reflects light parallel to the incident light. For example, the optical element can be composed of its larger half spherical lens and a smaller half spherical lens, or the optical element consists of a convex lens and a concave lens.

9 zeigt einen Lichtweg des in 3 gezeigten ersten Lichtstrahls 122a und des zweiten Lichtstrahls 122b. Zu den 3 und 9. Es ist erwähnenswert, dass die Art und Weise des Einfalls und der Reflektion des ersten Lichtstrahls 122a vergleichbar ist zu der des zweiten Lichtstrahls 122b, so dass die Lichtwege der zwei Lichtstrahlen, die in das optische Element 140 gelangen und von dem optischen Element 140 reflektiert werden, durch den gleichen Lichtweg in 9 dargestellt sind. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Brechungsindex des Materials des optischen Elements 140 2. Gelangen der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b in das optische Element 140 und fokussieren dann im Zentrum der Reflektionsschicht 142, dann ist eine Einfallsrichtung D4 und eine Ausgangsrichtung D5 des erstes Lichtstrahl 122a parallel zueinander, und die Einfallsrichtung D4 und die Ausgangsrichtung D5 des zweiten Lichtstrahl 122b sind ebenfalls parallel zueinander. Somit kann das optische Element das einfallende Licht und das vom dem ersten Lichtstrahl 122a abgeleitete reflektierte Licht parallel zueinander ausrichten, und weiter das einfallende Licht und das von dem zweiten Lichtstrahl 122b abgeleitete reflektierte Licht parallel zueinander ausrichten, was die Erfassungspräzision der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung 100 unterstützt. 9 shows a light path of the in 3 shown first beam of light 122a and the second beam of light 122b . To the 3 and 9 . It is worth noting that the manner of incidence and reflection of the first ray of light 122a is comparable to that of the second light beam 122b so that the light paths of the two light rays entering the optical element 140 arrive and from the optical element 140 be reflected by the same light path in 9 are shown. In the present embodiment, the refractive index of the material of the optical element is 140 2 . Get the first ray of light 122a and the second beam of light 122b into the optical element 140 and then focus in the center of the reflective layer 142 , then is a direction of incidence D4 and a Exit direction D5 of the first ray of light 122a parallel to each other, and the direction of incidence D4 and the exit direction D5 of the second ray of light 122b are also parallel to each other. Thus, the optical element can receive the incident light and that from the first light beam 122a align derived reflected light parallel to each other, and further the incident light and that from the second light beam 122b align derived reflected light parallel to each other, which improves the detection precision of the error detection device 100 supported.

Wie vorstehend aufgeführt werden, wenn das Rotationselement 10 um die erste Rotationsachse A1 bewegt wird und das Bewegungselement 20 mit dem Rotationselement 10 in Wechselwirkung tritt, um sich entlang der ersten linearen Achse X und der zweiten linearen Achse Y zu bewegen, so dass sich die Erfassungseinheit 170 und das optische Element 140 auf der gleichen ringförmigen Umlaufbahn bewegen (d.h. sie werden entlang eines gedachten Kreises oder Kreisbogens bewegt), der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b in das optische Element 140 emittiert und dann durch die Reflektionsschicht 142 reflektiert, wobei ein spitzer Winkel θ zwischen dem ersten Lichtstrahl 122a und dem zweiten Lichtstrahl 122b definiert wird. Anschließend werden der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b in den ersten Positionssensor 150 bzw. den zweiten Positionssensor 160 emittiert, worauf der erste Positionssensor 150 und der zweite Positionssensor 160 ein Erfassungsergebnis erzeugen, das anzeigt, ob sich die Erfasssungs-Entfernung D1 verändert hat.As stated above, if the rotary element 10 around the first axis of rotation A1 is moved and the moving element 20th with the rotation element 10 interacts to move along the first linear axis X and the second linear axis Y, so that the sensing unit 170 and the optical element 140 move on the same annular orbit (ie they are moved along an imaginary circle or circular arc), the first ray of light 122a and the second beam of light 122b into the optical element 140 emitted and then through the reflective layer 142 reflected, with an acute angle θ between the first light beam 122a and the second beam of light 122b is defined. Subsequently, the first ray of light 122a and the second beam of light 122b in the first position sensor 150 or the second position sensor 160 emitted, whereupon the first position sensor 150 and the second position sensor 160 generate a detection result indicating whether the detection distance is D1 has changed.

Eine ideale ringförmige Umlaufbahn zeigt, dass sich ein sich bewegender Punkt immer in einer festen Entfernung hinsichtlich eines Fixpunktes bewegt. Eine tatsächliche ringförmige Umlaufbahn kann jedoch durch verschiedene Unschärfen des Maschinen-Werkzeugs beeinflusst werden, so dass eine nicht-ideale Umlaufbahn resultiert. Ein derartiger Effekt wird als Bewegungs-Fehler bezeichnet. In der vorliegenden Erfindung wird die Bewegungsbahn der Erfassungseinheit 170, die das Bewegungselement 20 begleitet, als die ideale ringförmige Umlaufbahn angesehen, wobei die Umlaufbahn des optischen Elements 140, die das Rotationselement 10 begleitet, als die tatsächliche ringförmige Umlaufbahn angesehen wird, wobei der Bahnfehler des optischen Elements 140 erfasst werden kann.An ideal annular orbit shows that a moving point always moves a fixed distance with respect to a fixed point. However, an actual annular orbit can be influenced by various fuzziness of the machine tool, so that a non-ideal orbit results. Such an effect is called a motion error. In the present invention, the trajectory of the detection unit 170 that is the moving element 20th accompanied, viewed as the ideal annular orbit, the orbit of the optical element 140 who have favourited the rotation element 10 accompanied, is regarded as the actual annular orbit, the orbital error of the optical element 140 can be captured.

Wird die Erfassungs-Entfernung D1 verändert, dann bedeutet dies, dass die relative Position zwischen dem optischen Element 140 und der Lichtquelle 120 auf mindestens einer der linearen Achsen X, Y und Z verändert ist. D.h. die Rotation des Rotationselements 10 kann eine Abweichung auf mindestens einer der linearen Achsen X, Y und Z erzeugen. Wird das Rotationselement 10 um die erste Rotationsachse A1 gedreht, dann kann das von dem ersten Positionssensor 150 und dem zweiten Positionssensor 160 erzeugte Erfassungs-Ergebnis den Fehler der Rotation des Rotationselements 10 auf der ersten linearen Achse X, der zweite linearen Achse Y und der dritten linearen Achse Z anzeigen, welche die Abweichungs-Entfernungen darstellen, durch die das optische Element 140 von dem gedachten Kreis oder der Umlaufbahn versetzt ist. Dadurch, d.h. über die Art, wie die zwei reflektierten Lichtstrahlen (der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b) jeweils in den ersten Positionssensor 150 und den zweiten Positionssensor 160 gelangen, können Abweichungen der mehreren linearen Achsen des Rotationselements 10 gleichzeitig erfasst werden. Darüber hinaus werden der erste Lichtstrahl 122a bzw. der zweite Lichtstrahl 122b durch die Reflektionsschicht 142 zu dem ersten Positionssensor 150 und dem zweite Positionssensor 160 reflektiert, wobei der erste Lichtstrahl und der zweite Lichtstrahl einen spitzen Winkel θ definieren, wodurch die Anforderungen an den Innenraum des Hüllen-Elements 110 wirksam reduziert werden können. Aufgrund dieses Aufbaus kann das durch das Hüllen-Element 110 erforderliche Volumen ebenfalls reduziert werden, was eine Verkleinerung einer in einem Mehrachsen-Werkzeug 1 zu installierenden Fehler-Erfassungs-Vorrichtung 100 erleichtert.Will be the detection distance D1 changed, then it means that the relative position between the optical element 140 and the light source 120 is changed on at least one of the linear axes X, Y and Z. Ie the rotation of the rotating element 10 can produce a deviation on at least one of the linear axes X, Y and Z. Becomes the element of revolution 10 around the first axis of rotation A1 rotated, then this can be done by the first position sensor 150 and the second position sensor 160 The detection result generated the error of rotation of the rotating member 10 on the first linear axis X, the second linear axis Y and the third linear axis Z, which represent the deviated distances through which the optical element 140 is offset from the imaginary circle or orbit. By doing this, ie via the way the two reflected light rays (the first light ray 122a and the second beam of light 122b) each in the first position sensor 150 and the second position sensor 160 arrive, deviations of the multiple linear axes of the rotary element can occur 10 can be recorded at the same time. They will also be the first ray of light 122a or the second light beam 122b through the reflective layer 142 to the first position sensor 150 and the second position sensor 160 reflected, wherein the first light beam and the second light beam define an acute angle θ, whereby the requirements on the interior of the envelope element 110 can be effectively reduced. Because of this structure, this can be done by the envelope element 110 required volume can also be reduced, downsizing one in a multi-axis tool 1 fault detection device to be installed 100 facilitated.

4 ist ein Flussdiagramm eines Fehler Erfassungs-Verfahren, das bei einer erfindungsgemäßen Fehler-Erfassungs-Vorrichtung eingesetzt wird. 5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Verfahren der in 2 gezeigten Fehler-Erfassungs-Vorrichtung beim Einsatz an einem Mehrachsen-Werkzeug zeigt. Zu den 3 bis 5. Ausführlich erläutert wird das Hüllen-Element 110 auf dem Bewegungselement 20 des Mehrachsen- Werkzeug 1 angebracht und das optische Element 140 wird auf dem Rotationselement 10 des Mehrachsen-Werkzeugs 1 angebracht. Nachdem die Erfassungs-Entfernung D1 zwischen der Lichtquelle 120 und dem optischen Element 140 eingestellt wurde, kann die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung 100 den Erfassungsprozess beginnen. Zuerst gelangt in Schritt S110, der Lichtstrahl 122 der Lichtquelle 120 durch den Satz optischer Linsen 130, um einen ersten Lichtstrahl 122a und einen zweiten Lichtstrahl 122b zu erzeugen. Das Rotationselement 10 wird um die erste Rotationsachse A1 gedreht und das Bewegungselement 20 wird entlang der ersten linearen Achse X und der zweiten linearen Achse Y gemäß der Rotation des Rotationselements 10 bewegt, so dass das Bewegungselement 20 entlang des Rotationsweges des Rotationselements 10 bewegt wird, wobei der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b kontinuierlich in das optische Element 140 emittiert werden. 4th Fig. 3 is a flow chart of a fault detection method used in a fault detection device according to the invention. 5 FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a method of FIG 2 shows the error detection device shown when used on a multi-axis tool. To the 3 to 5 . The envelope element is explained in detail 110 on the moving element 20th of the multi-axis tool 1 attached and the optical element 140 is on the rotation element 10 of the multi-axis tool 1 appropriate. After the detection distance D1 between the light source 120 and the optical element 140 has been set, the error detection device 100 begin the acquisition process. First get into step S110 , the ray of light 122 the light source 120 through the set of optical lenses 130 to get a first ray of light 122a and a second beam of light 122b to create. The rotation element 10 is around the first axis of rotation A1 rotated and the moving element 20th is along the first linear axis X and the second linear axis Y according to the rotation of the rotating member 10 moves so that the moving element 20th along the rotation path of the rotating element 10 is moved, the first beam of light 122a and the second beam of light 122b continuously into the optical element 140 be emitted.

Anschließend werden in Schritt S120, nachdem der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b in das optische Element 140 gelangt sind, diese durch die Reflektionsschicht 142 des optischen Elements 140 reflektiert und die zwei reflektierten Lichtstrahlen definieren einen spitzen Winkel θ. Gelangt der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b erneut durch den Satz optischer Linsen 130, dann wird der erste Lichtstrahl 122a in den ersten Positionssensor 150 emittiert und der zweite Lichtstrahl 122b in den zweiten Positionssensor 160.Then in step S120 after the first ray of light 122a and the second beam of light 122b into the optical element 140 got are these through the reflective layer 142 of the optical element 140 reflected and the two reflected light rays define an acute angle θ. The first ray of light arrives 122a and the second beam of light 122b again through the set of optical lenses 130 , then the first ray of light 122a in the first position sensor 150 emitted and the second beam of light 122b in the second position sensor 160 .

Anschließend erzeugen in Schritt S130 der erste Positionssensor 150 und der zweite Positionssensor 160 ein Erfassungs-Ergebnis, indem erfasst wird, ob die Erfassungs-Entfernung D1 verändert ist. Anhand dieses Verfahrens kann während der Rotation des Rotationselements 10 die auf jeder linear Achse erzeugte Abweichung erfasst werden.Then generate in step S130 the first position sensor 150 and the second position sensor 160 a detection result by detecting whether the detection distance D1 is changed. This method can be used during the rotation of the rotating element 10 the deviation generated on each linear axis can be recorded.

6 ist ein schematisches Diagramm, das zeigt, wie der in 3 gezeigte erste Positionssensor und zweite Positionssensor erfassen, ob die Erfassungs-Entfernung verändert ist. Zu den 2, 3 und 6. Der erste Positionssensor 150 und der zweite Positionssensor 160 können vorzugsweise ein Quadranten-Photodioden-Detektor sein. Der erste Positionssensor 150 jedoch auch ein CCD Sensor (Ladungs-gekoppelter Einrichtungs- Sensor) oder ein CMOS Sensor (Komplementäres Metalloxid Halbleiter-Sensor) sein, und der zweite Positionssensor 160 kann ebenfalls ein ein-dimensionaler Positionssensor oder ein zwei-dimensionaler Positionssensor sein. Darüber hinaus weist der erste Positionssensor 150 eine erste Erfassungs-Seite 152 auf, und der zweite Positionssensor 160 weist eine zweite Erfassungsseite 162 auf. Wird das optische Element 140 mit dem Rotationselement 10 um die erste Rotationsachse A1 gedreht, dann werden der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b durch das optische Element 140 reflektiert und gelangen zu der ersten Erfassungsseite 152 bzw. der zweiten Erfassungsseite 162. 6th FIG. 13 is a schematic diagram showing how that in FIG 3 The first position sensor shown and the second position sensor detect whether the detection distance has changed. To the 2 , 3 and 6th . The first position sensor 150 and the second position sensor 160 can preferably be a quadrant photodiode detector. The first position sensor 150 however, it can also be a CCD sensor (charge-coupled device sensor) or a CMOS sensor (complementary metal oxide semiconductor sensor), and the second position sensor 160 can also be a one-dimensional position sensor or a two-dimensional position sensor. In addition, the first position sensor 150 a first capture page 152 on, and the second position sensor 160 has a second acquisition page 162 on. Will the optical element 140 with the rotation element 10 around the first axis of rotation A1 rotated, then the first ray of light 122a and the second beam of light 122b through the optical element 140 reflects and arrives at the first acquisition page 152 or the second acquisition page 162 .

Weist das Rotationselement 10 sowohl auf der ersten linearen Achse X und der zweiten linearen Achse Y Abweichungen auf, und wird die Erfassungs-Entfernung D1 zwischen der Lichtquelle 120 und dem optischen Element 140 verändert, nachdem der erste Lichtstrahl 122a zu der ersten Erfassungsseite 152 gelangt, dann werden eine erste Abweichung P1 und eine zweite Abweichung P2 gemäß den Einfallspunkt P des ersten Lichtstrahl 122a und den ursprünglichen Punkt O auf der ersten Erfassungsseite 152 gebildet. Dies ist in dem oberen und mittleren Teil der drei Figuren von 6 hinsichtlich des ersten Positionsensors 150 gezeigt. Die erste Abweichung P1 zeigt den Fehler, der auf der ersten linearen Achse X auftrat und durch den ersten Positionssensor 150 während der Rotation des Rotationselements 10 erfasst wurde, und die zweite Abweichung P2 zeigt den Fehler, der auf der zweiten linear Achse Y auftrat und durch den ersten Positionssensor 150 während der Rotation des Rotationselements 10 erfasst wurde. Der Fehler auf der zweiten linearen Achse Y wird als Beispiel zur weiteren Erläuterung genommen. Wird das optische Element 140 in einer geringen Entfernung d in positive Richtung der zweiten linearen Achse Y versetzt, dann wird dessen ausgehendes Licht in der kurzen Richtung d in negativer Richtung der zweiten linearen Achse Y versetzt, wobei die Entfernung auf der zweiten linearen Achse Y zwischen dem einfallenden Licht und dem ausgehenden Licht gleich 2d ist.Assigns the element of revolution 10 deviations on both the first linear axis X and the second linear axis Y, and becomes the detection distance D1 between the light source 120 and the optical element 140 changed after the first ray of light 122a to the first acquisition page 152 then there will be a first discrepancy P1 and a second deviation P2 according to the point of incidence P of the first light beam 122a and the original point O on the first detection page 152 educated. This is in the upper and middle part of the three figures of 6th with regard to the first position sensor 150 shown. The first deviation P1 shows the error that occurred on the first linear axis X and by the first position sensor 150 during the rotation of the rotating element 10 and the second discrepancy P2 shows the error that occurred on the second linear axis Y and by the first position sensor 150 during the rotation of the rotating element 10 was recorded. The error on the second linear axis Y is taken as an example for further explanation. Will the optical element 140 offset at a small distance d in the positive direction of the second linear axis Y, then its outgoing light is offset in the short direction d in the negative direction of the second linear axis Y, the distance on the second linear axis Y between the incident light and the outgoing light equals 2d.

Das optische Element 140 dreht sich zusammen mit dem Rotationselement 10, wobei der durch das optische Element 140 reflektierte erste Lichtstrahl 122a parallel zu der dritten linearen Achse Z verläuft, so dass der Ausfallspunkt P des ersten Lichtstrahls 122a mit dem Ursprungspunkt O der ersten Erfassungsseite 152 überlappt, wenn das Rotationselement 10 die Abweichung nur auf der dritten linearen Achse Z aufweist, wie im unteren Teil der drei Figuren von 6 hinsichtich des ersten Positionssensors 150 gezeigt ist. D.h. der Fehler der dritten linearen Achse Z kann aufgrund der Position des ersten Lichtstrahl 122a auf der ersten Erfassungsseite 152 nicht erfasst werden, so dass der zweite Lichtstrahl 122b, der zur dritten linearen Achse Z nicht parallel verläuft, zur Erfassung des Fehlers auf der dritten linearen Achse Z erforderlich ist. Nachdem der zweite Lichtstrahl 122b an bzw. in die zweite Erfassungsseite 162 gelangt, existiert eine dritte Abweichung P3 zwischen dem Einfallspunkt P des zweiten Lichtstrahls 122b und dem Ursprungspunkt O der zweiten Erfassungsseite 162. Dies ist im unteren Teil der wie Figuren von 6 hinsichtlich des zweiten Positionssensors 160 gezeigt. Die dritte Abweichung P3 kann dazu verwendet werden, um den Fehler der dritten linearen Achse Z während der Rotation des Rotationselements 10 zu berechnen.The optical element 140 rotates together with the rotating element 10 , where the through the optical element 140 reflected first ray of light 122a runs parallel to the third linear axis Z, so that the point of failure P of the first light beam 122a with the origin point O of the first acquisition page 152 overlaps when the element of revolution 10 exhibits the deviation only on the third linear axis Z, as in the lower part of the three figures of FIG 6th with regard to the first position sensor 150 is shown. That is, the error of the third linear axis Z may be due to the position of the first light beam 122a on the first registration page 152 cannot be detected, so the second beam of light 122b which is not parallel to the third linear axis Z is required to detect the error on the third linear axis Z. After the second ray of light 122b on or into the second acquisition page 162 there is a third deviation P3 between the point of incidence P of the second light beam 122b and the origin point O of the second detection side 162 . This is in the lower part of the like figures of 6th with regard to the second position sensor 160 shown. The third deviation P3 can be used to calculate the error of the third linear axis Z during rotation of the rotating element 10 to calculate.

Ausführlich erläutert verläuft der zweite Lichtstrahl 122b der vorliegenden Ausführungsform parallel zur Y-Z Ebene. Wird das Rotationselement 10 lediglich um eine kurze Entfernung dz auf der dritten linearen Achse Z versetzt, dann wird die dritte Abweichung P3 gemäß der Formel: P3= dz·sinθ berechnet. Wird das Rotationselement 10 auf der zweiten linearen Achse Y um kurze Entfernungen dy und dz bzw. auf der dritten linearen Achse Z versetzt, dann wird die dritte Abweichung P3 gemäß der Formel: P3= dy · cosθ+dz· sinθ berechnet. Die zweite Abweichung P2 (d.h. dy in der vorstehend aufgeführten Formel), die durch die erste Erfassungsseite 152 erfasst wurde, kann in der Formel durch dz ersetzt werden. Verläuft der zweite Lichtstrahl 122b parallel zur X-Z Ebene, dann kann die Formel P3=dx· cosθ+dz. sinθ verwendet werden, wobei die erste Abweichung P1 (d.h. dx in der vorstehend aufgeführten Formel), die durch die erste Erfassungsseite 152 erfasst wurde, in der Formel ersetzt werden kann, um eine Abweichungs-Entfernung dz des Rotationselements 10 auf der dritten linearen Achse Z zu werden.The second light beam is explained in detail 122b of the present embodiment parallel to the YZ plane. Becomes the element of revolution 10 only offset by a short distance d z on the third linear axis Z, then the third deviation P3 calculated according to the formula: P3 = d z · sinθ. Becomes the element of revolution 10 on the second linear axis Y by short distances d y and d z or on the third linear axis Z, then the third deviation P3 calculated according to the formula: P3 = d y · cos θ + d z · sin θ. The second deviation P2 (ie d y in the formula listed above) by the first acquisition page 152 can be replaced by d z in the formula. The second ray of light runs 122b parallel to the XZ plane, then the formula P3 = d x · cosθ + d z . sinθ can be used, with the first deviation P1 (ie d x in the formula listed above) by the first acquisition page 152 has been recorded, in the formula can be replaced in order to Distance d z of the rotating element 10 to become on the third linear Z axis.

Andererseits hat sich, nachdem der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b in die erste Erfassungsseite 152 des ersten Positionssensor 150 bzw. die zweite Erfassungsseite 162 des zweite Positionssensor 160 gelangen, die Erfassungs-Entfernung D1 zwischen der Lichtquelle 120 und dem optischen Element 140 nicht verändert, wenn der Einfallspunkt des ersten Lichtstrahls 122a mit dem Ursprungspunkt O auf der ersten Erfassungsseite 152 überlappt, und der Einfallspunkt P des zweiten Lichtstrahls 122b mit dem Ursprungspunkt O auf der zweiten Erfassungsseite 162 überlappt. In anderen Worten erfolgte während der Rotation des Rotationselements 10 keine Abweichung auf einer linearen Achse.On the other hand, after the first ray of light 122a and the second beam of light 122b in the first acquisition page 152 of the first position sensor 150 or the second acquisition page 162 of the second position sensor 160 reach the detection distance D1 between the light source 120 and the optical element 140 not changed when the point of incidence of the first ray of light 122a with the origin point O on the first acquisition page 152 overlaps, and the point of incidence P of the second light beam 122b with the origin point O on the second acquisition side 162 overlaps. In other words, it occurred while the rotating element was rotating 10 no deviation on a linear axis.

Infolgedessen können durch Emittieren des ersten Lichtstrahls 122a und des zweiten Lichtstrahls 122b in den ersten Positionssensor 150 bzw. den zweiten Positionssensor 160 die Abweichungen auf den drei linearen Achsen gleichzeitig erhalten werden. Nachdem die erste Abweichung PI, die zweite Abweichung P2 und die dritte Abweichung P3 kompensiert wurden, kann der Fehler des Mehrachsen-Werkzeugs 1 korrigiert werden, so dass die Präzision des Mehrachsen-Werkzeuges 1 beibehalten werden kann.As a result, by emitting the first light beam 122a and the second beam of light 122b in the first position sensor 150 or the second position sensor 160 the deviations on the three linear axes are obtained simultaneously. After the first deviation PI, the second deviation P2 and the third deviation P3 have been compensated, the error of the multi-axis tool 1 corrected so that the precision of the multi-axis tool 1 can be maintained.

Daneben verläuft die Erstreckungsrichtung D2 (D2 ist parallel zur ersten Rotationsachse A1) des Rotationselements 10 des Mehrachsen-Werkzeugs 1 in der vorliegenden Ausführungsform senkrecht zu der Erstreckungsrichtung D3 des Bewegungselements 20, und die erste Rotationsachse A1 verläuft parallel zu der dritten linearen Achse Z. Die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung und das Verfahren der vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen Einsatz bei dem wie vorstehend aufgeführt aufgebauten Mehrachsen-Werkzeug beschränkt, sondern kann vielmehr bei dem Mehrachsen-Werkzeug der zweiten bis fünften bevorzugten Ausführungsform in der folgenden Beschreibung eingesetzt werden.The direction of extension runs next to it D2 ( D2 is parallel to the first axis of rotation A1 ) of the rotating element 10 of the multi-axis tool 1 in the present embodiment perpendicular to the direction of extension D3 of the moving element 20th , and the first axis of rotation A1 extends parallel to the third linear axis Z. However, the defect detecting apparatus and method of the present invention is not limited to use with the multi-axis tool constructed as mentioned above, but can be used with the multi-axis tool of the second to fifth preferred embodiment can be used in the following description.

7 ist ein schematisches Diagramm, das ein bei einem Mehrachsen-Werkzeug eingesetztes Verfahren einer Fehler-Erfassungs-Vorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In den 2, 5 und 7. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Mehrachsen-Werkzeug 1a vergleichbar zu dem Mehrachsen-Werkzeug 1 in 5, worin die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Elemente bezeichnen und deren ausführliche Beschreibung weggelassen wird. Die Erstreckungsrichtung D2 (D2 ist parallel zu der ersten Rotationsachse A1) des Rotationselements 10 des Mehrachsen-Werkzeugs 1a verläuft in der vorliegenden Ausführungsform parallel zu der Erstreckungsrichtung D3 des Bewegungselements 20, und die erste Rotationsachse A1 parallel zu der dritten linearen Achse Z. nachdem die in 4 gezeigten Schritte des Fehler-Erfassungs-Verfahrens ausgeführt wurden, kann der auf jeder linearen Achse während der Rotation des Rotationselements 10 aufgetretene Fehler erhalten werden. Der Unterschied zwischen dem Mehrachsen-Werkzeug 1a der zweiten Ausführungsform und dem Mehrachsen-Werkzeug 1 von 5 besteht darin, dass das Bewegungselement 20 dieser Ausführungsform dem Rotationselement 10 gegenüberliegt, worin das in 5 gezeigte Bewegungselement 20 auf den seitlichen Seiten des Rotationselements 10 angeordnet ist. Darüber hinaus ist das Fehler-Erfassungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform das gleiche wie in in 5 gezeigt, wobei Fehler des Rotationselements 10 derart erfasst werden, dass das Bewegungselement relativ zu dem Rotationselement entlang zwei linearen Achsen bewegt wird und das Rotationselement um eine Rotationsachse gedreht wird. 7th Fig. 13 is a schematic diagram showing a method of a failure detecting device according to the second preferred embodiment of the present invention applied to a multi-axis tool. In the 2 , 5 and 7th . In the present embodiment, the tool is multi-axis 1a comparable to the multi-axis tool 1 in 5 , wherein the same or similar reference numerals denote the same or comparable elements, and the detailed description thereof is omitted. The direction of extension D2 ( D2 is parallel to the first axis of rotation A1 ) of the rotating element 10 of the multi-axis tool 1a runs in the present embodiment parallel to the direction of extension D3 of the moving element 20th , and the first axis of rotation A1 parallel to the third linear axis Z. after the in 4th The steps of the error detection method shown here may be carried out on each linear axis during the rotation of the rotary element 10 errors that have occurred are received. The difference between the multi-axis tool 1a the second embodiment and the multi-axis tool 1 of 5 is that the moving element 20th this embodiment the rotating element 10 opposite, in which the in 5 Movement element shown 20th on the side of the rotating element 10 is arranged. In addition, the failure detection method of the present embodiment is the same as in FIG 5 shown, with error of the rotary element 10 can be detected in such a way that the moving element is moved relative to the rotating element along two linear axes and the rotating element is rotated about a rotation axis.

8 ist ein schematisches Diagramm einer Fehler-Erfassungs-Vorrichtung, die bei einem Mehrachsen-Werkzeug gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. In den 2, 5 und 8. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Mehrachsen-Werkzeug 1b vergleichbar zu dem in 5 gezeigten Mehrachsen-Werkzeug 1 und gleiche oder ähnlich Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder vergleichbare Elemente, so dass keine ausführliche Beschreibung erfolgt. Das Mehrachsen-Werkzeug 1b der vorliegenden Ausführungsform umfasst weiter einen Rotationssitz 30, der um eine zweite Rotationsachse A2 gedreht werden kann, und das Rotationselement 10 ist an dem Rotationssitz 30 angeordnet. Die Erstreckungsrichtung D2 (D2 ist parallel zu der ersten Rotationsachse A1) des Rotationselements 10 steht senkrecht zu der Erstreckungsrichtung D3 des Bewegungselements 20. Während der Rotationssitz 30 nicht gedreht wird verläuft die erste Rotationsachse A1 parallel zu der dritten linearen Achse Z, und die zweite Rotationsachse A2 steht parallel zu der zweiten linearen Achse Y. Nachdem die Schritte des Fehler-Erfassungs-Verfahrens in 4 ausgeführt wurden, kann der Fehler während der Rotation des Rotationselements 10 auf jeder linearen Achse erhalten werden. Der Unterschied zwischen dem Mehrachsen-Werkzeug 1b der vorliegenden Ausführungsform und dem Mehrachsen-Werkzeug 1 in 5 besteht darin, dass der Rotationssitz 30 des Mehrachsen-Werkzeugs 1b der vorliegenden Ausführungsform um die zweite Rotationsachse A2 gedreht wird und das Rotationselement 10 um die erste Rotationsachse A1, wobei in 5 lediglich das Rotationselement 10 des Mehrachsen- Werkzeugs 1 um die erste Rotationsachse A1 gedreht wird. Weiter werden in dem Fehler-Erfassungsverfahren dieser Ausführungsform Fehler des Rotationselements 10 derart erfasst, dass das Bewegungselement relativ zu dem Rotationselement entlang der drei linearen Achsen bewegt und das Rotationselement um zwei Rotationsachsen gedreht wird. 8th Fig. 13 is a schematic diagram of a failure detecting device applied to a multi-axis tool according to a third preferred embodiment of the present invention. In the 2 , 5 and 8th . In the present embodiment, the tool is multi-axis 1b comparable to the in 5 multi-axis tool shown 1 and the same or similar reference symbols designate the same or comparable elements, so that no detailed description is given. The multi-axis tool 1b the present embodiment further includes a rotating seat 30th around a second axis of rotation A2 can be rotated, and the rotating element 10 is at the rotating seat 30th arranged. The direction of extension D2 ( D2 is parallel to the first axis of rotation A1 ) of the rotating element 10 is perpendicular to the direction of extension D3 of the moving element 20th . During the rotational seat 30th the first axis of rotation is not rotated A1 parallel to the third linear axis Z, and the second axis of rotation A2 is parallel to the second linear axis Y. After the steps of the error detection method in 4th executed, the error can occur during the rotation of the rotating element 10 can be obtained on each linear axis. The difference between the multi-axis tool 1b the present embodiment and the multi-axis tool 1 in 5 is that the rotational fit 30th of the multi-axis tool 1b of the present embodiment about the second axis of rotation A2 is rotated and the rotation element 10 around the first axis of rotation A1 , where in 5 only the rotation element 10 of the multi-axis tool 1 around the first axis of rotation A1 is rotated. Further In the error detection method of this embodiment, errors of the rotary member become errors 10 detected in such a way that the moving element is moved relative to the rotating element along the three linear axes and the rotating element is rotated about two axes of rotation.

Die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung 100 und das Fehler-Erfassungs-Verfahren der vorliegenden Erfindung sind nicht auf einen Einsatz bei der Fünf-Achsen-Schärfmaschine der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen beschränkt, sondern können ebenso bei anderen Mehrachsen-Werkzeugs eingesetzt werden, wie einem Mehrachsen-Werkzeug 1c der in den 10 bis 12 gezeigten vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und einem Mehrachsen-Werkzeug 1d der in den 13 bis 15 gezeigten fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The failure detection device 100 and the defect detection method of the present invention are not limited to use with the five-axis sharpening machine of the above-mentioned embodiments, but can also be used with other multi-axis tools such as a multi-axis tool 1c the in the 10 to 12th shown fourth preferred embodiment of the present invention, and a multi-axis tool 1d the in the 13th to 15th shown fifth preferred embodiment of the present invention.

Wie in den 10 bis 12 gezeigt, ist das Mehrachsen-Werkzeug 1c ein Fünf-Achsen-Maschinen-Werkzeug, und dessen Rotationselement 10 ist ein Drehtisch, der sich um die erste Rotationsachse A1 bewegen kann, und dessen Bewegungselement 20 ist eine Spindel, die sich relativ zu dem Rotationselement 10 entlang der ersten, zweiten und dritten linearen Achsen X, Y und Z bewegen kann. Das Rotationselement 10 ist auf dem Rotationssitz 30 angeordnet, der um eine zweite Rotationsachse A2 gedreht werden kann. Die Erstreckungsrichtung D3 des Bewegungselements 20 verläuft parallel zu der ersten Rotationsachse A1, die erste Rotationsachse A1 verläuft parallel zu der dritten linearen Achse Z während der Rotationssitz 30 nicht gedreht wird, und die zweite Rotationsachse A2 verläuft parallel zu der zweiten linearen Achse Y.As in the 10 to 12th shown is the multi-axis tool 1c a five-axis machine tool, and its rotating element 10 is a turntable that revolves around the first axis of rotation A1 can move, and its moving element 20th is a spindle that moves relative to the rotating element 10 can move along the first, second and third linear axes X, Y and Z. The rotation element 10 is on the rotating seat 30th arranged around a second axis of rotation A2 can be rotated. The direction of extension D3 of the moving element 20th runs parallel to the first axis of rotation A1 , the first axis of rotation A1 runs parallel to the third linear axis Z during the rotational fit 30th is not rotated, and the second axis of rotation A2 runs parallel to the second linear axis Y.

Wie in den 13 bis 15 gezeigt, ist das Mehrachsen-Werkzeug 1d eine Fünf-Achsen Fräs-Maschine vom Gantry Typ, dessen Rotationselement 10 eine Spindel ist, die um die erste Rotationsachse A1 drehbar ist, und dessen Bewegungselement 20 ein Arbeitstisch ist, der entlang der ersten, zweiten und dritten linearen Achse X, Y und Z relativ zu dem Rotationselement 10 bewegt werden kann. Das Rotationselement 10 ist auf dem Rotationssitz 30 angeordnet, der um eine zweite Rotationsachse A2 drehbar ist. Während sich der Rotationssitz 30 nicht dreht verläuft die erste Rotationsachse A1 parallel zu der dritten linearen Achse Z und die zweite Rotationsachse A2 parallel zu der zweiten linearen Achse Y.As in the 13th to 15th shown is the multi-axis tool 1d a five-axis milling machine of the gantry type, its rotating element 10 is a spindle that revolves around the first axis of rotation A1 is rotatable, and its moving element 20th is a work table positioned along the first, second and third linear axes X, Y and Z relative to the rotary member 10 can be moved. The rotation element 10 is on the rotating seat 30th arranged around a second axis of rotation A2 is rotatable. While the rotating seat 30th the first axis of rotation does not rotate A1 parallel to the third linear axis Z and the second axis of rotation A2 parallel to the second linear axis Y.

In der 3. Der Satz optischer Linsen 130 der vorliegenden Ausführungsform weist einen ersten PBS 132 auf, einen zweiten PBS 134, eine erste QWP 136 und eine zweite QWP 138. Der erste PBS 132 ist zwischen der ersten QWP 136 und der Lichtquelle 120 angeordnet. Der erste Positionssensor 150 und der zweite PBS 134 sind auf jeweils zwei Seiten des ersten PBS 132 angeordnet, und der zweite PBS 134 ist zwischen dem zweiten QWP 138 und dem zweiten Positionssensor 160 angeordnet.In the 3 . The set of optical lenses 130 the present embodiment has a first PBS 132 on, a second PBS 134 , a first QWP 136 and a second QWP 138 . The first PBS 132 is between the first QWP 136 and the light source 120 arranged. The first position sensor 150 and the second PBS 134 are on two sides of the first PBS 132 arranged, and the second PBS 134 is between the second QWP 138 and the second position sensor 160 arranged.

Ausführlich erläutert. Die Lichtquelle 120 emittiert einen Lichtstrahl 122, der dann in den ersten PBS 132 gelangt, um den ersten Lichtstrahl 122a und den zweiten Lichtstrahl 122b zu erzeugen. Gelangt der erste Lichtstrahl 122a durch die erste QWP 136, dann wird der erste Lichtstrahl 122a ein P zirkular polarisiertes Licht und gelangt in das optische Element 140. Nachdem der erste Lichtstrahl 122a durch die Reflektionsschicht 142 des optischen Elements 140 reflektiert wurde und der reflektierte erste Lichtstrahl 122a erneut durch die erste QWP 136 gelangt, dann wird der erste Lichtstrahl 122a ein S linear polarisiertes Licht und wird durch den ersten PBS 132 zu dem ersten Positionssensor 150 reflektiert.Explained in detail. The light source 120 emits a beam of light 122 , which is then in the first PBS 132 gets to the first ray of light 122a and the second beam of light 122b to create. The first ray of light arrives 122a through the first QWP 136 , then the first ray of light 122a a P circularly polarized light and enters the optical element 140 . After the first ray of light 122a through the reflective layer 142 of the optical element 140 was reflected and the reflected first light beam 122a again by the first QWP 136 reaches, then the first ray of light 122a an S linearly polarized light and is passed through the first PBS 132 to the first position sensor 150 reflected.

Gelangt der vorstehend aufgeführte durch den ersten PBS 132 erzeugte zweite Lichtstrahl 122b durch den zweiten PBS 134 und die zweite QWP 138, dann wird der zweite Lichtstrahl 122b ein S zirkulär polarisiertes Licht und gelangt in das optische Element 140. Nachdem der zweite zweite Lichtstrahl 122b durch die Reflektionsschicht 142 des optischen Elements 140 reflektiert wurde und der reflektierte zweite Lichtstrahl 122a erneut durch die zweite QWP 138 gelangt, wird der zweite Lichtstrahl 122b ein P linear polarisiertes Licht und wird durch die zweite PBS 134 zu dem zweiten Positionssensor 160 reflektiert. Durch Anordnen der ersten QWP 136 und der zweiten QWP 138 auf den von dem ersten Lichtstrahl 122a bzw. dem zweiten Lichtstrahl 122b entsprechend zurückgelegten Wegen, können die Eigenschaften des Lichts verändert werden, um zu verhindern, dass der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b in das Innere der Lichtquelle 120 emittiert werden, so dass die Lichtquelle 120 durch den ersten Lichtstrahl 122a und den zweite Lichtstrahl 122b nicht beeinträchtigt wird. Damit kann eine Erfassungs-Präzision der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung 100 sichergestellt werden.The above gets through the first PBS 132 generated second light beam 122b through the second PBS 134 and the second QWP 138 , then the second ray of light 122b an S circularly polarized light and enters the optical element 140 . After the second second ray of light 122b through the reflective layer 142 of the optical element 140 was reflected and the reflected second light beam 122a again by the second QWP 138 reaches the second beam of light 122b a P linearly polarized light and is transmitted through the second PBS 134 to the second position sensor 160 reflected. By arranging the first QWP 136 and the second QWP 138 on that of the first ray of light 122a or the second light beam 122b According to the paths covered, the properties of the light can be changed in order to prevent the first light beam 122a and the second beam of light 122b into the interior of the light source 120 be emitted so that the light source 120 by the first ray of light 122a and the second beam of light 122b is not affected. With this, a detection precision of the failure detection device 100 be ensured.

In den 2 und 3. Das Hüllen-Element 110 der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine obere Abdeckung 112 und eine Basisplatte 114. Die Lichtquelle 120, der Satz optischer Linsen 130, der erste Positionssensor 150 und der zweite Positionssensor 160 sind auf der Basisplatte 114 angebracht. Die obere Abdeckung 112 weist einen Stabkörper 112a auf. Werden die obere Abdeckung 112 und die Basisplatte 114 zusammengebracht, dann wird der Stabkörper 112a mit dem Bewegungselement 20 verbunden. Somit kann nach Aufbau der oberen Abdeckung 112 und der Basisplatte 114 die Lichtquelle 120, der Satz optischer Linsen 130, der erste Positionssensor 150 und der zweite Positionssensor 160 eine modularisierte Komponente bilden, um so die Zweckmäßig beim Aufbau der modularisierten Komponenten für das Bewegungselement 20 zu erhöhen.In the 2 and 3 . The shell element 110 The present embodiment includes a top cover 112 and a base plate 114 . The light source 120 , the set of optical lenses 130 , the first position sensor 150 and the second position sensor 160 are on the base plate 114 appropriate. The top cover 112 has a rod body 112a on. Will be the top cover 112 and the base plate 114 brought together, then the rod body 112a with the moving element 20th connected. Thus, after building the top cover 112 and the base plate 114 the light source 120 , the set of optical lenses 130 , the first position sensor 150 and the second position sensor 160 form a modularized component so as to be expedient when building the modularized components for the moving element 20th to increase.

In der 16. Die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Erfassungseinheit 180, die verschieden ist von der in der vorstehend aufgeführten Ausführungsform eingesetzten Erfassungseinheit 170. Der Unterschied zwischen der Erfassungseinheit 180 und der Erfassungseinheit 170 besteht darin, dass die zuerst genannte eine erste Lichtquelle 181 und eine zweite Lichtquelle 182 umfasst. Der erste Lichtstrahl 122a und der zweite Lichtstrahl 122b werden von der ersten Lichtquelle 181 bzw. der zweiten Lichtquelle 182 emittiert. Der Satz optischer Linsen 130 weist einen ersten PBS 132, einen zweiten PBS 134, eine erste QWP 136 und eine zweite QWP 138 auf. Der erste PBS 132 ist zwischen der ersten QWP 136 und der ersten Lichtquelle 181 angeordnet, und der zweite PBS 134 ist zwischen der zweiten QWP 138 und der zweiten Lichtquelle 182 angeordnet. Der erste Positionssensor 150 und der zweite PBS 134 sind jeweils auf zwei Seiten des ersten PBS 132 angeordnet, und der zweite Positionssensor 160 und der erste PBS 132 sind jeweils auf zwei Seiten des zweiten PBS 134 angeordnet. Eine derartige Erfassungseinheit 180 kann auch den gleichen Effekt der Erfassungseinheit 170 der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen erzielen.In the 16 . The failure detection apparatus of a sixth preferred embodiment of the present invention includes a detection unit 180 which is different from the detection unit used in the above-mentioned embodiment 170 . The difference between the registration unit 180 and the registration unit 170 is that the first mentioned is a first light source 181 and a second light source 182 includes. The first ray of light 122a and the second beam of light 122b are from the first light source 181 or the second light source 182 emitted. The set of optical lenses 130 assigns a first PBS 132 , a second PBS 134 , a first QWP 136 and a second QWP 138 on. The first PBS 132 is between the first QWP 136 and the first light source 181 arranged, and the second PBS 134 is between the second QWP 138 and the second light source 182 arranged. The first position sensor 150 and the second PBS 134 are on two sides of the first PBS 132 arranged, and the second position sensor 160 and the first PBS 132 are each on two sides of the second PBS 134 arranged. Such a detection unit 180 can also have the same effect of the registration unit 170 achieve the embodiments listed above.

In der vorliegenden Erfindung werden zusammengefasst der erste Lichtstrahl und der zweite Lichtstrahl in den ersten Positionssensor bzw. den zweiten Positionssensor emittiert, um die Abweichungen der mehreren linearen Achsen des Rotationselements zu einem Zeitpunkt aufgrund der Änderung der Erfassungs-Entfernung zwischen der Lichtquelle und dem optische Element zu erfassen. Der Fehler des Mehrachsen-Werkzeugs kann daher nach Kompensieren dieser Abweichungen korrigiert werden. Darüber hinaus werden der erste Lichtstrahl bzw. der zweite Lichtstrahl durch die Reflektionsschicht reflektiert und die zwei reflektierten Lichtstrahlen definieren einen spitzen Winkel, so dass der Innenraum des Hüllen- Elements wirksam verkleinert werden kann. Damit kann das Gesamtvolumen des Hüllen- Elements reduziert werden, was eine Miniaturisierung der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung erleichtert. Weiterhin wird verhindert, dass der erste Lichtstrahl und der zweite Lichtstrahl in das Innere der Lichtquelle gelangt, wenn die QWPs auf dem Weg des der erste Lichtstrahls bzw. des zweiten Lichtstrahls angeordnet sind, was eine Steigerung der Erfassungs-Präzision der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung mit sich bringt. Darüber hinaus verläuft, wenn das optische Element a sphärische Linse mit einem Brechungsindex von 2 ist, das einfallende Licht des ersten Lichtstrahls parallel zu dem reflektierte Licht davon und das einfallende Licht des zweiten Lichtstrahls parallel zu dem reflektierten Licht davon. Ein derartiges optisches Element weist nicht nur einen einfachen Aufbau auf, sondern kann auch die Erfassungs-Präzision der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung erhöhen. Darüber hinaus sind bei der Fehler-Erfassungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung keine kosten-intensiven Messvorrichtungen erforderlich wie im Stand der Technik, wie ein Laser-Interferometer, so dass diese kostengünstiger ist und eine relativ größere Machbarkeit aufweist.In the present invention, in summary, the first light beam and the second light beam are emitted into the first position sensor and the second position sensor, respectively, to detect the deviations of the plural linear axes of the rotary member at a time due to the change in the detection distance between the light source and the optical member capture. The error of the multi-axis tool can therefore be corrected after compensating for these deviations. In addition, the first light beam and the second light beam are reflected by the reflective layer and the two reflected light beams define an acute angle, so that the interior of the envelope element can be effectively reduced. The overall volume of the casing element can thus be reduced, which makes it easier to miniaturize the error detection device. Furthermore, the first light beam and the second light beam are prevented from entering the interior of the light source when the QWPs are arranged on the path of the first light beam and the second light beam, which increases the detection precision of the error detection device brings with it. Moreover, when the optical element is a spherical lens having a refractive index of 2, the incident light of the first light beam is parallel to the reflected light therefrom and the incident light of the second light beam is parallel to the reflected light therefrom. Such an optical element not only has a simple structure, but can also increase the detection precision of the defect detection device. In addition, the error detection device of the present invention does not require any cost-intensive measuring devices as in the prior art, such as a laser interferometer, so that it is more cost-effective and is relatively more feasible.

Obwohl die Erfindung unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, soll diese Beschreibung nicht als beschränkend angesehen werden. Verschiedene Modifikationen der offenbarten Ausführungsformen, sowie alternative Ausführungsformen werden dem Fachmann offenbar. Es wird daher davon ausgegangen, dass die anliegenden Ansprüche alle Modifikationen abdecken, die in den wahren Bereich der Erfindung fallen.While the invention has been described with reference to particular embodiments, this description is not intended to be limiting. Various modifications of the disclosed embodiments as well as alternative embodiments will be apparent to those skilled in the art. It is therefore believed that the appended claims cover all modifications that come within the true scope of the invention.

Claims (9)

Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) zur Erfassung eines Fehlers eines Mehrachsen-Werkzeugs (1, 1a, 1b, 1c, 1d), welches ein Rotationselement (10) und ein Bewegungselement (20) umfasst, wobei die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: ein optisches Element (140), das auf dem Rotationselement (10) angeordnet ist und eine Reflektionsschicht (142) aufweist, um Licht zurück in einer Richtung parallel zu einer Einfallsrichtung des Lichts zu reflektieren; und eine Erfassungseinheit (170, 180), die auf dem Bewegungselement (20) angeordnet und ausgestaltet ist, einen ersten Lichtstrahl (122a) und einen zweiten Lichtstrahl (122b) auf das optische Element (140) zu emittieren, wobei der erste Lichtstrahl (122a) mit dem zweiten Lichtstrahl (122b) einen spitzen Winkel (θ) definiert, worin die Erfassungseinheit (170, 180) einen ersten Positionssensor (150) und einen zweiten Positionssensor (160) umfasst; worin wenn das optische Element (140) mit dem Rotationselement (10) gedreht wird und das Bewegungselement (20) relativ zu dem Rotationselement (10) bewegt wird, so dass die Erfassungseinheit (170, 180) und das optische Element (140) die gleiche ringförmige Umlaufbahn durchlaufen, der erste Lichtstrahl (122a) und der zweite Lichtstrahl (122b) in das optische Element (140) emittiert werden und dann durch die Reflektionsschicht (142) zu dem ersten Positionssensor (150) und dem zweiten Positionssensor (160) reflektiert werden, wobei die Erfassungseinheit (170, 180) über den ersten Positionssensor (150) die Positionen des ersten Lichtstrahls (122a) und die Erfassungseinheit (170, 180) über den zweiten Positionssensor (160) die Positionen des zweiten Lichtstrahls (122b) erfasst, um eine Änderung einer relativen Position zwischen dem Rotationselement (10) und den Bewegungselement (20) zu erfassen.Error detection device (100) for detecting an error in a multi-axis tool (1, 1a, 1b, 1c, 1d) which comprises a rotation element (10) and a movement element (20), the error detection device ( 100) is characterized by comprising: an optical element (140) disposed on the rotating element (10) and having a reflective layer (142) for reflecting light back in a direction parallel to an incident direction of the light; and a detection unit (170, 180) which is arranged on the moving element (20) and is configured to emit a first light beam (122a) and a second light beam (122b) onto the optical element (140), the first light beam (122a ) defines an acute angle (θ) with the second light beam (122b), wherein the detection unit (170, 180) comprises a first position sensor (150) and a second position sensor (160); wherein when the optical element (140) is rotated with the rotating element (10) and the moving element (20) is moved relative to the rotating element (10) so that the detection unit (170, 180) and the optical element (140) are the same Traverse annular orbit, the first light beam (122a) and the second light beam (122b) are emitted into the optical element (140) and are then reflected through the reflective layer (142) to the first position sensor (150) and the second position sensor (160) , wherein the detection unit (170, 180) detects the positions of the first light beam (122a) via the first position sensor (150) and the detection unit (170, 180) detects the positions of the second light beam (122b) via the second position sensor (160) to detect a change in a relative position between the rotating element (10) and the moving element (20). Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Erfassungseinheit (180) umfasst: eine erste Lichtquelle (181), die ausgestaltet ist den ersten Lichtstrahl (122a) zu emittieren, und eine zweite Lichtquelle (182), die ausgestaltet ist den zweiten Lichtstrahl (122b) zu emittieren; oder eine Lichtquelle (120) und einen Satz optischer Linsen (130), worin die Lichtquelle (120) ausgestaltet ist einen Lichtstrahl (122) zu emittieren, der dann durch den Satz optischer Linsen (130) gelangt, um den ersten Lichtstrahl (122a) und den zweiten Lichtstrahl (122b) zu erzeugen.Error detection device (100) according to Claim 1 which is characterized in that the detection unit (180) comprises: a first light source (181) which is configured to emit the first light beam (122a), and a second light source (182) which is configured to emit the second light beam (122b) to emit; or a light source (120) and a set of optical lenses (130), wherein the light source (120) is configured to emit a light beam (122) which then passes through the set of optical lenses (130) to form the first light beam (122a) and generate the second light beam (122b). Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Positionssensor (150) eine erste Erfassungsseite (152) aufweist und der zweite Positionssensor (160) eine zweite Erfassungsseite (162) aufweist; worin, wenn das optische Element (140) mit dem Rotationselement (10) gedreht wird, um sich um eine erste Rotationsachse (A1) des Mehrachsen-Werkzeugs (1, 1a, 1b, 1c, 1d) zu drehen und die relative Position zwischen der Erfassungseinheit (170, 180) und dem optischen Element (140) verändert ist, auf der ersten Erfassungsseite (152) eine erste Abweichung (P1) und eine zweite Abweichung (P2) erfasst werden und auf der zweiten Erfassungsseite (162) eine dritte Abweichung (P3) erfasst wird, wobei die erste Abweichung (PI), die zweite Abweichung (P2) und die dritte Abweichung (P3) verwendet werden, Rotationsfehler des Rotationselements (10) auf einer ersten linearen Achse (X), einer zweiten linearen Achse (Y) bzw. einer dritten linearen Achse (Z) des Mehrachsen-Werkzeugs (1, 1a, 1b, 1c, 1d) zu berechnen.Error detection device (100) according to Claim 1 which is characterized in that the first position sensor (150) has a first detection side (152) and the second position sensor (160) has a second detection side (162); wherein, when the optical element (140) is rotated with the rotating element (10) to rotate about a first rotating axis (A1) of the multi-axis tool (1, 1a, 1b, 1c, 1d) and the relative position between the Detection unit (170, 180) and the optical element (140) is changed, on the first detection side (152) a first deviation (P1) and a second deviation (P2) are detected and on the second detection side (162) a third deviation ( P3) is detected, the first deviation (PI), the second deviation (P2) and the third deviation (P3) being used, rotation errors of the rotating element (10) on a first linear axis (X), a second linear axis (Y ) or a third linear axis (Z) of the multi-axis tool (1, 1a, 1b, 1c, 1d). Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Erstreckungsrichtung (D3) des Bewegungselements (20) senkrecht oder parallel zu der ersten Rotationsachse (A1) steht, worin die erste Rotationsachse (A1) parallel zu der dritten linearen Achse (Z) verläuft; oder das Mehrachsen-Werkzeug (1c, 1d) weiter einen Rotationssitz (30) umfasst, der um eine zweite Rotationsachse (A2) drehbar ist; worin das Rotationselement (10) auf dem Rotationssitz (30) angeordnet ist; worin die erste Rotationsachse (A1) parallel zu der dritten linearen Achse (Z) verläuft, während der Rotationssitz (30) nicht gedreht wird, und die zweite Rotationsachse (A2) parallel zu der zweiten linearen Achse (Y).Error detection device (100) according to Claim 3 which is characterized in that an extension direction (D3) of the moving element (20) is perpendicular or parallel to the first axis of rotation (A1), wherein the first axis of rotation (A1) is parallel to the third linear axis (Z); or the multi-axis tool (1c, 1d) further comprises a rotary seat (30) which is rotatable about a second axis of rotation (A2); wherein the rotating member (10) is arranged on the rotating seat (30); wherein the first axis of rotation (A1) is parallel to the third linear axis (Z) while the rotary seat (30) is not rotated, and the second axis of rotation (A2) is parallel to the second linear axis (Y). Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das optische Element (140) eine sphärische Linse ist und der Brechungsindex der sphärischen Linse 2 ist.Error detection device (100) according to Claim 1 which is characterized in that the optical element (140) is a spherical lens and the refractive index of the spherical lens is 2. Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Erfassungseinheit (170) eine Lichtquelle (120) und einen Satz optischer Linsen (130) umfasst; worin die Lichtquelle (120) ausgestaltet ist, einen Lichtstrahl (122) zu emittieren, der dann durch den Satz optischer Linsen (130) geleitet wird, um den ersten Lichtstrahl (122a) und den zweiten Lichtstrahl (122b) zu erzeugen; worin der Satz optischer Linsen (130) einen ersten polarisierter Lichtstrahl-Splitter (132), einen zweiten polarisierter Lichtstrahl- Splitter (134), eine erste ¼-Platte (136) und eine zweite ¼-Platte (138) umfasst; worin der erste polarisierter Lichtstrahl-Splitter (132) zwischen der ersten ¼-Platte (136) und der Lichtquelle (120) angeordnet ist; worin der erste Positionssensor (150) und der zweite polarisierte Lichtstrahl-Splitter (134) jeweils auf zwei Seiten des ersten polarisierter Lichtstrahl-Splitter (132) angeordnet sind, und worin der zweite polarisierte Lichtstrahl-Splitter (134) zwischen der zweiten ¼-Platte (138) und dem zweiten Positionssensor (160) angeordnet ist.Error detection device (100) according to Claim 1 which is characterized in that the detection unit (170) comprises a light source (120) and a set of optical lenses (130); wherein the light source (120) is configured to emit a light beam (122) which is then passed through the set of optical lenses (130) to produce the first light beam (122a) and the second light beam (122b); wherein the set of optical lenses (130) comprises a first polarized light beam splitter (132), a second polarized light beam splitter (134), a first ¼ plate (136) and a second ¼ plate (138); wherein the first polarized light beam splitter (132) is disposed between the first ¼ plate (136) and the light source (120); wherein the first position sensor (150) and the second polarized light beam splitter (134) are each disposed on two sides of the first polarized light beam splitter (132), and wherein the second polarized light beam splitter (134) is between the second ¼ plate (138) and the second position sensor (160) is arranged. Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Erfassungseinheit (180) eine erste Lichtquelle (181) umfasst, die ausgestaltet ist, den ersten Lichtstrahl (122a) zu emittieren, eine zweite Lichtquelle (182), die ausgestaltet ist den zweiten Lichtstrahl (122b) zu emittieren, und einen Satz optischer Linsen (130); worin der Satz optischer Linsen (130) einen ersten polarisierter Lichtstrahl-Splitter (132), einen zweiten polarisierter Lichtstrahl-Splitter (134), eine erste ¼-Platte (136) und eine zweite ¼-Platte (138); worin der erste polarisierte Lichtstrahl-Splitter (132) zwischen der ersten ¼-Platte (136) und der ersten Lichtquelle (181) angeordnet ist; worin der zweite polarisierter Lichtstrahl-Splitter (134) zwischen der zweiten ¼-Platte (138) und der zweiten Lichtquelle (182) angeordnet ist; worin der erste Positionssensor (150) und der zweite polarisierter Lichtstrahl-Splitter (134) jeweils auf zwei Seiten des ersten polarisierter Lichtstrahl-Splitter (132) angeordnet sind, worin der zweite Positionssensor (160) und der erste polarisierter Lichtstrahl-Splitter (132) jeweils auf zwei Seiten des zweiten polarisierter Lichtstrahl-Splitter (134) angeordnet ist.Error detection device (100) according to Claim 1 , which is characterized in that the detection unit (180) comprises a first light source (181) which is configured to emit the first light beam (122a), a second light source (182) which is configured to emit the second light beam (122b) emitting, and a set of optical lenses (130); wherein the set of optical lenses (130) includes a first polarized light beam splitter (132), a second polarized light beam splitter (134), a first ¼ plate (136) and a second ¼ plate (138); wherein the first polarized light beam splitter (132) is disposed between the first ¼ plate (136) and the first light source (181); wherein the second polarized light beam splitter (134) is disposed between the second ¼ plate (138) and the second light source (182); wherein the first position sensor (150) and the second polarized light beam splitter (134) are each arranged on two sides of the first polarized light beam splitter (132), wherein the second position sensor (160) and the first polarized light beam splitter (132) is arranged on two sides of the second polarized light beam splitter (134). Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Positionssensor (150) ein Quadranten-Photodioden-Detector ist, ein Ladungsträger gekoppelter Schaltungs-Sensor oder ein Komplementär-Metalloxid-Halbleiter-Sensor, worin der zweite Positionssensor (160) ein ein-dimensionaler Positionssensor, ein zwei-dimensionaler Positionssensor oder ein Quadranten-Positionssensor ist.Error detection device (100) according to Claim 1 , which is characterized in that the first position sensor (150) is a quadrant photodiode detector, a charge carrier-coupled circuit sensor or a complementary metal oxide semiconductor sensor, wherein the second position sensor (160) is a one-dimensional position sensor, is a two-dimensional position sensor or a quadrant position sensor. Fehler-Erfassungs-Verfahren für eine Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) zur Erfassung eines Fehler eines Mehrachsen-Werkzeugs (1, 1a, 1b, 1c, 1d), welches ein Rotationselement (10) und ein Bewegungselement (20) umfasst, worin die Fehler-Erfassungs-Vorrichtung (100) ein optisches Element (140) und eine Erfassungseinheit (170, 180) umfasst, worin das optische Element (140) auf dem Rotationselement (10) angeordnet ist und eine Reflektionsschicht (142) aufweist, um Licht zurück in eine Richtung parallel zu einer Einfallsrichtung des Lichts zu reflektieren, worin die Erfassungseinheit (170, 180) auf dem Bewegungselement (20) angeordnet ist und einen ersten Positionssensor (150) und einen zweiten Positionssensor (160) umfasst, wobei das Fehler-Erfassungs-Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: Verwenden der Erfassungseinheit (170, 180), um einen ersten Lichtstrahl (122a) und einen zweiten Lichtstrahl (122b) auf das optische Element (140) zu emittieren, wobei der erste Lichtstrahl (122a) mit dem zweiten Lichtstrahl (122b) einen spitzen Winkel (θ) definiert; Drehen des Rotationselements (10) und Bewegen des Bewegungselements (20) relativ zu dem Rotationselement (10), so dass sich die Erfassungseinheit (170, 180) und das optische Element (140) auf der gleichen ringförmigen Umfangsbahn bewegen, während dessen die Erfassungseinheit (170, 180) den ersten Lichtstrahl (122a) und den zweiten Lichtstrahl (122b) in das optische Element (140) emittiert und die Reflektionsschicht (142) den ersten Lichtstrahl (122a) zu dem ersten Positionssensor (150) reflektiert und den zweiten Lichtstrahl (122b) zu dem zweiten Positionssensor (160) reflektiert; und Verwenden des ersten Positionssensors (150) und des zweiten Positionssensors (160), um jeweils Positionen des ersten Lichtstrahls (122a) und des zweiten Lichtstrahls (122b) zu erfassen, um eine Änderung einer relativen Position zwischen dem Rotationselement (10) und dem Bewegungselement (20) zu erfassen.Error detection method for an error detection device (100) for detecting an error of a multi-axis tool (1, 1a, 1b, 1c, 1d), which comprises a rotating element (10) and a moving element (20), wherein the error detection device (100) comprises an optical element (140) and a detection unit (170, 180), wherein the optical element (140) is arranged on the rotating element (10) and has a reflective layer (142) to detect light back in a direction parallel to a direction of incidence of the light, wherein the detection unit (170, 180) is arranged on the moving element (20) and comprises a first position sensor (150) and a second position sensor (160), wherein the error detection Method is characterized in that it comprises: using the detection unit (170, 180) to emit a first light beam (122a) and a second light beam (122b) onto the optical element (140), the first light beam rahl (122a) defines an acute angle (θ) with the second light beam (122b); Rotating the rotating element (10) and moving the moving element (20) relative to the rotating element (10), so that the detection unit (170, 180) and the optical element (140) move on the same annular circumferential path, during which the detection unit ( 170, 180) emits the first light beam (122a) and the second light beam (122b) into the optical element (140) and the reflective layer (142) reflects the first light beam (122a) to the first position sensor (150) and the second light beam ( 122b) reflected to the second position sensor (160); and using the first position sensor (150) and the second position sensor (160) to detect positions of the first light beam (122a) and the second light beam (122b), respectively, in order to change a relative position between the rotating member (10) and the moving member (20) to be recorded.
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