DE102015201582B4

DE102015201582B4 - Ermittlung und Korrektur eines Fehlers einer Drehvorrichtung für ein Koordinatenmessgerät

Info

Publication number: DE102015201582B4
Application number: DE102015201582.3A
Authority: DE
Inventors: Rainer Sagemüller; Dominik Seitz; Günter Grupp
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: DE102015201582A1

Abstract

Verfahren zur Ermittlung eines Zusammenhangs zwischenA) einem Moment (M), das quer zu einer Drehachse (D) einer Drehvorrichtung (1; 100) ist, und/oder einer Querkraft, die quer zu einer Drehachse (D) einer Drehvorrichtung (1; 100) ist, undB) einem Positionsfehler der Drehvorrichtung (1; 100), der durch das Moment (M) und/oder die Querkraft verursacht ist,aufweisenda) Erzeugen (S1) zumindest eines Moments (M) und/oder zumindest einer Querkraft, das/die quer zu der Drehachse (D) eines Rotors (2; 101) der Drehvorrichtung (1; 100) ist, bei zumindest einer Drehposition des Rotors (2; 101),b) Ermitteln (S2) zumindest eines Positionsfehlers der Drehvorrichtung (1; 100) bei der zumindest einen Drehposition, welcher durch das zumindest eine Moment (M) und/oder die zumindest eine Querkraft verursacht ist,c) Ermitteln (S3) eines Zusammenhangs zwischen A) Moment (M) und/oder Querkraft und B) Positionsfehler bei der zumindest einen Drehposition,wobei die Drehvorrichtung (1; 100) ein Drehpositionsmesssystem aufweist, welches aufweist:- eine Maßverkörperung (3),- zumindest eine Detektionseinrichtung (4) zur Detektion einer relativen Position von Detektionseinrichtung (4) und Maßverkörperung (3) und/oder zur Detektion einer Änderung der relativen Position von Detektionseinrichtung (4) und Maßverkörperung (3), wobei die Maßverkörperung (3) beweglich gelagert ist, oder die zumindest eine Detektionseinrichtung (4) beweglich gelagert ist, unddurch das Moment (M) und/oder die Querkraft eine translatorische Bewegung der Maßverkörperung (3) relativ zu der Detektionseinrichtung (4) bewirkt wird, welche quer zur Erstreckung der Drehachse (D) verläuft, wodurch in dem Drehpositionsmesssystem der in Schritt b) ermittelte Positionsfehler entsteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Zusammenhangs zwischen einem quer zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung stehenden Moment und/oder einer quer zu der Drehachse stehenden Kraft und einem Positionsfehler der Drehvorrichtung, ein Verfahren zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts und ein Verfahren zur Ermittlung eines Moments, das auf eine Drehvorrichtung eines Koordinatenmessgeräts einwirkt.
Drehvorrichtungen, wie z.B. Dreh-Schwenk-Gelenke oder Drehtische verfügen in der Regel über ein Drehpositionsermittlungssystem, insbesondere einen Winkelencoder, um den aktuellen Drehwinkel der Drehung eines Teils der Vorrichtung um eine Drehachse erfassen zu können. Bei gängigen Inkrementalmesssystemen geschieht dies meist in Bezug auf eine Referenzmarke. Allerdings weisen die üblichen Winkelmesssysteme Fehler auf, die in der Koordinatenmesstechnik zu Messfehlern führen. Die Positioniergenauigkeit bei der Drehung um die Drehachse hängt somit unmittelbar mit der Genauigkeit des Drehwinkelmesssystems zusammen, was folgende Probleme zur Folge hat: ein solches Drehwinkelmesssystem lässt sich zum einen nicht in jeder beliebigen Genauigkeit fertigen, zum Anderen erhöht sich der Anschaffungspreis überproportional mit steigender Genauigkeit des Drehwinkelmesssystems.
Neben den durch das Winkelmesssystem selbst verursachten Positionsfehlern treten zusätzlich translatorische und rotatorische Bewegungsfehler durch die Mechanik der Drehvorrichtung auf, insbesondere durch die Lagerung / Führung der um die Drehachse drehbaren Teile der Drehvorrichtung und / oder Bewegungsfehler die durch externe auf die Drehachse wirkende Kräfte oder Momente entstehen. Kräfte und Momente können dabei statisch oder dynamisch wirken. In der Regel treten bei der Bewegung von Teilen um eine Drehachse Abweichungen von der idealen Drehbewegung in allen sechs Freiheitsgraden (translatorisch und rotatorisch) auf, zusammenfassend bezeichnet als Drehfehler. Mit dem Begriff „Drehfehler“, auch bezeichnet als „Bewegungsfehler“, sind somit alle Fehler bzw. Abweichungen, wie translatorische und rotatorische Abweichungen gemeint, die bei einer Drehung von Teilen der Drehvorrichtung um eine Drehachse auftreten. Bei mehrstufigen Drehvorrichtungen mit Drehbeweglichkeit um mehrere Drehachsen, sind die Drehfehler bezüglich einer Drehachse gegebenenfalls zusätzlich abhängig von der aktuellen Drehposition der anderen Drehachse(n).
Die Genauigkeit von Winkelmesssystemen für Drehachsen ist häufig abhängig von der Belastung der Drehachse, z.B. durch die Beladung mit einem zu vermessenden Werkstück, wodurch ein Kippmoment erzeugt wird, wenn der Messeschwerpunkt abseits der Drehachse liegt. Aus diesem Grund kommen vielfach Winkelmesssysteme mit einer Eigenlagerung zum Einsatz, die das Winkelmesssystem von den Bewegungsfehlern der Drehtischachse entkoppeln. Derartige Winkelmesssysteme mit Eigenlagerung sind sehr teuer, da die Eigenlagerung (meist eine hochpräzise Wälzlagerung) sehr hochwertig ausgeführt sein muss.
Selbst bei hochwertigen Drehachsen (wie z.B. luftgelagerten) wird auf die Eigenlagerung des Winkelmesssystems nicht verzichtet. Zwar fällt der Radialschlag der (luftgelagerten) Drehachse deutlich geringer aus, als der Radialschlag der Eigenlagerung des eingesetzten Winkelmesssystems (die Eigenlagerung verschlechtert also effektiv das Winkel-Positionssignal), eine Belastung der Drehachse mit Kippmoment würde allerdings ohne Eigenlagerung zu einem deutlichen Positionsfehler mit einer Welle pro Umdrehung führen. Kippmomente führen also zu einer Schiefstellung des Drehtischrotors und wirken sich auf das Winkelmesssystem als Positionsfehler aus.
DE 10 2013 219 389 A1 betrifft ein Verfahren zum Reduzieren von Fehlern einer Drehvorrichtung bei der Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks oder bei der Bearbeitung eines Werkstücks, wobei die Drehvorrichtung eine Drehbewegung des Werkstücks um eine Drehachse der Drehvorrichtung während der Bestimmung der Koordinaten oder während der Bearbeitung des Werkstücks ermöglicht, und wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) ein erstes Werkstück wird an der Drehvorrichtung angeordnet, b) eine Koordinaten-Messeinrichtung zur Messung von Koordinaten einer Oberfläche des ersten Werkstücks wird an einer ersten Umfangsposition bezüglich der Umfangsrichtung der Drehachse positioniert, c) das erste Werkstück wird von der Drehvorrichtung um die Drehachse gedreht, während von der an der ersten Umfangsposition positionierten Koordinaten-Messeinrichtung ein erster Verlauf der Oberfläche des ersten Werkstücks, der aufgrund der Drehung des ersten Werkstücks um die Drehachse herum verläuft, gemessen wird, sodass entsprechende erste Messsignale des ersten Verlaufs erzeugt werden, d) die Koordinaten-Messeinrichtung wird an einer zweiten Umfangsposition bezüglich der Umfangsrichtung der Drehachse positioniert, die sich von der ersten Umfangsposition unterscheidet, e) das erste Werkstück wird von der Drehvorrichtung um die Drehachse gedreht, während von der an der zweiten Umfangsposition positionierten Koordinaten-Messeinrichtung ein zweiter Verlauf der Oberfläche des ersten Werkstücks, der aufgrund der Drehung des ersten Werkstücks um die Drehachse herum verläuft, gemessen wird, sodass entsprechende zweite Messsignale des zweiten Verlaufs erzeugt werden, f) optional werden die Schritte d) und e) zumindest ein weiteres Mal wiederholt, sodass entsprechende weitere Messsignale des weiteren Verlaufs erzeugt werden, g) aus den ersten, aus den zweiten und aus den optionalen weiteren Messsignalen, die redundante Oberflächeninformationen über die um die Drehachse herum verlaufende Oberfläche des ersten Werkstücks und Fehlerinformationen über Fehler der Drehvorrichtung aufgrund von Abweichungen zwischen tatsächlichen Positionen und tatsächlichen Ausrichtungen der Drehachse einerseits und entsprechenden idealen Positionen und idealen Ausrichtungen der Drehachse andererseits aufweisen, werden die redundanten Oberflächeninformationen und die Fehlerinformationen voneinander separiert.
Eine Aufgabe der Erfindung bestand darin, eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu lösen. Insbesondere sollte ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung eines oben genannten Fehlers eines Winkelmesssystems, insbesondere eines Exzenterfehlers, sowie ein verbessertes Verfahren zur Bewertung und/Korrektur eines solchen Fehlers im Messbetrieb eines Koordinatenmessgeräts (nachfolgend KMG) angegeben werden.
Angegeben werden von der Erfindung

- ein Verfahren zur Ermittlung eines Zusammenhangs zwischen einem Moment, das quer zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, und/oder einer Querkraft, die quer zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, nach Anspruch 1,
- ein Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Positionsfehlers bei einer Drehvorrichtung, der verursacht ist von einem Moment, das quer zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, und/oder einer Querkraft, die quer zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, nach Anspruch 5,
- ein Verfahren zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts nach Anspruch 6, und
- ein Koordinatenmessgerät nach Anspruch 12

Nach einer allgemeinen Idee der Erfindung wird ein Zusammenhang zwischen einem Moment, das quer, insbesondere senkrecht, zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist bzw. quer, insbesondere senkrecht, zum Verlauf der Drehachse steht (nachfolgend auch verkürzt als „Moment“ oder als „Kippmoment“ bezeichnet), und einem dadurch verursachten Positionsfehler der Drehvorrichtung ermittelt. Es wurde festgestellt, dass das Moment und der Positionsfehler voneinander abhängig sind, also miteinander zusammen hängen. Ein Zusammenhang bedeutet also allgemein eine Abhängigkeit von Größen oder Werten voneinander. Der Zusammenhang kann alternativ auch als Abhängigkeit beschrieben werden. Das Moment wirkt auf die Drehachse ein und/oder auf ein um die Drehachse drehbares Teil der Drehvorrichtung ein, insbesondere auf einen Rotor, auf eine Maßverkörperung und/oder auf eine Detektionseinrichtung eines Drehpositionsmesssystems. Die Querkraft kann zum Beispiel eine Verkippung einer Drehachse bewirken, und/oder eine Translation beweglicher Teile eines Drehpositionsmesssystems, beispielsweise einer Maßverkörperung, bewirken. Diese Translation ist insbesondere quer zur Erstreckung einer Drehachse der Drehvorrichtung. Zusätzlich oder alternativ kann ein funktionaler Zusammenhang erhalten werden, wobei ein Positionsfehler der Drehvorrichtung als Funktion des erzeugten Moments ausgedrückt ist. Weitere Größen oder Variablen können bei dem Zusammenhang, insbesondere in Form einer der Zuordnung und eines funktionalen Zusammenhangs, hinzutreten, wie beispielsweise eine oder eine beliebige Kombination der folgenden:

- Drehposition, insbesondere Drehwinkel. Der genannte Zusammenhang kann also eine Drehposition enthalten, sodass ein oder mehrere Wertetripel, umfassend Moment, Positionsfehler und Drehposition, die einander zugeordnet sind, erhalten werden,
- Drehgeschwindigkeit eines Rotors,
- Position einer Masse (z.B. Werkstück), insbesondere Position des Schwerpunkts der Masse, auf der Drehvorrichtung, angegeben z.B. im Gerätekoordinatensystem der Drehvorrichtung,
- Position einer Masse, insbesondere des Schwerpunkts, relativ zu einer Maßverkörperung oder Detektionseinrichtung eines Drehpositionsmesssystems.

Die Position der Masse, insbesondere ihres Schwerpunkts, ist insbesondere der Phasenwinkel der Masse, insbesondere in einem Rotorkoordinatensystem oder einem Statorkoordinatensystem der Drehvorrichtung oder relativ zu einer Maßverkörperung oder einer Detektionseinrichtung. Der Phasenwinkel kann beispielsweise in Winkeleinheiten ausgedrückt werden und als Phasenverschiebung einer Winkelfunktion ausgedrückt werden. Es kann somit der Positionsfehler als Funktion des Moments, einer Drehposition und ggf. noch weiterer Variablen erhalten werden.
Nach einer weiteren grundlegenden Idee der Erfindung wird ein Zusammenhang zwischen einer Kraft, die quer, insbesondere senkrecht zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist bzw. quer, insbesondere senkrecht, zum Verlauf der Drehachse ist, und einem dadurch verursachten Positionsfehler der Drehvorrichtung ermittelt. Eine solche quer stehende Kraft wird in dieser Erfindung auch als Querkraft bezeichnet. Die Querkraft wirkt auf die Drehachse ein und/oder auf ein um die Drehachse drehbares Teil der Drehvorrichtung, insbesondere einen Rotor und/oder eine Maßverkörperung eines Drehpositionsmesssystems. Wenn in dieser Beschreibung ein Zusammenhang, wie eine Zuordnung oder ein funktionaler Zusammenhang, ein Verfahren, oder Vorrichtungen mit Bezug auf ein Moment beschrieben sind, das quer zu einer Drehachse ist, kann sich die Offenbarung alternativ oder zusätzlich auf die Querkraft beziehen. Die Querkraft kann zum Beispiel eine Verkippung einer Drehachse bewirken, oder eine Translation beweglicher Teile eines Drehpositionsmesssystems, beispielsweise einer Maßverkörperung, bewirken. Diese Translation ist insbesondere quer zur Erstreckung einer Drehachse der Drehvorrichtung. Eine Querkraft kann zum Beispiel auftreten, wenn eine Drehachse gewollt oder ungewollt schräg eingebaut wird, beispielsweise ein schräg eingebauter Drehtisch oder ein Drehgelenk. Zusätzlich oder alternativ kann ein funktionaler Zusammenhang erhalten werden, wobei ein Positionsfehler der Drehvorrichtung als Funktion der erzeugten Querkraft ausgedrückt ist. Weitere Größen oder Variablen können bei dem Zusammenhang hinzutreten, wie beispielsweise eine oder eine beliebige Kombination der folgenden:

- Drehposition, insbesondere Drehwinkel. Der genannte Zusammenhang kann also weiterhin eine Drehposition enthalten, sodass ein oder mehrere Wertetripel, umfassend Moment, Positionsfehler und Drehposition, die einander zugeordnet sind, erhalten werden,
- Drehgeschwindigkeit eines Rotors,
- Position einer Masse (z.B. Werkstück), insbesondere Position des Schwerpunkts der Masse, auf der Drehvorrichtung, angegeben z.B. im Gerätekoordinatensystem der Drehvorrichtung,
- Position einer Masse, insbesondere des Schwerpunkts, relativ zu einer Maßverkörperung oder Detektionseinrichtung eines Drehpositionsmesssystems.

Die Position der Masse, insbesondere die Position des Schwerpunkts der Masse, kann beispielsweise in Winkeleinheiten ausgedrückt werden und als Phasenverschiebung einer Winkelfunktion ausgedrückt werden. Es kann somit der Positionsfehler als Funktion des Moments, einer Drehposition und ggf. noch weiterer Variablen erhalten werden.
Mit Hilfe eines beschriebenen Zusammenhangs, insbesondere einer Zuordnung oder eines funktionalen Zusammenhangs, kann im Messbetrieb eines KMG bei Vermessung eines Werkstücks eine Ermittlung, Überwachung, Auswertung und/oder Korrektur eines Positionsfehlers, der durch ein Moment oder eine Querkraft bedingt ist, erfolgen.
Ein Positionsfehler einer Drehvorrichtung, der durch ein Moment (M) und/oder eine Querkraft verursacht ist, wird auch als Exzenterfehler bezeichnet.
Die Begriffe „Moment“ und „Drehmoment“ werden synonym verwendet. Ein Moment bzw. Drehmoment, das quer, insbesondere senkrecht zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist wird als „Kippmoment“ bezeichnet. Der Begriff „Kippmoment“ ist daher hergeleitet, dass eine geeignete, extern auf die Drehachse wirkende Kraft, die ein Moment quer zur Drehachse bewirkt, eine mehr oder weniger große Verkippung der Drehachse bewirkt, beispielsweise die Gewichtskraft eines Werkstücks, das mit seinem Masseschwerpunkt abseits der Drehachse positioniert ist, beispielsweise auf einem Drehteller, der durch die Gewichtskraft verkippt wird.
Das Moment kann beispielsweise ausgedrückt werden durch das Kreuzprodukt $M = r \times F$
F ist beispielsweise die von einer Masse, die auf der Drehvorrichtung positioniert ist, erzeugte Gewichtskraft, die insbesondere parallel zu der Drehachse gerichtet ist, oder eine parallel zu der Drehachse stehende Kraft(komponente) aufweist. F kann alternativ oder zusätzlich eine Kraft sein, die durch das Antasten der Drehvorrichtung oder eines darauf positionierten Gegenstandes erzeugt wird.
r ist beispielsweise der radiale Abstand des Schwerpunkts der Masse von der Drehachse. Die Masse ist beispielsweise die Masse eines Gegenstands, insbesondere eines Werkstücks.
Es können in dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 die der Schritte a)-b) mit mehreren unterschiedlichen Momenten und/oder mehreren unterschiedlichen Kräften durchgeführt bzw. wiederholt werden. In Schritt c) erfolgt dann insbesondere ein Zuordnen des Moments oder der mehreren Momente, und/oder das Zuordnen der Querkraft oder der mehreren Querkräfte, zu dem jeweils bei diesem Moment oder dieser Querkraft ermittelten Positionsfehler bei der zumindest einen Drehposition, sodass eine Zuordnung zwischen A) Moment und/oder Querkraft und B) Positionsfehler bei der zumindest einen Drehposition, erhalten wird.
Der Zusammenhang kann in Form einer Zuordnung oder in Form eines funktionalen Zusammenhangs ermittelt werden.
Bei der Zuordnung, wie auch bei einem weiter unten beschriebenen funktionalen Zusammenhang können weitere Größen oder Variable hinzutreten, wie beispielsweise Drehposition oder Drehwinkel, Lage einer Masse (z.B. Werkstück) auf der Drehvorrichtung, zum Beispiels angegeben im Gerätekoordinatensystem der Drehvorrichtung, Position einer Masse, insbesondere ihres Schwerpunkts, relativ zu einer Detektionseinrichtung eines Drehpositionsmesssystems. Die Position der Masse, insbesondere ihres Schwerpunkts, kann beispielsweise in Winkeleinheiten ausgedrückt werden und als Phasenverschiebung einer Winkelfunktion ausgedrückt werden.
Bei der Durchführung des Verfahrens mit mehreren Momenten ist man in Kenntnis mehrerer Momente (erstes, zweites und gegebenenfalls weitere), denen jeweils ein Positionsfehler zugeordnet ist. Entsprechendes gilt für mehrere Kräfte. Man erhält somit mehrere Kräfte (erste, zweite und gegebenenfalls weitere), denen jeweils ein Positionsfehler zugeordnet ist. Dieser Schritt bzw. die Aufbringung mehrerer Momente oder Kräfte ist optional. In bestimmten Fällen ist er nicht zwingend erforderlich, um einen Zusammenhang, wie eine Zuordnung oder einen funktionalen Zusammenhang, zu erhalten. Wenn beispielsweise ein linearer Zusammenhang zwischen Moment/Kraft und Positionsfehler angenommen wird oder erwartungsgemäß angenommen werden kann, dann genügt die Ermittlung des Positionsfehlers bei einem Moment oder einer Querkraft. Bei einem Moment oder Querkraft von Null erhält man keinen Positionsfehler der Drehvorrichtung, der durch das erste Moment und/oder die Querkraft verursacht ist. Aus diesem Nullwert und einem einzelnen Messwert des Positionsfehlers bei einer Kraft/einem Moment kann ein Zusammenhang ermittelt werden, beispielsweise ein linearer Zusammenhang ermittelt werden. Nach analogen Überlegungen erzeugt ein doppelt so großes Moment bzw. eine doppelt so große Querkraft bei Annahme eines linearen Zusammenhangs beispielsweise einen doppelt so großen Positionsfehler.
In einer Variante des oben erwähnten Verfahrens erfolgt bei dem Ermitteln des Zusammenhangs das Zuordnen des Moments, und/oder Zuordnen der Kraft, zu dem jeweils bei diesem Moment oder dieser Querkraft ermittelten Positionsfehler bei der zumindest einen Drehposition, sodass eine Zuordnung zwischen A) Moment und/oder Querkraft und B) Positionsfehler bei der zumindest einen Drehposition, erhalten wird. Das Ermitteln eines funktionalen Zusammenhangs kann erfolgen durch Bildung einer Zuordnung und anschließender Analyse der Zuordnung. Beispielsweise kann eine mathematische Funktion ermittelt werden, welche die Wertezuordnung ausdrückt, beispielsweise mittels bekannter Anpassungsverfahren.
Die Zuordnung ist eine Zuordnung von Werten der genannten Größen: Moment und/oder Kraft, und Positionsfehler.
Die Zuordnung kann einen oder mehrere Drehpositionswerte enthalten. Der Positionsfehler kann abhängig sein von der Drehposition bzw. veränderlich sein mit der Drehposition, wobei in diesem Fall vorzugsweise mehrere Drehpositionswerte berücksichtigt werden.
Die Zuordnung kann Informationen zu Momenten und zugeordneten Positionsfehlern bei einer Drehposition oder bei mehreren Drehpositionen enthalten. Beispielhaft kann die Zuordnung eine Ansammlung von Wertepaaren oder Wertetripeln sein umfassend

- Moment und Positionsfehler
- Moment, Positionsfehler und Drehposition.

Die Zuordnung kann alternativ oder zusätzlich Informationen zu Querkräften und zugeordneten Positionsfehlern bei einer Drehposition oder bei mehreren Drehpositionen enthalten. Beispielhaft kann die Zuordnung eine Ansammlung von Wertepaaren, Wertetripeln, oder Wertequartetten sein, umfassend

- Querkraft und Positionsfehler
- Querkraft, Positionsfehler und Drehposition
- Querkraft, Moment, und Positionsfehler,
- Querkraft, Moment, Positionsfehler und Drehposition.

Die Zuordnung kann beispielsweise in tabellarischer und vorzugsweise elektronisch speicherbarer und auslesbarer Form vorliegen. Die Zuordnung kann in einem Speicher oder einer Speichereinrichtung eines KMG gespeichert werden. Die Zuordnung kann beliebig viele solcher Wertepaare, -tripel oder quartette umfassen. Mit Hilfe der Zuordnung kann in einem weiter unten beschriebenen Verfahren ermittelt werden, wie hoch beispielsweise ein Positionsfehler bei einem bestimmten Moment in einer bestimmten Drehposition ist. Mit der Zuordnung kann jede der genannten Größen in Abhängigkeit von jeweils den anderen verbleibenden Größen ermittelt werden.
Das Verfahren zur Ermittlung einer Zuordnung kann außerhalb oder innerhalb eines KMG durchgeführt werden. Das Verfahren kann einmalig oder mehrmals für eine bestimmte Bauform einer Drehvorrichtung ermittelt werden, bevor diese (wieder) in ein KMG eingebaut wird. Zum Beispiel kann das Verfahren nach einem Fertigungsprozess einer Drehvorrichtung durchgeführt werden, insbesondere im Rahmen einer Endabnahme. in einer weiteren Variante kann das Verfahren in einem KMG, bei eingebauter Drehvorrichtung, erfolgen, zum Beispiel in Vorbereitung des Messbetriebs bzw. vor dem Messbetrieb, oder in einer Messpause.
Das erzeugte Moment ist bei dem Verfahren zur Ermittlung des Zusammenhangs zwischen Moment und Positionsfehler seinem Wert nach bekannt oder sein Wert ist ermittelbar. Das Moment wird durch eine einwirkende, das Moment erzeugende Kraft erzeugt. Diese sogenannte „das Moment erzeugende Kraft“ kann im speziellen Fall die an anderer Stelle erwähnte Querkraft sein, wenn beispielsweise zwischen der Querkraft und der Drehachse oder einem Drehpunkt ein Hebel vorhanden ist.
Die nachfolgenden Ausführungen betreffend die Erzeugung oder Ermittlung einer das Moment erzeugenden Kraft können für alle Verfahren und Gegenstände der Erfindung gelten.
Eine ein Moment erzeugende Kraft, und infolgedessen das Moment, wird vorzugsweise erzeugt durch eine oder mehrere der Maßnahmen:

- Positionieren eines Gegenstandes, insbesondere eines Werkstücks, auf der Drehvorrichtung, insbesondere einem Rotor der Drehvorrichtung. Der Gegenstand weist eine Masse auf. Insbesondere wird der Schwerpunkt des Gegenstandes bzw. der Masse exzentrisch zu der Drehachse des Rotors bzw. neben der Drehachse des Rotors positioniert. Es kann dann eine Gewichtskraft des Gegenstandes auf die Drehvorrichtung, insbesondere den Rotor oder die Drehachse, einwirken.
- Antasten des Rotors oder eines auf dem Rotor befindlichen Gegenstandes, insbesondere Werkstücks, mit einem Messsystem des Koordinatenmessgeräts. Eine Antastkraft kann übertragen werden. Insbesondere ist ein Hebel vorhanden, durch den eine Antastkraft übertragen werden kann. Durch das Antasten wird eine ein Moment erzeugende Kraft ausgeübt. Die Antastkraft kann eine Zugkraft oder eine Druckkraft sein. Wird beispielsweise mit einem Taster des KMG neben der Drehachse eine Kraft auf den Rotor ausgeübt, durch Antasten des Rotors oder eines auf dem Rotor positionieren Werkstücks, entsteht durch den Radius (Entfernung des Tasters von der Drehachse) und der Antastkraft des Tastsystems des KMG bzw. des Tasters ein Moment. Das Moment bewirkt eine Auslenkung des Rotors. Die Antastposition kann in einem anderen Beispiel genau in der Drehachse liegen und das Antasten in einer Höhe (Z) von dem Rotor aus gesehen, wobei die Kraftrichtung quer zur Drehachse sein kann oder eine die Antastkraft eine Kraftkomponente quer zur Drehachse aufweisen kann. Durch einen vorhandenen Hebel (Z-Höhe) kann ein Moment entstehen, wenn die Antastkraft (teilweise) quer zur Drehachse wirkt.

Eine das Moment erzeugende Kraft kann insbesondere durch einen oder mehrere der folgenden Mechanismen wirken:

- Einwirken einer Kraft auf den Rotor an einer Stelle des Rotors neben der Drehachse des Rotors, sodass die Kraft parallel zu der Drehachse ausgerichtet ist, zum Beispiel durch Positionieren eines Gegenstandes oder durch Antasten,
- Einwirken einer Kraft auf den Rotor, die eine Kraftkomponente aufweist, die parallel zu der Drehachse ausgerichtet ist, zum Beispiel durch Positionieren eines Gegenstandes oder durch Antasten.
- Einwirken einer Kraft über einen Hebel auf die Drehachse, beispielsweise eine Gewichtskraft, insbesondere eines Werkstücks, oder einer Antastkraft
- Einwirken eine Zentrifugalkraft,
- Einwirken einer Kraft, die ein Kreiselmoment verursacht
- Eine von einer Drehtisch-Lagerung verursachte Kraft, beispielsweise eine durch eine Lagervorspannung verursachte Kraft oder eine anderweitige Zwangskraft

Der Wert einer Antastkraft kann bekannt sein oder ermittelt werden, beispielsweise mit einem Messsystem des KMG. Pose (Position und Orientierung) der Kraft, insbesondere Angriffspunkt und Richtung der Kraft, können ebenfalls bekannt sein oder mit dem Messsystem des KMG ermittelt werden.
Die nachfolgenden Ausführungen betreffend die Ermittlung des Moments gelten für alle Verfahren und Gegenstände der Erfindung.
Das Ermitteln eines Moments, auch in allen anderen erfindungsgemäßen Verfahren, wo das Ermitteln des Moments notwendig ist, nach einem der folgenden Verfahren erfolgen:

Das Moment (Kippmoment) kann ermittelt werden durch:
- - Ermitteln einer Größe, insbesondere Ermittlung eines oder mehrere Werte dieser Größe, aus welcher das Moment ermittelbar ist
- - Ermitteln des Moments unter Verwendung dieser Größe, insbesondere unter Verwendung von Werten dieser Größe.

Insbesondere steht die Größe in einem festen Zusammenhang zu dem Moment. Die Größe ist insbesondere ein Druck, der durch das Moment bedingt ist, insbesondere ein Druck, der auf die Drehvorrichtung oder einen Rotor davon ausgeübt wird, oder eine vorangehend erwähnte Kraft, die das Moment erzeugt.
Insofern weist die Ermittlung des Moments insbesondere auf:

- Ermitteln eines Drucks, der durch das Moment bedingt ist, und/oder einer Kraft, die das Moment verursacht,
- Ermitteln des Moments unter Verwendung des Druckes und/oder der Kraft.

Im Falle, dass die Größe ein Druck ist, kann das Moment ermittelt werden durch:

- Bereitstellen eines KMG, aufweisend eine Drehvorrichtung, und zumindest ein Lager, auch bezeichnet als Lagerstelle, wobei ein Rotor der Drehvorrichtung an dem zumindest einen Lager gelagert oder abgestützt ist. Das Lager ist insbesondere ein Auflager, das von einem Drehlager des Drehtisches zu unterscheiden ist. Ein solches KMG ist beschrieben in DE 10 2008 058 198 A1
- Ermitteln einer oder mehrerer Lagerbelastungen, wobei die Lagerbelastung jeweils in Form eines Drucks bestimmt wird,
- Ermitteln eines Kippmoments aus dem Druck oder den Drücken.

Insbesondere ist das zumindest eine Lager ein Luftlager und es wird ein Luftdruck in einem oder mehreren dieser Lager ermittelt. Eine Lagerbelastung werden insbesondere durch ein auf der Drehvorrichtung, insbesondere einem Rotor der Drehvorrichtung, befindliches oder positioniertes Messobjekt erzeugt. Jede individuelle Lagerbelastung repräsentiert dann die mechanische Belastung einer Lagerstelle durch das auf der Drehvorrichtung angeordnetes Messobjekt, auch bezeichnet als Werkstück. Zur Bestimmung der Lagerbelastungen kann eine Sensoreinrichtung verwendet werden, die vorzugsweise einen oder mehrere Drucksensoren aufweist. Es kann mit einem Drucksensor jeweils ein Luftdruck und/oder eine durchfließende Luftmenge in einem Luftlager ermittelt werden, um die individuelle Lagerbelastung zu ermitteln.
Das Ermitteln des Moments aus dem Druck kann durch Verwendung eines bekannten oder zuvor ermittelten Zusammenhangs zwischen dem Kippmoment und dem Druck erfolgen. Beispielsweise können zur Ermittlung eines solchen Zusammenhangs Drücke bei bekannten Kippmomenten ermittelt werden. Ein solcher Zusammenhang kann eine Wertezuordnung oder ein funktionaler Zusammenhang, beispielsweise in Form einer Rechenvorschrift, sein. Ein unbekanntes Kippmoment kann anschließend mit Hilfe des Zusammenhangs ermittelt werden.
Das Moment kann in einer anderen Variante ermittelt werden durch

- Ermitteln einer Kraft, die das Moment erzeugt bzw. verursacht.
- Ermitteln des Kippmoments unter Verwendung der zuvor ermittelten, das Moment erzeugenden Kraft. Es können Größe und Richtung und/oder Pose (Position und Orientierung) der das Moment erzeugenden Kraft verwendet werden. Es kann insbesondere eine Kraftkomponente ermittelt werden, die parallel zu der Drehachse ausgerichtet ist, sofern die Kraft nicht bereits quer zur Drehachse ausgerichtet ist. Es kann gemäß oben angegebener Berechnungsformel für das Moment das Moment ermittelt werden.

In einer speziellen Ausführungsform wird das Moment ermittelt durch:

- Ermitteln der Masse oder der Gewichtskraft (Gewicht) eines auf der Drehvorrichtung, insbesondere auf dem Rotor, positionieren Gegenstandes, insbesondere eines Werkstückes. Die Gewichtskraft kann aus der Masse ermittelt werden,
- Ermitteln der Lage des Gegenstandes relativ zu der Drehachse der Drehvorrichtung. Es kann alternativ oder zusätzlich die Lage des Schwerpunkts des Gegenstandes relativ zu der Drehachse der Drehvorrichtung ermittelt werden. Dadurch ist der radiale Abstand des Schwerpunkts der Masse von der Drehachse bekannt.
- Ermitteln, insbesondere Berechnen, des Moments, insbesondere aus der Gewichtskraft und/oder der Lage des Schwerpunkts.

Die Masse oder Gewicht des Gegenstandes oder Werkstückes kann grundsätzlich bekannt sein oder gesondert bestimmt werden, zum Beispiel durch Wiegen. Ferner sind Vorrichtungen bekannt, die das Gewicht eines Werkstücks bestimmen können, beispielsweise aus DE 10 006 876 C1 .
Die Lage des Gegenstandes, insbesondere Werkstückes, kann mit einem Messsystem des KMG ermittelt werden.
Die Lage bzw. Position des Schwerpunkts des Gegenstandes kann wie folgt ermittelt werden: Zum Beispiel kann bei symmetrischen Gegenständen, insbesondere spiegelsymmetrischen, punktsymmetrischen, achsensymmetrischen oder rotationssymmetrischen, die Lage des Werkstücks zur Drehachse bei einer Werkstücklageeinmessung mit dem Messsystem eines KMG ermittelt werden, wie vorangehend gesagt. Bei symmetrischen Teilen ist die Schwerpunktslage aufgrund der Symmetrie bekannt. Bei nicht symmetrischen Werkstücken kann der Schwerpunkt bezogen auf das Werkstück-Koordinatensystem beispielsweise aus einer Zeichnung des Werkstücks angegeben sein oder daraus bekannt sein, oder der Schwerpunktabstand zur Drehachse des Rotors kann abgeschätzt oder gemessen werden.
Die Lage bzw. Position des Schwerpunkts des Gegenstandes kann ferner ermittelt werden durch ein Verfahren aufweisend:

- Bereitstellen eines KMG, aufweisend eine Drehvorrichtung, die zumindest ein Lager aufweist, auch bezeichnet als Lagerstelle, wobei ein Rotor der Drehvorrichtung dem zumindest einen Lager gelagert oder abgestützt ist, wobei das zumindest eine Lager vorzugsweise an einem Stator der Drehvorrichtung angeordnet ist. Das Lager ist insbesondere ein Auflager und zu einem Drehlager des Drehtisches unterschiedlich.
- Bestimmen zumindest einer Lagerbelastung, beispielsweise mit einer dazu ausgebildeten Sensoreinrichtung. Jede Lagerbelastung repräsentiert die mechanische Belastung einer Lagerstelle durch die Drehvorrichtung und ein auf der Drehvorrichtung angeordnetes Messobjekt, auch bezeichnet als Gegenstand oder Werkstück.
- Bestimmen der Lage des Schwerpunkts des Messobjekts relativ zu der Drehachse der Drehvorrichtung aus den individuellen Lagerbelastungen

Ein solches Verfahren zur Bestimmung der Schwerpunktslage ist aus DE 10 2008 058 198 A1 bekannt, auf die zwecks Offenbarung der Komponenten ergänzend verwiesen wird (incorporated by reference). In DE 10 2008 058 198 A1 wird mit der oben genannten Auswerteeinheit eine räumliche Position bestimmt, die eine Schwerpunktlage der Drehvorrichtung mit dem Messobjekt relativ zu den Lagerstellen repräsentiert. Es kann mit diesem Verfahren die Schwerpunktlage eines Werkstücks ermittelt werden.
Ferner stehen folgende Methoden zur Ermittlung eines Kippmoments zur Verfügung:

- Eine Verkippung des Drehachsrotors, die sich am Ort einer Maßverkörperung des Winkelmesssystems als Translation auswirkt, könnte durch einen oder zwei Abstandssensoren gemessen werden. Kommt nur ein Abstandssensor zum Einsatz, ist eine Drehbewegung vorteilhaft, um eine Abstandsänderung festzustellen. Alternativ kann ein Vergleich eines Messwertes des Abstandssensors vor und nach Aufbringung des Moments ermittelt werden. Oder es kann ein absolut messender Sensor eingesetzt werden, bei dem anhand eines Messwertes eine Verkippung ermittelt werden kann,
- Wenn ein oder zwei Abstandssensoren eingesetzt werden, wie im vorigen Punkt beschrieben, dann kann der Abstandssensor jeweils auf einen Prüfkörper gerichtet sein, der an dem Rotor des Drehtisches angebracht ist und vorzugsweise rotationssymmetrisch ist. Prüfkörper in Form eines zylindrischen oder (doppel)kugelförmigen Messkörpers, auf welche ein Sensor gerichtet sein kann, sind beispielsweise bekannt aus der internationalen Patentanmeldung WO 2013/ 007 285 A1 , insbesondere 1 bis 4 und 12.
- Bei den in den obigen beiden genannten Punkten genannten Verfahren wird zunächst ein Zusammenhang zwischen (Kipp-)Moment und Verkippungswinkel, gemessen mit ein oder zwei Abstandssensoren, ermittelt. Dieser Zusammenhang kann ermittelt werden, indem man z.B. eine bekannte Masse in bekanntem Abstand von der Drehachse auf den Rotor aufbringt und drehpositionsabhängig eine Verkippung des Drehachsrotors bestimmt. Da Masse und Massenschwerpunkt sowie der Abstand des Massenschwerpunkts zur Drehachse bekannt sind, ist auch das Kippmoment bekannt. Es kann die Verkippung der Drehachse mit den Abstandssensoren gemessen werden. Bei Anlegen verschiedener bekannter Kippmomente kann die Verkippung kippmomentabhängig bestimmt werden. Entsprechend kann nach einer grundsätzlichen weiteren Idee der Erfindung der Zusammenhang zwischen Kippmoment und Verkippung ermittelt werden, sodass bei Anlegen eines unbekannten Kippmoments aus der Verkippung des Rotors und dem bekannten Zusammenhang das zuvor noch unbekannte Kippmoment ermittelt werden kann.

Die im Verfahren zur Ermittlung einer Zuordnung einer Kraft, die quer, insbesondere senkrecht, zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, und einem Positionsfehler der Drehvorrichtung, erzeugte Querkraft ist ihrem Wert nach bekannt oder ihr Wert ist bestimmbar. Die erste Querkraft und die optionale, zumindest eine weitere Querkraft wird vorzugsweise erzeugt durch Verkippung oder Schräglage des Rotors, wodurch man eine Kraftkomponente erhält, die quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse ausgerichtet ist, beispielsweise indem man die auf die Drehachse wirkende Gravitationskraft in zwei Kraftkomponenten zerlegt, von denen eine quer, insbesondere senkrecht, zur Achse ausgereichtet ist. Eine Querkraft kann alternativ oder stattdessen durch Antasten eines Werkstücks erzeugt werden.
Der Rotor kann in dem Verfahren bereits bei einer Drehposition positioniert sein, ohne dass er aktiv gedreht werden muss. Alternativ kann in dem Verfahren eine Drehposition, vorzugsweise mehrere Drehpositionen, eingestellt werden, indem der Rotor gedreht und bei der entsprechenden Drehposition positioniert wird. Die Drehposition ist insbesondere eine Drehposition in einem internen Koordinatensystem der Drehvorrichtung, auch bezeichnet als Gerätekoordinatensystem. Die Drehposition ist insbesondere eine Winkelposition. Die Drehposition, insbesondere Winkelposition, wird vorzugsweise auf eine Ausgangsposition oder einen Ausgangswinkel bezogen, auf der oder bei dem sich der Rotor befunden hat, bevor ein Positionieren gemäß Schritt b) des Verfahrens erfolgt. Die Drehposition oder Winkelposition ist somit insbesondere eine relative Drehposition oder insbesondere Winkelposition bezüglich einer Ausgangsposition/eines Ausgangswinkels, die auch als Referenzposition oder Referenzwinkel bezeichnet werden. Die Referenzposition ist insbesondere eine vorgegebene, gesetzte oder eingestellte Nullposition.
Der in dieser Erfindung so bezeichnete Positionsfehler, hier auch bezeichnet als Drehpositionsfehler, beschreibt eine Abweichung eines Drehpositionswert, der von einem Drehpositionsermittlungssystem der Drehvorrichtung angezeigt wird, von einem als korrekt angesehenen, „tatsächlichen“ Drehpositionswert, der auch als Referenz-Drehpositionswert bezeichnet wird. Speziell ist der Drehpositionsfehler der Positionsfehler eines Rotors der Drehvorrichtung. Der Drehpositionsfehler gibt vorzugsweise nur den Fehleranteil an, der durch das Kippmoment und/oder die Querkraft verursacht wird. Weitere Fehler oder Fehleranteile, z.B. der Teilungsfehler eines Maßstabs werden vorzugsweise entweder vernachlässigt, oder gesondert ermittelt, und gegebenenfalls eliminiert, z.B. durch eine Vorkorrektur eliminiert, insbesondere rechnerisch eliminiert.
Das Drehpositionsmesssystem ist beispielsweise in die Drehvorrichtung integriert oder der Drehvorrichtung zugeordnet und ist insbesondere ein Winkelpositionsmesssystem. Ein Referenz-Drehpositionswert kann ein Wert sein, der von einer Referenzvorrichtung angezeigt wird, deren Drehposition als hochgenau und korrekt angenommen wird, und deren Drehpositionswert mit dem Drehpositionswert, der von einem Drehpositionsermittlungssystem der Drehvorrichtung angezeigt wird, verglichen wird. Ein Beispiel einer Referenzvorrichtung ist eine Referenzdrehvorrichtung, insbesondere ein Referenzdrehtisch. Ein Verfahren zur Ermittlung des Drehpositionsfehlers mit einer Referenzdrehvorrichtung ist beispielsweise beschrieben in der internationalen Patentanmeldung PCT/ EP 2013/050328 ( WO 2014/ 108 187 A1 ). Weiterhin sind Verfahren zur Ermittlung eines Drehpositionsfehlers bekannt, bei denen ein kalibriertes Spiegelpolygon eingesetzt wird.
Der Positionsfehler macht sich beispielsweise darin bemerkbar, dass von einem Drehpositionsmesssystem einer Drehvorrichtung ein von einem Referenzdrehpositionswert abweichender Wert angezeigt wird. Der in dieser Erfindung betrachtete Positionsfehler ist verursacht durch ein Moment das quer, insbesondere senkrecht, zur Drehachse der Drehvorrichtung steht, also quer, insbesondere senkrecht, dazu einwirkt, und/oder eine Kraft, die quer, insbesondere senkrecht, zur Drehachse steht, also quer, insbesondere senkrecht, dazu einwirkt. Das Moment und/oder die Querkraft beeinflusst eine Drehpositionsermittlungseinrichtung derart, dass von dieser ein fehlerhafter Drehpositionswert angezeigt wird. Ist eine Maßverkörperung einer Drehpositionsermittlungseinrichtung, wie beispielsweise eine Scheibe mit detektierbarem Strichmaß, beispielsweise mit einem Rotor der Drehvorrichtung an einem gemeinsamen Lager, insbesondere einem Drehlager, gelagert, bewirkt eine Verkippung des Rotors auch eine Verkippung der Maßverkörperung relativ zu einer Detektionseinrichtung, welche an sich dazu eingerichtet ist, an der Maßverkörperung einen Drehpositionswert oder eine Drehpositionsänderung zu detektieren. Die Verkippung wird an bzw. von der Detektionseinrichtung als eine translatorische Bewegung der Maßverkörperung relativ zu der Detektionseinrichtung wahrgenommen, wobei diese translatorische Bewegung quer zur Erstreckung der Drehachse verläuft. Dadurch entsteht ein Drehpositionsfehler. Ein Drehpositionsfehler kann aber auch entstehen, wenn keine gemeinsame Lagerung vorliegt, aber beispielsweise der Rotor und die Maßverkörperung anderweitig mechanisch gekoppelt sind, sodass ein Bewegungsfehler des Rotors einen Bewegungsfehler der Maßverkörperung bewirkt.
Es ist zur Erzeugung eines Positionsfehlers nicht zwingend eine vollständige Drehbewegung erforderlich. Beispielsweise kann ein Drehpositionsfehler bereits bei einer Drehposition auftreten, oder, ausgehend von einem Startpunkt, bei einer Drehposition, die nicht einer vollständigen Umdrehung entspricht.
Das Ermitteln des Positionsfehlers der Drehvorrichtung bei der zumindest einen Drehposition kann mit einem Referenzmesssystem erfolgen. Beispielsweise kann eine Referenzdrehvorrichtung, insbesondere ein Referenzdrehtisch, verwendet werden, womit eine Drehposition hochgenau messbar ist. Beispielsweise weist eine Referenzvorrichtung ein hochgenaues, kalibriertes Drehpositionsmesssystem auf. Ein Verfahren zur Ermittlung von Fehlern eines Drehpositionsermittlungssystems, wobei eine Referenzdrehvorrichtung eingesetzt wird, ist beispielsweise offenbart in der internationalen Patentanmeldung PCT/ EP 2013/050328 , auf die ausdrücklich verwiesen wird. Insbesondere wird bei dem Ermitteln des Positionsfehlers der Drehvorrichtung der Fehler eines Drehpositionsermittlungssystems, insbesondere eines Winkelmesssystems, der Drehvorrichtung bestimmt.
In einer Variante des Verfahrens ist der Zusammenhang ein funktionaler Zusammenhang zwischen

- einem Moment das quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse eines Rotors der Drehvorrichtung ist, und/oder einer Kraft, die quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse eines Rotors der Drehvorrichtung ist, und
- einem Positionsfehler der Drehvorrichtung,

- mit dem funktionalen Zusammenhang - bei einem gegebenen oder ermittelten Moment (bzw. einem Wert davon) und/oder bei einer gegebenen oder ermittelten Querkraft (bzw. einem Wert davon) - ein Positionsfehler (bzw. ein Wert davon) bei dem Moment und/oder der Querkraft berechenbar ist, oder
- mit dem funktionalen Zusammenhang - bei einem gegebenen oder ermittelten Positionsfehler (bzw. einem Wert davon) ein Moment bei dem Positionsfehler (bzw. ein Wert davon) und/oder eine Querkraft (bzw. ein Wert davon) berechenbar ist.

Der funktionale Zusammenhang kann außer dem Moment und/oder der Querkraft eine oder mehrerer weitere Variable aufweisen, wie

- Drehposition
- Drehgeschwindigkeit des Rotors.

Der ermittelte Positionsfehler kann von der Drehgeschwindigkeit des Rotors abhängen, wenn beispielsweise das Lager eines Rotors sich im statischen und dynamischen Fall unterschiedlich verhält. Beispielsweise kann dann die Größe eines ermittelten Kippmoments von der Drehgeschwindigkeit abhängen, was bei der Ermittlung einer zuvor beschriebenen Zuordnung zwischen

A) einem Moment, das quer zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, und/oder einer Kraft, die quer zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, und
B) einem Positionsfehler der Drehvorrichtung, der durch das Moment und/oder die Querkraft verursacht ist,

Der funktionale Zusammenhang kann in Form einer mathematischen Funktion oder einer Rechenvorschrift vorliegen. Beispielsweise kann der funktionale Zusammenhang den Positionsfehler als Funktion des Momentes angeben oder den Positionsfehler als Funktion des Momentes und der Drehposition. In einer anderen Variante kann der funktionale Zusammenhang ein Moment als Funktion des Positionsfehlers angeben oder ein Moment als Funktion des Positionsfehlers und der Drehposition. Weitere Variable können hinzutreten, wie Lage einer Masse (z.B. Werkstück) auf der Drehvorrichtung, beispielsweise im Gerätekoordinatensystem der Drehvorrichtung, oder Lage einer Masse relativ zu einer Detektionseinrichtung eines Drehpositionsmesssystems. Ein funktionaler Zusammenhang ist insbesondere eine Rechenvorschrift, in die eine oder mehr Größen als Variablen eingehen, beispielsweise ein Moment und/oder eine Querkraft und optional eine Drehposition, und aus der bei Einsetzung der Variablen die abhängige Größe, wie z.B. der Positionsfehler, berechenbar ist. Die Rechnung kann umgekehrt erfolgen, also aus einem Positionsfehler ein Moment oder einer Querkraft berechnet werden. Ein bevorzugter funktionaler Zusammenhang im Rahmen dieser Erfindung ist eine Winkelfunktion, wie beispielsweise eine Sinus- oder Cosinusfunktion.
Die Drehvorrichtung ist an sich nicht beschränkt auf bestimmte Drehvorrichtungen. Eine bevorzugte Drehvorrichtung ist ein Drehtische oder ein Dreh-Schwenk-Gelenk. Vorzugsweise ist die Drehvorrichtung zum Einsatz in einem Koordinatenmessgerät (KMG) geeignet oder ausgestaltet, oder die Drehvorrichtung ist die Drehvorrichtung in einem KMG. Die Erfindung ist bei Drehvorrichtungen anwendbar, die um beliebige Winkel und/oder beliebig oft in einer oder mehreren Drehrichtungen drehbar sind. Die Erfindung ist ebenfalls anwendbar bei Drehvorrichtungen, deren Drehbewegung beschränkt ist, bei denen beispielsweise eine Drehung nur um einen bestimmten Winkel oder in einem begrenzten Winkelbereich möglich ist.
Beispiele für Drehvorrichtungen sind Drehgelenkte, Drehvorrichtungen mit mehreren Drehachsen, Drehschwenk-Gelenke, die mehrere Drehachsen aufweisen, Drehtische und Dreh-Schwenktische. Bevorzugt ist in der vorliegenden Erfindung ein Drehtisch oder Dreh-Schwenktisch. Dreh-Schwenk-Tische mit zwei Drehachsen haben oft eine unsymmetrische Struktur. Eine um eine zweite Achse drehbare Masse kann ein Kippmoment an der ersten Drehachse einleiten und dadurch einen Positionsfehler der ersten Achse erzeugen, auch ohne Beladung des Dreh-Schwenk-Tisches mit einem Werkstück. Weiterhin können Gewichtskräfte durch die Schiefstellung der Achsen, bei den mehreren Drehachsen, zu Positionsfehlern führen. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Drehvorrichtung eine Drehvorrichtung für ein Koordinatenmessgerät, die insbesondere ausgewählt ist aus den zuvor genannten Drehvorrichtungen. In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung aber auch Drehvorrichtungen, die in Werkzeugmaschinen, Robotern und anderen Anwendungen einsetzbar sind, bei denen es auf hohe Genauigkeit ankommt.
Eine Drehvorrichtung weist vorzugsweise einen Rotor und einen Stator auf. Der Stator ist ein fest stehender Teil der Drehvorrichtung. Der Rotor ist ein rotierender Teil der Drehvorrichtung.
Die Drehvorrichtung kann ein Drehgelenk und/oder ein Drehlager aufweisen. Ein Rotor und Stator können über das Drehgelenk oder ein Drehlager miteinander gekoppelt sein. Ein Drehlager kann beispielsweise ein Luftlager oder ein Wälzlager sein. Ein Drehgelenk ist nicht beschränkt auf ein bestimmtes Drehgelenk. Ein Drehgelenk kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Ein einteiliges Drehgelenk wird auch als monolithisches Drehgelenk bezeichnet. Ein einteiliges Gelenk weist zwei Bereiche auf, die relativ zueinander um eine Drehachse drehbar und optional auch gegeneinander translatierbar sind. Ein einteiliges Drehgelenk kann zudem einteilig mit den beiden zu verbindenden Elementen ausgebildet sein. Ein mehrteiliges Gelenk weist mindestens zwei Teile oder Elemente auf, die relativ zueinander um eine Drehachse drehbar sind.
Mit der Erfindung ist ein Drehpositionsfehler dann bestimmbar, wenn die Drehvorrichtung ein Drehpositionsmesssystem aufweist, das genau eine Detektionseinrichtung zur Ermittlung der Drehposition aufweist. Beispiele einer Detektionseinrichtung sind ein Abtastkopf, ein Lesekopf oder ein Sensor, womit eine Drehposition oder Drehpositionsänderung, insbesondere eine Winkelposition oder Winkelpositionsänderung detektierbar ist. Insofern betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer Zuordnung zwischen einem Moment und/oder einer Querkraft und einem Positionsfehler, wie eben angegeben, wobei die genannte Drehvorrichtung vorzugsweise ein Drehpositionsmesssystem aufweist, das nur eine Detektionseinrichtung zur Ermittlung der Drehposition aufweist. Die Verwendung nur einer Detektionseinrichtung wird ermöglicht, weil mit dem oben angegebenen Verfahren eine Zuordnung oder ein funktionaler Zusammenhang erhältlich ist, womit ein Positionsfehler korrigierbar ist. Der Positionsfehler kann aus der Zuordnung ermittelt oder dem funktionalen Zusammenhang errechnet werden, ohne dass eine zweite Detektionseinrichtung erforderlich ist, mit der ein Positionsfehler an einer ersten Detektionseinrichtung kompensiert wird.
Die in der Erfindung verwendete Drehvorrichtung weist ein Drehpositionsmesssystem, insbesondere ein Winkelpositionsmesssystem, auf, wobei das Drehpositionsmesssystem aufweist:

- eine Maßverkörperung
- zumindest eine Detektionseinrichtung zur Detektion einer relativen Position von Detektionseinrichtung und Maßverkörperung und/oder zur Detektion einer Änderung der relativen Position von Detektionseinrichtung und Maßverkörperung

Die Detektionseinrichtung und die Maßverkörperung sind relativ zueinander beweglich. Entweder ist die Detektionseinrichtung beweglich gelagert und die Maßverkörperung ortsfest, vorzugsweise ortsfest zu einem Stator der Drehvorrichtung, oder es ist die Maßverkörperung beweglich gelagert und die Detektionseinrichtung ortsfest, vorzugsweise ortsfest zu einem Stator der Drehvorrichtung.
Es können ein oder mehrere Detektionseinrichtungen vorhanden sein.
Eine Detektionseinrichtung wirkt insbesondere mit einer Maßverkörperung zusammen, um eine Drehposition oder Drehpositionsänderung zu ermitteln.
Eine bewegliche Maßverkörperung oder zumindest eine beweglich gelagerte Detektionseinrichtung werden in Bewegung versetzt, wenn der Rotor in Bewegung versetzt wird. Die bewegliche Maßverkörperung oder zumindest eine bewegliche Detektionseinrichtung sind mit dem Rotor derart gekoppelt, dass eine Bewegung des Rotors eine Bewegung der Maßverkörperung oder der zumindest einen beweglichen Detektionseinrichtung bewirkt.
Im fehlerfreien Fall drehen sich die Detektionseinrichtung und die Maßverkörperung relativ zueinander um eine Drehachse, vorzugsweise die Drehachse der Drehvorrichtung. Im Fall eines Positionsfehlers der Drehvorrichtung, welcher durch ein Moment und/oder eine Querkraft verursacht ist, findet eine Bewegung der Detektionseinrichtung oder eine Bewegung der Maßverkörperung quer zur Erstreckung der Drehachse der Drehvorrichtung statt. Diese Bewegung wird an bzw. von der Detektionseinrichtung als translatorische Bewegung wahrgenommen, welche quer zur Erstreckung der Drehachse verläuft. Eine solche Bewegung quer zur Erstreckung der Drehachse kann ohne Drehbewegung der Maßverkörperung oder der Detektionseinrichtung um die vorgesehene Drehachse der Drehvorrichtung (Drehachse des Rotors) stattfinden. Es kann eine Drehbewegung der Detektionseinrichtung oder Maßverkörperung hinzukommen.
Insbesondere können die Maßverkörperung und der Rotor mit einem gemeinsamen Lager gelagert sein, oder die Detektionseinrichtung und der Rotor mit einem gemeinsamen Lager gelagert sein. Dieses Lager ist insbesondere ein Drehlager. Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass auf die Eigenlagerung eines Drehpositionsmesssystems, insbesondere die unabhängige Lagerung einer Maßverkörperung oder alternativ einer Detektionseinrichtung, verzichtet werden kann. Die Erfindung ist aber auch bei Systemen mit Eigenlagerung vorteilhaft anwendbar.
Die Maßverkörperung stellt Werte einer Drehpositionsmessgröße, insbesondere Werte eines Winkels, oder eine Abfolge von Werten einer Drehpositionsmessgröße dar. Beispiele für eine Maßverkörperung zur Drehpositionsermittlung sind Scheiben mit Markierungen in vorgegebenem, vorzugsweise konstantem, Abstand. Der Markierungsabstand gibt beispielsweise ein Winkelinkrement an. Mit der Detektionseinrichtung können die Markierungen detektiert werden. Bei einer Drehung der Maßverkörperung infolge einer Drehung des Rotors wird beispielsweise die Maßverkörperung an der Detektionseinrichtung entlang bewegt und die Detektionseinrichtung kann eine Drehposition oder eine Drehpositionsänderung, insbesondere eine Winkel(positions)änderung detektieren, beispielsweise indem an der Detektionseinrichtung vorbei bewegte Markierungen von der Detektionseinrichtung erfasst werden. Alternativ kann die Detektionseinrichtung an einer drehfest positionierten Maßverkörperung entlang bewegt werden.
i
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 5 zur Ermittlung zumindest eines Positionsfehlers bei einer Drehvorrichtung, der verursacht ist von einem Moment, das quer, insbesondere senkrecht, zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, und/oder einer Kraft, die quer, insbesondere senkrecht, zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, aufweisend

i) Durchführen des vorangehend beschriebenen Verfahrens zur Ermittlung eines Zusammenhangs zwischen einem Moment und/oder einer Kraft, das/die quer, insbesondere senkrecht, zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, und einem Positionsfehler der Drehvorrichtung, der durch das Moment und/oder die Querkraft verursacht ist,
ii) Erzeugen oder Annehmen eines Moments und/oder einer Kraft, insbesondere eines Werts davon, das/die quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse der Drehvorrichtung ist, wobei bei dem Annehmen des Moments und/oder der Querkraft das Moment oder die Querkraft nur theoretisch ausgewählt, angenommen oder zugrunde gelegt wird, ohne dass das Moment oder die Querkraft tatsächlich erzeugt wird,
iii) Ermitteln eines Positionsfehlers, insbesondere eines Werts davon, unter Verwendung des Zusammenhangs zwischen A) Moment und/oder Querkraft und B) Positionsfehler.

Optional kann der Rotor bei mehreren Drehpositionen positioniert werden. Es können dann Positionsfehler an mehreren Drehpositionen ermittelt werden.
Das Verfahren kann als weiteren Schritt aufweisen: Das Ermitteln des Moments und/oder der Kraft, das/die quer zu der Drehachse des Rotors ist. Dieser Schritt kann Anwendung finden, wenn das Moment oder die Querkraft nicht schon bekannt sind. Auf Methoden zur Ermittlung des Moments wurde bereits oben eingegangen.
Dieses Verfahren ist anwendbar auf alle Einrichtungen, die eine Drehvorrichtung aufweisen, bei der ein Positionsfehler relevant oder bestimmbar ist. Die Drehvorrichtung kann beispielsweise eine Drehvorrichtung in einer Werkzeugmaschine oder einem Roboter sein, oder die Drehvorrichtung eines KMG.
Das Verfahren kann eine reines Simulations- oder Berechnungsverfahren für einen Positionsfehler sein, wozu ein Moment oder eine Querkraft nur theoretisch ausgewählt, angenommen bzw. zugrunde gelegt wird, ohne dass eine Kraft/ein Moment tatsächlich aufgebracht wird. Dies ist mit dem Begriff „Annehmen eines Moments und/oder einer Querkraft“ beschrieben. Es kann ein Positionsfehler aus diesem angenommenen Moment und/oder der angenommenen Querkraft ermittelt werden, beispielsweise durch Berechnung mit einem funktionalen Zusammenhang. Das Verfahren kann in dieser Hinsicht ein Verfahren zur Simulation eines im Messbetrieb erwartbaren oder auftretenden Positionsfehlers sein. Zum Zweck einer Simulation können bekannte Daten zur Nachgiebigkeit des Lagers bzw. Steifigkeitsdaten des Lagers verwendet werden. Solche Daten können bekannt sein oder, in einem zusätzlichen Schritt, ermittelt werden.
Alternativ kann bei dem Verfahren ein Moment und/oder eine Querkraft tatsächlich erzeugt werden, was durch den Begriff „Erzeugen eines Moments oder einer Kraft“ ausgedrückt ist, und es kann eine Ermittlung eines tatsächlich auftretenden Positionsfehlers stattfinden. Das Verfahren kann in dieser Hinsicht ein Verfahren zur Ermittlung eines im Messbetrieb tatsächlich auftretenden Positionsfehlers sein.
In einer speziellen Variante umfasst dieses Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Positionsfehlers auch das Ermitteln, Überwachen, Auswerten und/oder Korrektur des Positionsfehlers im Betrieb der Einrichtung, welche die Drehvorrichtung aufweist. Korrigiert werden kann ein Messsignal, vorzugsweise durch rechnerische Korrektur. Eine Korrektur kann aber auch stattfinden, indem ein Bewegungsvorgang korrigiert wird. Beispielsweise kann eine Bewegung eines Rotors einer Drehvorrichtung so geändert oder korrigiert werden, dass der ermittelte Positionsfehler korrigiert wird. Eine solche Bewegungskorrektur kann beispielsweise bei Werkzeugmaschinen sinnvoll sein.
Das oben angegebene Verfahren zur Ermittlung, Überwachung, Auswertung und/oder Korrektur zumindest eines Positionsfehlers bei einer Drehvorrichtung ist insbesondere bei Koordinatenmessgeräten einsetzbar.
In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 6 zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts, das eine Drehvorrichtung aufweist, umfassend

- Vermessen eines Werkstücks, insbesondere Vermessen von Koordinaten eines Werkstücks, das auf einem Rotor der Drehvorrichtung positioniert ist, mit dem Koordinatenmessgerät bei zumindest einer Drehposition des Rotors, wobei ein Moment und/oder eine Querkraft erzeugt wird, das/die quer zu der Drehachse des Rotors ist,
- Ermitteln des Moments und/oder der Querkraft, das/die durch das Werkstück erzeugt wird,
- Ermitteln, Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren eines Positionsfehlers der Drehvorrichtung, der durch das Moment und/oder die Querkraft erzeugt wird.

Dieses Verfahren kann auch bezeichnet werden als Verfahren zum Ermitteln, Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren eines Positionsfehlers einer Drehvorrichtungeines KMG.
Insbesondere weist das Verfahren einen oder beide der folgenden Schritte auf:

- Korrigieren eines Drehpositionswertes des Rotors unter Berücksichtigung des Positionsfehlers der Drehvorrichtung, insbesondere eines Positionsfehlers des Rotors oder des Winkelmesssystems des Rotors,
- Transformieren von Koordinaten des Werkstücks, die bei dem Vermessen des Werkstücks erhalten werden von einem Gerätekoordinatensystem des Koordinatenmessgeräts in ein Werkstückkoordinatensystem, unter Berücksichtigung des Positionsfehlers und/oder unter Berücksichtigung eines korrigierten Drehpositionswertes.

Das Verfahren zum Betrieb des Koordinatenmessgeräts umfasst das Ermitteln des Moments und/oder der Kraft, das/die quer zu der Drehachse des Rotors ist. Auf Methoden zur Ermittlung des Moments oder der Querkraft wurde bereits oben eingegangen. Der Positionsfehler der Drehvorrichtung kann mit Hilfe des zuvor ermittelten Moments oder der zuvor ermittelten Querkraft ermittelt werden, wie nachfolgend noch erläutert.
Das KMG kann weitere übliche Komponenten eines KMG aufweisen, wie eine Basis, ein Messsystem, einen dreidimensionalen Bewegungsmechnismus, auch bezeichnet als Bewegungsachsen, womit das Messsystem verfahrbar ist, ein Steuerung, einen Speicher, einen Rechner. Das Messsystem kann einen Messkopf, auch bezeichnet als Sensor, aufweisen, der ein berührungslos (optisch) arbeitender und mechanisch antastender (taktiler) Messkopf sein kann.
Das Verfahren umfasst insbesondere das Ermitteln des Positionsfehlers der Drehvorrichtung bei der zumindest einen Drehposition des Rotors (2) unter Verwendung eines Zusammenhangs zwischen

i) quer zur Drehachse stehendem Moment (M), und/oder quer zur Drehachse stehender Kraft, zu
ii) Positionsfehler der Drehvorrichtung (1).

Der Zusammenhang kann für die Drehvorrichtung ermittelt werden oder bekannt sein. Der Zusammenhang kann insbesondere eine Zuordnung sein von

i) quer zur Drehachse stehendem Moment, und/oder quer zur Drehachse stehender Kraft, zu
ii) Positionsfehler der Drehvorrichtung,

i) quer zur Drehachse stehendem Moment, und/oder quer zur Drehachse stehender Kraft, zu
ii) Positionsfehler der Drehvorrichtung.

Der Zusammenhang, insbesondere in Form einer Zuordnung oder eines funktionalen Zusammenhangs, wurde vorangehend bereits erläutert und kann nach einem Verfahren zur Ermittlung eines Zusammenhangs, insbesondere einer Zuordnung oder eines funktionalen Zusammenhangs, wie vorangehend beschrieben erhalten werden. Die Erfindung betrifft auch eine Kombination aus einem Verfahren zur Ermittlung des erwähnten Zusammenhangs, insbesondere der Zuordnung oder des funktionalen Zusammenhangs und dem Verfahren zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts.
Der Positionsfehler kann von dem KMG ermittelt werden, beispielsweise von einer Steuerung. Der Positionsfehler kann in einem Speicher des KMG gespeichert werden oder gespeichert sein.
Der Zusammenhang, insbesondere die Zuordnung oder der funktionale Zusammenhang, können in einem Speicher eines KMG gespeichert sein. Zur Ermittlung des Positionsfehlers kann auf den gespeicherten Zusammenhang zugegriffen werden und der Positionsfehler ermittelt werden. Mit einer Zuordnung kann der Positionsfehler bestimmt werden oder mit einem funktionalen Zusammenhang kann der Positionsfehler errechnet werden.
Das Ermitteln, Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren des Positionsfehlers kann bei den erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere während des Messbetriebes des KMG, insbesondere während der Vermessung eines Werkstücks, durchgeführt werden. Die genannten Verfahrensschritte des Verfahrens zum Betrieb eines KMG können in beliebiger Reihenfolge hintereinander oder zeitgleich erfolgen.
Der ermittelte Positionsfehler bzw. dessen Wert kann allein oder ergänzend zu anderen Abweichungswerten, beispielsweise rotatorischen und/oder translatorischen Bewegungsfehlern der Drehvorrichtung und/oder der solchen Abweichungswerten der Führung von beweglichen Einrichtungen des KMG, korrigiert oder zu einer Korrektur verwendet werden.
Der Begriff „Ermitteln“ beschreibt allgemein einen Erkenntnisvorgang, im Speziellen die Gewinnung der Erkenntnis, wie groß ein Positionsfehler, oder eine andere zu ermittelnde Größe ist. Der Begriff Ermitteln meint insbesondere ein Ermitteln eines Werts. Der Ermittlungsvorgang kann automatisiert sein, ohne dass es der Überprüfung oder der gesonderten Kenntnisnahme durch eine bedienende Person bedarf. Vorzugsweise wird zur Ermittlung des Positionsfehlers eine Zuordnung von Moment oder Querkraft zu Positionsfehler, und optional Drehposition, oder ein funktionaler Zusammenhang zwischen Moment, oder Kraft, und optional Drehposition, und Positionsfehler der Drehvorrichtung verwendet, wobei der funktionale Zusammenhang oder die Zuordnung durch ein Verfahren erhältlich ist oder erhalten ist wie vorangehend beschrieben. Der Vorgang zur Ermittlung des Positionsfehlers kann eine oder mehrere Berechnungen umfassen, beispielsweise wenn der Fehler mit Hilfe der genannten Zuordnung oder des genannten funktionalen Zusammenhangs ermittelt werden soll. Eine genannte Zuordnung kann beispielsweise in Form einer Wertetabelle vorliegen, worin ein Wert eines Momentes jeweils einem Wert eines Positionsfehlers zugeordnet ist und die Zuordnung für mehrere Werte des Moments erfolgt, oder ein Wert einer Querkraft jeweils einem Wert eines Positionsfehlers zugeordnet ist und die Zuordnung für mehrere Werte der Querkraft erfolgt. Optional kann auch eine Zuordnung von Moment (oder Querkraft) zu Drehposition vorliegen. Weitere, bereits zuvor genannte Größenwerte, wie Lage einer Masse relativ zu einem Nullpunkt und/oder einer Detektorposition, können ebenfalls zugeordnet sein.
Wenn bei dem Betrieb des KMG ein erzeugtes Moment einem Moment aus der Zuordnung entspricht, oder eine erzeugte Querkraft einer Querkraft aus der Zuordnung entspricht, kann durch die Zuordnung der zugeordnete Positionsfehler direkt ermittelt werden. Liegt das beim Betrieb des KMG erzeugte Moment, oder der Wert einer Querkraft, zwischen zwei Werten aus der Zuordnung, die beispielsweise in Form einer Wertetabelle vorliegt, dann kann ein zugeordneter Positionsfehler rechnerisch ermittelt werden, z.B. durch Interpolation.
Wenn ein funktionaler Zusammenhang zur Ermittlung des Positionsfehlers verwendet wird, dann kann ein erzeugtes Moment, oder eine erzeugte Querkraft, und optional eine eingestellte Drehposition der Drehvorrichtung als Variable in den funktionalen Zusammenhang eingesetzt werden und der Positionsfehler bei diesem Moment, und gegebenenfalls dieser Drehposition, rechnerisch ermittelt werden und/oder bei dieser Querkraft, und gegebenenfalls dieser Drehposition, rechnerisch ermittelt werden.
Der Begriff „Auswerten“ bei dem Verfahren zum Betrieb des KMG bedeutet insbesondere, dass Messsignale mit Hilfe des ermittelten Positionsfehlers bewertet werden. Es ist mit dem Verfahren im Rahmen einer Auswertung auch möglich, einen zu erwartenden Positionsfehler vorauszuberechnen, wobei ein Messsignal mit einem zu erwartenden Fehler bewertet werden kann.
Eine Korrektur wird vorzugsweise derart durchgeführt, dass ein ermittelter Positionsfehler rechnerisch korrigiert wird, beispielsweise von oder in einer Steuerung des KMG. Eine rechnerische Korrektur wird auch als CAA (Computer Aided Accuracy) bezeichnet, die beispielsweise durch ein mathematisches Modell dargestellt wird, welches in eine Steuerung des KMG implementiert ist. Das mathematische Modell enthält insbesondere einen bereits erwähnten funktionalen Zusammenhang. Korrekturdaten bzw. Werte, wie ein Positionsfehler, können in der Steuerung eines KMG ermittelt werden. Korrekturdaten oder -Werte, wie ein Positionsfehler, können in der Steuerung oder einem Speicher gespeichert werden, beispielsweise in einer computerlesbaren Datei.
Insbesondere kann eine Korrektur in Echtzeit, d.h. während eines Messvorgangs, vorgenommen werden. Ermittelte Werte des Positionsfehlers können zu einer rechnerischen Korrektur herangezogen werden. Eine solche rechnerische Korrektur kann in analoger Weise durchgeführt werden, wie eine an sich bereits bekannte rechnerische Korrektur von anderweitigen Fehlern eines KMG, beispielsweise Führungsfehlern, wobei an sich bekannte Computer unterstütze Korrekturverfahren, auch bezeichnet als Computer Aided Accuracy (CAA)-Verfahren, herangezogen werden können.
In einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betrieb eines KMG wird das quer, insbesondere senkrecht, zur Drehachse des Rotors der Drehvorrichtung erzeugte Kippmoment erzeugt durch:

- Positionieren des Gegenstandes bzw. einer Masse, insbesondere eines Werkstücks, auf der Drehvorrichtung, insbesondere einem Rotor der Drehvorrichtung, wobei optional der Rotor in eine Rotationsbewegung versetzt wird, und/oder
- Antasten des Rotors oder eines auf dem Rotor befindlichen Gegenstandes, insbesondere Werkstücks, mit einem Messsystem des Koordinatenmessgeräts, insbesondere mit einem Taster.

Mit dem Verfahren zum Betrieb des Koordinatenmessgeräts kann der von Antastkräften verursachte Positionsfehler korrigiert werden. Wird z.B. mit einem Taster des KMG neben der Drehachse eine Antastkraft auf den Rotor ausgeübt, durch Antasten des Rotors oder eines auf dem Rotor positionieren Werkstücks, entsteht durch den Radius, hier konkret die Entfernung des Tasters von der Drehachse, und der Antastkraft des Tastsystems des KMG bzw. des Tasters ein Moment. Das Moment bewirkt eine Verkippung des Rotors und damit einen Positionsfehler. Die Antastkraft, Antastrichtung und die Antastposition sind vorzugsweise bekannt. Es kann daraus das Moment ermittelt werden. Es kann mit Hilfe der Zuordnung von Moment zu Positionsfehler oder des funktionalen Zusammenhangs zwischen Moment und Positionsfehler der Positionsfehler ermittelt werden.
Bei Versetzen des Rotors in eine Rotationsbewegung treten bei einem exzentrisch zur Drehachse des Rotors positionierten Masseschwerpunkt Kreiselkräfte auf, die zu einem Positionsfehler führen. Es entsteht bei der Drehbewegung ein Kreiselmoment quer, insbesondere senkrecht, zur Drehachse, wobei hier das Moment gemeint ist, das bei einer Kreiselpräzession wirkt. Das besagte Kreiselmoment führt zu einem Positionsfehler, der im Rahmen eines Verfahrens zum Betrieb eines KMG ausgewertet und/oder korrigiert werden kann. Nach einer weiteren, allgemeinen Idee der Erfindung kann auch ein durch ein Kreiselmoment verursachter Positionsfehler bei einer Werkzeugmaschine oder einem Roboter ausgewertet und/oder korrigiert werden.
In einer weiteren Variante eines Verfahrens zum Betrieb eines KMG weist die Drehvorrichtung ein Drehpositionsmesssystem auf, das nur eine Detektionsvorrichtung zur Ermittlung der Drehposition aufweist. Auf diesen Aspekt wurde bereits bei einem zuvor beschriebenen Verfahren zur Ermittlung einer Zuordnung oder eines funktionalen Zusammenhangs eingegangen und es kann auf diese vorangehende Offenbarung in vollem Umfang verwiesen werden. Es können Drehpositionsermittlungssysteme mit zwei Detektionseinrichtungen eingesetzt werden, um den Drehpositionsfehler zu bestimmen, wobei zwei Detektionseinrichtungen vorzugsweise um 180° zueinander versetzt sind.
In einer weiteren Variante bei einem Verfahren zum Betrieb des KMG weist die Drehvorrichtung ein Drehpositionsmesssystem auf, das eine beweglich, insbesondere drehbar, gelagerte Maßverkörperung oder eine beweglich, insbesondere drehbar, gelagerte Detektionseinrichtung, die mit der Maßverkörperung zusammenwirkt, aufweist, wobei vorzugsweise die Lagerung der Maßverkörperung oder die Lagerung der Detektionseinrichtung an eine Lagerung des Rotors der Drehvorrichtung gekoppelt ist. Auch dieser Aspekt wurde bereits vorangehend bei einem Verfahren zur Ermittlung einer Zuordnung oder eines funktionalen Zusammenhangs bereits beschrieben und es kann auf diese Offenbarung verwiesen werden. Gemäß diesem Verfahrensaspekt kann eine Drehvorrichtung eingesetzt werden, bei dem eine Maßverkörperung oder eine Detektionseinrichtung keine Eigenlagerung aufweist, sondern zusammen mit dem Rotor der Drehvorrichtung gelagert ist. Ein solcher Aufbau ist weniger aufwändig und kostengünstig. Bei der vorliegenden Erfindung kann stattdessen auch eine Drehvorrichtung eingesetzt werden, bei dem eine Maßverkörperung oder eine Detektionseinrichtung eine Eigenlagerung aufweist. Im Allgemeinen ist der Einfluss eines Kippmomentes auf ein System mit Eigenlagerung der Maßverkörperung geringer. Aber auch bei solchen Systemen sind durch die Erfindung Verbesserungen bei der Fehlerkorrektur erzielbar.
In einem weiteren Aspekt offenbart die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines Moments, das auf eine Drehvorrichtung eines Koordinatenmessgeräts einwirkt und das quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse der Drehvorrichtung ist, aufweisend

I) Positionieren des Werkstücks auf dem Rotor derart, dass der Masseschwerpunkt des Werkstücks exzentrisch zu der Drehachse des Rotors ist,
II) Ermitteln eines Positionsfehlers, insbesondere eines Positionsfehlerwerts, bei zumindest einer Drehposition des Rotors,
III) Ermitteln eines Moments, das quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse des Rotors ist, insbesondere eines Wertes dieses Moments, bei der zumindest einen Drehposition des Rotors, unter Verwendung eines Zusammenhangs zwischen Moment, und optional Drehposition, und Positionsfehler der Drehvorrichtung.

i) quer zur Drehachse stehendem Moment zu
ii) Positionsfehler der Drehvorrichtung,

i) quer zur Drehachse stehendem Moment und
ii) Positionsfehler der Drehvorrichtung.

Der Zusammenhang, insbesondere in Form einer Zuordnung oder eines funktionalen Zusammenhangs, kann nach einem Verfahren zur Ermittlung eines Zusammenhangs, insbesondere einer Zuordnung oder eines funktionalen Zusammenhangs, wie zuvor beschrieben erhalten werden. Die Erfindung betrifft auch eine Kombination aus einem Verfahren zur Ermittlung des erwähnten Zusammenhangs, insbesondere der Zuordnung oder des funktionalen Zusammenhangs und dem Verfahren zur Ermittlung eines Moments, das auf eine Drehvorrichtung eines Koordinatenmessgeräts einwirkt.
Der Zusammenhang, insbesondere die Zuordnung oder der funktionale Zusammenhang, können in einem Speicher eines KMG hinterlegt werden. Zur Ermittlung des Positionsfehlers kann auf den gespeicherten Zusammenhang zugegriffen werden und der Positionsfehler ermittelt werden. Mit einer Zuordnung kann der Positionsfehler bestimmt werden oder mit einem funktionalen Zusammenhang kann der Positionsfehler errechnet werden.
Wenn eine Zuordnung zwischen Moment und Positionsfehler oder ein entsprechender funktionaler Zusammenhang bekannt ist, kann anhand der Größe des Positionsfehlers auf das am Rotor anliegende Moment geschlossen werden, das als Kippmoment veranschaulicht werden kann. Es kann insbesondere der Betrieb der Drehvorrichtung mit einer unzulässigen Beladungssituation, beispielsweise mit einem zu schweren, exzentrisch positionierten Werkstück, verhindert werden. In diesem Zusammenhang weist das Verfahren zur Ermittlung eines Moments insbesondere auf: die Ausgabe einer Warnung und/oder das Anhalten einer Drehbewegung des Rotors, wenn ein vorgegebener Grenzwert des Moments, das quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse des Rotors ist, erreicht oder überschritten wird.
Bei dem Verfahren zur Ermittlung eines Moments wird zunächst der Positionsfehler ermittelt und aus dem Positionsfehler das Moment quer, insbesondere senkrecht, zur Drehachse des Rotors ermittelt, insbesondere mit einer bereits erwähnten Zuordnung oder einem bereits erwähnten funktionalen Zusammenhang.
Bei einem speziellen Verfahren zur Ermittlung eines Moments kann das Ermitteln eines Positionsfehlers bei zumindest einer Drehposition des Rotors in Anlehnung an die Norm ISO 10360-3 erfolgen. Hierbei sind zwei Kugeln AB auf einem Drehtisch befestigt und beide Kugeln können in beliebigen Drehtischpositionen gemessen werden, wobei bei der Norm für jede Kugel jeweils 14 Positionen zugrunde gelegt werden. In jeder Drehtischposition kann für jede der Kugeln A und B eine tangentiale Komponente des Mittelpunkts, bezeichnet mit Y_A und Y_B ermittelt werden. Bei einem fehlerfreien Drehtisch wären Y_A und Y_B in jeder Drehtischposition 0. Im realen Fall erhält man eine Mittelpunktsabweichung. Aus einer Mittelpunktsabweichung Y_A oder Y_B bei einer gewählten Drehtischposition bzw. einem gewählten Drehwinkel kann der Positionsfehler bei diesem Drehwinkel ermittelt werden. Aus einem Wert Y_A oder Y_B kann bei Kenntnis des Abstands der Kugel A bzw. B von der Drehachse der Positionsfehler in Form eines Winkelfehlers bzw. einer Winkelabweichung mit Hilfe trigonometrischer Funktionen bestimmt werden. Die Norm ISO 10360-3 hat die Bestimmung einer maximalen Spanne einer tangentialen Abweichung, FT_A oder FT_B, zum Ziel. Einzelne tangentiale Abweichungen Y_A oder Y_B können zum Zwecke dieser Erfindung aber auch zur Bestimmung eines drehpositionsabhängigen Positionsfehlers verwendet werden.
In noch einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Koordinatenmessgerät (KMG) nach Anspruch 12, aufweisend eine Drehvorrichtung, das zur Durchführung eines oder mehrerer vorangehend genannter erfindungsgemäßer Verfahren eingerichtet ist.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Koordinatenmessgeräts zur Durchführung dieser Verfahren. Das KMG ist insbesondere ein KMG in Portalbauweise.
Das erfindungsgemäße KMG kann in beliebiger Kombination alle gegenständlichen Merkmale aufweisen, die bereits anhand der Beschreibung der erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind. Das KMG weist als Drehvorrichtung insbesondere einen Drehtisch auf.
Das Koordinatenmessgerät weist in einer Ausführungsform eine Einrichtung zur Ermittlung eines Moments auf, das quer zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist, und/oder zur Ermittlung einer Kraft, die quer zu einer Drehachse einer Drehvorrichtung ist (Querkraft).
Eine spezielle Einrichtung ist nachfolgend angegeben.
Die Einrichtung zur Ermittlung des Moments kann aufweisen:

- zumindest ein Lager, auch bezeichnet als Lagerstelle, an dem ein Rotor der Drehvorrichtung ist an zumindest einem Lager abgestützt ist. Dieses Lager ist insbesondere ein Auflager, und unterschiedlich zu einem Drehlager des Drehtisches, an dem ein Rotor drehbar gelagert ist. Das Lager ist insbesondere ein Luftlager.
- eine Sensoreinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine oder mehrere individuelle Lagerbelastungen an dem zumindest einen Lager zu bestimmen. Jede individuelle Lagerbelastung repräsentiert die mechanische Belastung einer Lagerstelle durch die Drehvorrichtung und ein auf der Drehvorrichtung angeordnetes Messobjekt, auch bezeichnet als Werkstück. Die Sensoreinrichtung weist vorzugsweise einen oder mehrere Drucksensoren auf. Es kann mit einem Drucksensor jeweils ein Luftdruck und/oder eine durchfließende Luftmenge in einem Luftlager ermittelt werden, um die individuelle Lagerbelastung zu ermitteln.
- eine Auswerteeinheit, welche durch eine Steuerung des KMG gebildet sein kann oder deren Funktion von einer Steuerung übernommen werden kann. Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet, anhand einer oder mehrerer individueller Lagerbelastungen ein Kippmoment zu bestimmen.

Eine Vorrichtung, welche im vorangehenden Absatz genannten Lager und Sensoreinrichtung aufweist, ist aus DE 10 2008 058 198 A1 bekannt, auf die zwecks Offenbarung ergänzend verwiesen wird. Auf die Vorrichtung und das Verfahren aus DE 10 2008 058 198 A1 wird ausdrücklich Bezug genommen (incorporated by reference), in dem Sinne, dass sie auch in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Mit einer Vorrichtung aus DE 10 2008 058 198 A1 und dem dortige Verfahren kann die Lage eines Massenschwerpunktes der Drehvorrichtung mit dem darauf angeordneten Messobjekt (Gegenstand, insbesondere Werkstück) ermittelt werden. Die Schwerpunktlage kann ohne Kenntnis des Messobjektgewichts allein anhand der individuellen Lagerbelastungen und der bekannten Positionen der Lagerstellen bestimmt werden. In der vorliegenden Erfindung kann in Ergänzung dazu die ermittelte Schwerpunktlage zur Ermittlung des Kippmoments verwendet werden.
In DE 10 2008 058 198 A1 wird mit der oben genannten Auswerteeinheit eine räumliche Position bestimmt, die eine Schwerpunktlage der Drehvorrichtung mit dem Messobjekt relativ zu den Lagerstellen repräsentiert.
Es kann, wie erwähnt mit der in DE 10 2008 058 198 A1 offenbarten technischen Lehre die Schwerpunktlage eines Werkstücks ermittelt werden. In DE 10 2008 058 198 A1 wird aber weder Gewicht noch Masse des Messobjekts bestimmt oder benötigt. Es kann in der vorliegenden Erfindung mit der oben genannten Einrichtung zur Ermittlung des Moments zunächst die Schwerpunktlage ermittelt werden, und der Abstand des Schwerpunktes zur Drehachse des Drehtisches ermittelt werden, also der radiale Abstand des Schwerpunkts der Masse von der Drehachse (r).
Weiterhin, und in Erweiterung zu der Offenbarung der DE 10 2008 058 198 A1 , kann dann in der vorliegenden Erfindung die von der Masse des Werkstücks erzeugte Gewichtskraft ermittelt werden oder es wird eine bekannte Gewichtskraft herangezogen. Aus der Gewichtskraft und dem radialen Abstand des Schwerpunktes wird das Moment ermittelt, nämlich in der Auswerteeinheit.
Eine Querkraft kann der Antastkraft eines Tasters des KMG sein. Der Taster ist beispielsweise Teil eines tastenden Messsystems, anders ausgedrückt eines Messkopfs. Die Antastkraft kann ermittelt werden, beispielsweise mit Hilfe einer bekannten Federsteifigkeit eines Tasters, oder vorgegeben sein, beispielsweise bei einem sogenannten aktiven Taster.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Koordinatenmessgeräts mit einer Drehvorrichtung, die eine Einrichtung zur Ermittlung eines Moments aufweist, das quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse eines Rotors der Drehvorrichtung ist, in einem Verfahren zum Betrieb eines KMG, wobei eines oder mehrere Messsignale aus dem Vermessen eines Werkstücks unter Verwendung eines ermittelten Positionsfehlers ausgewertet und/oder korrigiert werden. Anders ausgedrückt betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen KMG zum Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren eines Positionsfehlers.
Das erfindungsgemäße KMG weist eine Steuerung auf. Die Steuerung kann die Bewegung der beweglichen Teile des KMG entlang der Bewegungsachsen steuern. Weiterhin kann die Steuerung folgende Funktionen erfüllen: Programmierung und Steuerung des Messablaufs, Datenerfassung und Auswertung, vorzugsweise im Zusammenwirken mit einem Rechner.
Die Steuerung ist vorzugsweise zur Durchführung der beschriebenen Verfahren, insbesondere des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines KMG, eingerichtet.
In dem erfindungsgemäßen Koordinatenmessgerät ist die Steuerung eingerichtet ist zur Durchführung des Schrittes:

- Vermessen eines Werkstücks (W), das auf einem Rotor (2) der Drehvorrichtung positioniert ist, mit dem Koordinatenmessgerät bei zumindest einer Drehposition des Rotors (2), wobei ein Moment (M) und/oder eine Querkraft erzeugt wird, das/die quer zu der Drehachse (D) des Rotors (2) ist, und Ermitteln des Moments und/oder der Kraft.

Die Steuerung kann ferner eingerichtet sein zur Steuerung eines oder mehrerer der folgenden Schritte:

- Ermitteln eines Positionsfehlers bei der zumindest einen Drehposition des Rotors (2) unter Verwendung eines Zusammenhangs von Moment (M) und/oder Querkraft zu Positionsfehler der Drehvorrichtung (1),
- Ermitteln, Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren des Positionsfehlers der Drehvorrichtung,
- Korrigieren eines Drehpositionswertes des Rotors unter Berücksichtigung des Positionsfehlers der Drehvorrichtung,
- Transformieren von Koordinaten des Werkstücks, die bei dem Vermessen des Werkstücks erhalten werden von einem Gerätekoordinatensystem des Koordinatenmessgeräts in ein Werkstückkoordinatensystem unter Berücksichtigung des Positionsfehlers.

Für die Erläuterung dieser Schritte wird auf die vorangehende Verfahrenserläuterung Bezug genommen.
Auf den erwähnten Zusammenhang, insbesondere die Zuordnung oder den funktionalen Zusammenhang wurde bereits zuvor eingegangen und Verfahren zur Ermittlung des Zusammenhangs beschrieben.
Insbesondere weist das Koordinatenmessgerät einen Rechner mit einer Messsoftware auf (nachfolgend zusammenfassend als „Rechner“ bezeichnet), die zur Durchführung der vorangehend beschriebenen Verfahren eingerichtet sind. Der Rechner ist vorzugsweise mit der Steuerung zum Austausch von Informationen, wie z.B. Befehlen und Statusmeldungen, verbunden. Der Rechner kann alternativ zur Steuerung die vorangehend beschriebenen Schritte „Ermitteln eines Positionsfehlers“ und „Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren eines oder mehrerer Messsignale“ vornehmen, oder diese in Zusammenwirken mit der Steuerung vornehmen.
In einer Ausführungsform weist das Koordinatenmessgerät einen Speicher auf, in dem eine oder mehrere der folgenden Zuordnungen oder Zusammenhänge gespeichert ist:

- eine Zuordnung eines Moments und/oder einer Kraft, das/die quer zu der Drehachse eines Rotors der Drehvorrichtung ist, zu einem Positionsfehler der Drehvorrichtung, und optional zu einer Drehposition der Drehvorrichtung und/oder
- ein funktionaler Zusammenhang zwischen einem Moment und/oder einer Kraft, das/die quer zu der Drehachse des Rotors ist, und optional einer Drehposition, und einem Positionsfehler der Drehvorrichtung.

Die gespeicherten Informationen können zur Auswertung und/oder Korrektur im Rahmen erfindungsgemäßer Verfahren verwendet werden. Der Speicher kann Teil der Steuerung oder des Rechners sein.
Ferner offenbart die Erfindung ein Computerprogramm, welches die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt und/oder steuert. Insbesondere weist das Computerprogramm Programmcode-Mittel auf, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein können.
Ferner offenbart die Erfindung einen Datenträger, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, die nach einem Laden in einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines Computers oder Computer-Netzwerkes die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt und/oder steuert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

1 einen Positionsfehler eines Drehtisches in Abhängigkeit des Rotor-Drehwinkels und des aufgebrachten Kippmoments,
2 die Amplitude eines Fehlers der Grundwelle (halbe maximale Fehlerspanne) in Abhängigkeit des aufgebrachten Kippmoments und
3 eine Fehlerkorrektur des Positionsfehlers bei einem bestimmten Kippmoment.
4 die schematische Draufsicht auf eine Drehvorrichtung mit einer aufgebrachten Masse,
5 ein erfindungsgemäßes Koordinatenmessgerät.
6 einen Ablauf eines Verfahrens zur Ermittlung eines Zusammenhangs zwischen A) einem Moment und/oder einer Querkraft und B) einem Positionsfehler; und einen Ablauf eines Verfahrens zur Ermittlung zumindest eines Positionsfehlers bei einer Drehvorrichtung
7 ein Verfahren zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts, wobei Messsignale ausgewertet oder korrigiert werden
8 Verfahren zur Ermittlung eines Moments, das auf eine Drehvorrichtung eines Koordinatenmessgeräts einwirkt-

Strukturierung einer Zuordnung oder eines funktionalen Zusammenhangs
Eine Zuordnung kann wie folgt strukturiert sein. Die Zugeordneten Größen sind mit Großbuchstaben bezeichnet:

A B C (optional)

Größe Moment und/oder Querkraft Positionsfehler Drehposition

Werte 1: M1 K1 P1 D1

Werte 2: M2 K2 P2 D2

Werte...:+ ... ... ... ... ...
Ein Wert eines Moments, und alternativ oder zusätzlich ein Wert einer Kraft, wird einem Positionsfehler zugeordnet. Wenn die Drehposition konstant ist, und nur die Querkraft und/oder das Moment verändert werden, kann die Drehposition bei der Zuordnung unbeachtet bleiben oder als konstanter Wert bei der Zuordnung aufgeführt oder vermerkt sein. Wenn die Drehposition variabel ist, kann sie Teil der Zuordnung sein.
Bei einem funktionalen Zusammenhang kann der Positionsfehler in Abhängigkeit des Moments und/oder der Querkraft beschrieben werden. Eine optionale Variable ist die Drehposition, sodass der Drehpositionsfehler optional auch in Abhängigkeit der Drehposition beschrieben werden kann.
Standard CAA-Datenaufnahme ohne Kippmoment
Zur Messung des Positionsfehlers ohne Kippmoment wurde ein Aufbau verwendet, wie in der internationalen Patentanmeldung PCT/ EP 2013/050328 in 1 schematisch dargestellt. Diese internationale Patentanmeldung beschreibt auch detailliert ein Verfahren zur Ermittlung des Drehpositionsfehlers eines Drehtisches mit Hilfe eines Referenzdrehtisches, insbesondere im Beispielteil beginnend auf Seite 81.
CAA-Datenaufnahme mit Kippmoment
Es wurde der gleiche Versuchsaufbau eingesetzt wie unter Punkt 1 bzw. in PCT/ EP 2013/050328 in 1. Der Drehtisch wies eine Lagerüberwachung auf, mit der ein aufgebrachtes Kippmoment ermittelt werden kann. Das Lager des Drehtisches weist eine Sensorik auf, die beispielhaft in der Patentanmeldung DE 10 2008 058 198 A1 beschrieben ist. Bei verschiedenen, auf den Drehteller des zu vermessenden Drehtisches aufgebrachten Massen und aus deren Gewichtskraft sich ergebenden Kippmomenten, wurden verschiedene Winkelpositionen des Drehtisches eingestellt. Dies ist 6 vereinfachend als „Schritt S1“ zusammengefasst, der im Prinzip aus mehreren Schritten besteht, da verschiedene Kippmomente aufgebracht werden und bei dem jeweiligen Kippmoment verschiedene Winkelpositionen eingestellt werden. Die Massen wurden exzentrisch zur Drehachse auf dem Rotor-Drehteller positioniert. Aus der Lagerüberwachung des zu vermessenden Drehtisches (Prüfling) wurden das Kippmoment und die Phase zwischen der Nullposition des Stator-Koordinatensystems des Drehtisches und der aufgebrachten Masse ermittelt bzw. aufgezeichnet. Es wurden 12 Datensätze a)-f) mit unterschiedlichen, ansteigenden Kippmomenten und, bei Vorhandensein eines Kippmoments, mit gleicher Phase erstellt. Man erhält Positionsfehler bei den verschiedenen Drehtischpositionen (Schritt S2 in 6, wiederum im Prinzip bestehend aus mehreren Schritten, wie S1). 1 zeigt das sich ergebende Fehlerbild.
Alle in 1 gezeigten Positionsfehlerkurven lassen sich durch eine Cosinus-Funktion beschreiben, wie nachfolgend noch gezeigt. Beim Umlauf der Maßverkörperung des Winkelencoders, beispielsweise einer Strichscheibe, die entlang einem Lesekopf geführt wird, entsteht eine Positionsfehlerkurve in Form einer Winkelfunktion, einer Sinus- oder Cosinus-Funktion, die je nach gewähltem Nullpunkt der Drehtischposition und der Anordnung des Lesekopfs relativ zu der Nullposition verschiedenste Phasen aufweisen kann. In der 1 sind alle Positionsfehlerkurven bei der Drehtischposition 0 auf den Positionsfehler 0 gesetzt, was eine willkürliche Festlegung ist und in diesem Fall dem Zweck des Vergleichs dient.
2 zeigt die Amplitude der Grundwelle der Auslenkung des Rotors bzw. der Verschiebung des Winkelmesssystems relativ zum Lesekopf in Abhängigkeit des aufgebrachten Kippmoments. Die Amplitude der Grundwelle aus 2 ist auch aus der 1 ermittelbar, wenn man das Maximum der dort gezeigten Kurven halbiert. Außer den Amplituden der Messungen aus 1 sind noch Amplituden weiterer Messungen in der Auftragung der 2 enthalten. Die Auswertung ergibt einen sehr gut linearen Zusammenhang zwischen Kippmoment und Amplitude der Grundwelle des Positionsfehlers. Dieser Zusammenhang ist ein spezieller Zusammenhang zwischen einem Kippmoment und einem Positionsfehler, hier der Amplitude des Positionsfehlers, gemäß Schritt S3 des Verfahrensablaufes nach 6.
Die Fehlermessungen der 1, mit Kippmomentbelastung, sind schon um den Fehler des Drehtisches ohne Belastung (siehe vorne Punkt 1, CAA-Datenaufnahme ohne Kippmoment) korrigiert, d.h. dieser Fehler ist bereits herausgerechnet. In 1 sind somit nur die vom Kippmoment zusätzlich verursachten Fehler gezeigt.
3 zeigt beispielhaft die Korrektur des Positionsfehlers bei einem Kippmoment und einer Phase zwischen der Nullposition des Drehtischkoordinatensystems und der auf den Drehteller aufgebrachten Masse zur Erzeugung des Kippmoments. Die Kurve A zeigt die Positionsfehlerkurve in Abhängigkeit der Drehtischposition, und entspricht Kurve b) der 1.
Die Kurve B in 3 zeigt die mathematische Funktion zur rechnerischen Korrektur. Nach Subtraktion der Korrekturkurve von der Fehlerkurve ergibt sich die Restfehlerkurve C.
Als Korrekturfunktion B bzw. mathematischer funktionaler Zusammenhang zur Korrektur wird im vorliegenden Beispiel folgende Funktion gewählt: $Korrekturwert [Rad] = - M * c * cos (t + pM - pRH)$
mit

M = aktuelles Kippmoment im Drehtisch-Stator-Koordinatensystem [Nm]
c = Skalierungsfaktor „Positionsfehler pro Newton-Meter“ in [Rad/Nm]
t = Drehtischposition im Drehtisch-Stator-Koordinatensystem [Rad]
pM = Position der aufgebrachten Masse und des dadurch erzeugten Kippmoments im Drehtisch-Stator-Koordinatensystem [Rad], relativ zu dessen gesetzten Nullpunkt
pRH = Lesekopfposition [Rad] im Drehtisch-Stator-Koordinatensystem relativ zum gesetzten Nullpunkt des Drehtisch-Stator-Koordinatensystems

Der Korrekturwert entspricht dem Wert des Positionsfehlers, der korrigiert werden soll. Durch die Variablen pM und pRH lassen sich durch die Korrekturfunktion verschiedene Positionen sowohl einer Masse (die ein Kippmoment erzeugt) als auch eines Lesekopfes des Winkelencoders im Drehtisch-Stator-Koordinatensystem, bezogen auf einen Nullpunkt des Koordinatensystems, abbilden. Die Drehtischposition t im Drehtisch-Koordinatensystem ist der zu korrigierende Winkelwert. Dadurch, dass ein linearer Zusammenhang zwischen Kippmoment und Amplitude gegeben ist, wie in 2 gezeigt, kann das Kippmoment M mit einem Skalierungsfaktor c der Minus-Cosinusfunktion vorangestellt werden. Der lineare Zusammenhang ist in diesem Beispiel gegeben, muss aber bei anderen Drehtischen nicht vorliegen. Ein Kippmomenteinfluss auf ein Winkelmesssystem mit Eigenlagerung wurde untersucht und konnte gezeigt werden. Der Kippmomenteinfluss bzw. der verursachte Fehler ist um eine Größenordnung geringer als bei dem System ohne Eigenlagerung, wie oben untersucht, und nicht linear. In diesem Fall kann der Kippmomenteinfluss auf die Amplitude durch ein Polynom beschrieben werden.
Versuche haben gezeigt, dass sich bei luftgelagerten Drehtischen, das Luftlager im statischen & dynamischen Fall unterschiedlich verhält und die Lagerüberwachung eine Trägheit aufweist. Das Luftlager wird von der Lagerüberwachung überwacht, die aus DE 10 2008 058 198 A1 bekannt ist. Das bestimmte Kippmoment und dessen Phase dient als Eingangsgröße für die Korrektur des Positionsfehlers des Positionsmesssystem des Drehtisches.
Im Dynamischen Fall, also wenn die Drehachse dreht, können sich die Drücke im Luftlager nicht vollständig einstellen. Die Lagerüberwachung bestimmt daraufhin das Kippmoment / Phase falsch und damit ergibt sich eine fehlerhafte Korrektur. Aus diesem Grund wird die obige Korrekturformel für den statischen Fall modifiziert: $Korrekturwert [Rad] = - M (v_{R}) * c * cos (t + pM (v_{R}) - pRH); □$
Formel für den dynamischen Fall mit: $v_{R} = aktuelle Drehachsgeschwindigkeit {. M und pM sind hier abh \ddot{a} ngig von v}_{R} .$
Die oben angegebenen funktionalen Zusammenhänge sind beispielhaft für einen speziellen Zusammenhang zwischen einem Kippmoment und einem Positionsfehler gemäß Schritt S3 des Verfahrensablaufes nach 6.
Das oben beschriebene Verfahren, das in 6 seinem Ablauf nach dargestellt ist, kann um die Schritte S4 und S5 in 6 ergänzt werden und man erhält ein Verfahren zum Ermitteln eines Positionsfehlers. In Schritt S4 das Erzeugen oder Annehmen eines Moments und/oder einer Kraft, das/die quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse der Drehvorrichtung ist. Beispielsweise kann auf einen Drehtischrotor ein Werkstück 103 (siehe 5) mit dem Schwerpunkt neben der Drehachse D aufgelegt werden und ein Kippmoment erzeugt werden. In Schritt S5 erfolgt dann das Ermitteln eines Positionsfehlers unter Verwendung des Zusammenhangs bei einer oder mehreren Drehpositionen des Rotors des Drehtisches. Der Drehtisch kann in ein KMG gemäß 5 eingebaut sein und ist dort unter dem Bezugszeichen 100 gezeigt.
4 zeigt die Drehvorrichtung 1 mit dem Rotor 2, hier als Drehtisch mit Drehteller 2. Auf dem Drehteller 2 ist bei der Drehposition Null im Stator-Koordinatensystem die Masse m aufgelegt. pM in der obigen Formel wäre in diesem Fall Null. Die Masse m ist im Abstand r (Abstand Masseschwerpunkt) zur der Drehachse D positioniert. Die Drehachse D steht senkrecht zur Zeichnungsebene.
Die Sicht des Betrachters fällt von oben auf die Drehvorrichtung 1. Auf die Masse m wirkt eine Gewichtskraft F=m*g, die in Blickrichtung des Betrachters in die Zeichnungsebene hinein, nach unten, wirkt. Es resultiert das hier senkrecht zur Drehachse D wirkende Kippmoment M als Produkt M = rF.
Ferner ist in 4 die Maßverkörperung 3 in Form einer Strichscheibe und der Detektor (Lesekopf) 4 abgebildet. pRH in der obigen Formel beträgt in diesem Aufbau -90° bzw. - π/2, relativ zur Nullposition im Stator-Koordinatensystem. Die Maßverkörperung 3 ist gemeinsam mit dem Drehteller/Rotor 2 gelagert und wird mit diesem gemeinsam verkippt. Eine Verkippung durch die Gewichtskraft der Masse m auf den Rotor wirkt sich am Ort des Detektors 4 als Translation der Maßverkörperung 3 relativ zum Detektor 4 aus, woraus ein Positionsfehler resultiert. Die Translation der Maßverkörperung ist quer zur Erstreckung der Drehachse D der Drehvorrichtung. Wenn bei der Position der Masse wie hier gezeigt bei Null im Stator Koordinatensystem ist und bei einer um 180° (π) geänderten Position (Masse m bei 12 Uhr) wird die Maßverkörperung 3 relativ zum Detektor 4 am meisten ausgelenkt und der Positionsfehler wird hier maximal, wobei bei 180° der Fehler das entgegengesetzte Vorzeichen annimmt, da die Maßverkörperung relativ zum Detektor genau entgegengesetzt ausgelenkt wird (in der gezeigten Ansicht nach oben statt nach unten wie bei Position Null). Durch die sich in dieser Konfiguration von gesetztem Nullpunkt und Detektorposition ergebenden Maxima bei Null => π => 2π lässt sich der Positionsfehler bzw. Korrekturwert vorteilhaft mit der oben gezeigten Cosinusfunktion beschreiben.
In einem Verfahren zur Ermittlung einer Zuordnung zwischen einem Moment M, das quer, insbesondere senkrecht, zu einer Drehachse D der Drehvorrichtung 1 ist kann die Masse eine Prüfmasse sein. In einem Verfahren zum Betrieb eines KMG kann die Masse m die Masse eines Werkstücks W sein.
Das in 5 dargestellte Koordinatenmessgerät (KMG) 211 in Portalbauweise weist eine Basis 201 auf, über der Säulen 202, 203 in Y-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems beweglich angeordnet sind. Die Säulen 202, 203 bilden zusammen mit einem Querträger 204 ein Portal des KMG 211. Der Querträger 204 ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit den Säulen 202 bzw. 203 verbunden. Nicht näher dargestellte Elektromotoren verursachen die Linearbewegung der Säulen 202, 203 in Y-Richtung, entlang der Y-Bewegungs-Achse. Dabei ist z. B. jeder der beiden Säulen 202, 203 ein Elektromotor zugeordnet. Der Querträger 204 ist mit einem Querschlitten 207 kombiniert, welcher luftgelagert entlang dem Querträger 204 in X-Richtung des kartesischen Koordinatensystems beweglich ist. Die momentane Position des Querschlittens 207 relativ zu dem Querträger 204 kann anhand einer Maßstabsteilung 206 festgestellt werden. Die Bewegung des Querträgers 204 in X-Richtung, d.h. entlang der X-Bewegungs-Achse, wird durch einen weiteren Elektromotor angetrieben. An dem Querschlitten 207 ist eine in vertikaler Richtung bewegliche Pinole 208 gelagert, die an ihrem unteren Ende über eine Montageeinrichtung 210 und eine Drehvorrichtung 205 mit einer Koordinatenmesseinrichtung 209 verbunden ist. Die Koordinatenmesseinrichtung 209 weist ist einen abgewinkelten Tastkopf 215 auf, an dem ein Taststift 111 mit Tastkugel 121 abnehmbar angeordnet ist. Die Koordinatenmesseinrichtung 209 kann angetrieben durch einen weiteren Elektromotor relativ zu dem Querschlitten 207 in Z-Richtung, entlang der Z-Bewegungs-Achse, des kartesischen Koordinatensystems bewegt werden. Durch die Elektromotoren des KMG kann der Tastkopf 209 in dem Bereich unterhalb des Querträgers 204 in nahezu beliebige Positionen bewegt werden. Ferner kann die Drehvorrichtung 205 den Tastkopf 215 um die Z-Achse drehen, sodass der Taststift 111 in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet werden kann.
5 zeigt auf der Basis 201 einen Drehtisch 100 mit dem Stator 102, dem Rotor 101 und der Drehachse D des Rotors. Auf dem Rotor 101 ist ein Werkstück 103 positioniert (Darstellung nicht maßstabsgetreu).
Dargestellt ist ferner eine Steuerung 220, die die Bewegung der beweglichen Teile des KMG entlang der Bewegungs-Achsen steuert. Die Steuerung ist eingerichtet zur Durchführung einer oder mehrerer der im allgemeinen Beschreibungsteil erläuterten Schritte: Vermessen des Werkstücks, Ermitteln eines Kippmoments oder einer Querkraft, Ermitteln des Positionsfehlers, sowie Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren eines oder mehrerer Messsignale.
Der Messrechner 222 ist mit der Steuerung 220 zum Austausch von Informationen, wie zum Beispiel Befehlen und Statusmeldungen, verbunden. Der Rechner 222 weist den Speicher 222 auf, in dem

- eine Zuordnung eines Moments, das quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse eines Rotors der Drehvorrichtung ist, zu einer Drehposition der Drehvorrichtung (1) und einem Positionsfehler der Drehvorrichtung, und/oder
- eine Zuordnung einer Kraft, die quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse eines Rotors der Drehvorrichtung ist, zu einer Drehposition der Drehvorrichtung und einem Positionsfehler der Drehvorrichtung, und/oder
- ein funktionaler Zusammenhang zwischen einem Moment (M), das quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse des Rotors ist, und optional einer Drehposition, und einem Positionsfehler der Drehvorrichtung, und/oder
- ein funktionaler Zusammenhang zwischen einer Kraft, die quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse des Rotors ist, und optional einer Drehposition, und einem Positionsfehler der Drehvorrichtung.

220

221

220

In einer alternativen Ausführungsform können Steuerung und Messrechner in einer baulichen Einheit zusammen gefasst sein. Die Steuerung 220 oder der Messrechner kann in gewissen Funktionen auch als Ermittlung- oder Auswertungseinheit bezeichnet werden, insbesondere wenn ein eines Kippmoments oder einer Querkraft, ein Ermitteln des Positionsfehlers, oder ein Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren eines oder mehrerer Messsignale von der Steuerung durchgeführt wird.
7 zeigt einen Verfahrensablauf eines Verfahrens zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts. In Schritt S6 wird ein Werkstück 103 auf dem Rotor 101 des Drehtisches 100 aufgebracht, wie in 5 anhand eines beispielhaften Koordinatenmessgerätes mit einem Drehtisch 100 gezeigt. Anschließend wird das Werkstück 103 in mehreren Drehpositionen des Rotors mit dem Tastkopf 215, durch Antasten mit der Tastkugel 121 vermessen. Durch das exzentrisch zur Drehachse D positionierte Werkstück 103 wird ein Kippmoment auf den Drehtisch 100 bzw. dessen Rotor 101 aufgebracht. Die Schwerpunktslage des Werkstücks 103 kann mit einem KMG mit einem speziell gelagerten Drehtisch ermittelt werden, wie aus DE 10 2008 058 198 A1 bekannt, siehe insbesondere DE 10 2008 058 198 A1 1-3 und zugehörige Beschreibung. Der Drehtisch 100 kann Sensoreinrichtungen 50 aufweisen, die in der 2 und 3 der DE 10 2008 058 198 A1 dargestellt sind, aber in der vorliegenden 5 nicht nochmals dargestellt sind. Die Basis 201 der vorliegenden 5 kann Lagerstellen 34 aufweisen, die in 1-3 der DE 10 2008 058 198 A1 dargestellt sind, aber in der vorliegenden 5 nicht nochmals dargestellt sind. Anhand individueller Lagerbelastungen und bekannter Positionen der Lagerstellen kann, analog zu dem Verfahren aus DE 10 2008 058 198 A1 die Schwerpunktslage des Werkstücks 103 ermittelt werden.
Im Schritt S7 Verfahrensablaufs nach 7 wird in einer oder mehreren Drehpositionen des Rotors 101 der Positionsfehler der Drehvorrichtung 100 bzw. des Rotors 101 ermittelt. Dazu wird ein Zusammenhang herangezogen, der im Schritt S3 gemäß 6 ermittelt wurde. Konkrete Beispiele für funktionelle Zusammenhänge in Form von Winkelfunktionen sind oben angegeben. Es ist möglich, ein kombiniertes Verfahren aus den Schritten S1, S2 und S3 der 6 und anschließenden Schritten S6, S7 und S8 der 7 durchzuführen.
Im Schritt S8 des Verfahrensablaufs nach 7 wird der ermittelte Positionsfehler verwendet, um einen Drehpositionswert des Rotors unter Berücksichtigung des Positionsfehlers der Drehvorrichtung zu korrigieren. Ferner kann ein Transformieren von Koordinaten des Werkstücks von einem Gerätekoordinatensystem des Koordinatenmessgeräts in ein Werkstückkoordinatensystem erfolgen, wobei bei der Transformmation der Positionsfehlers eingerechnet bzw. korrigiert wird.
8 zeigt ein Verfahren zur Ermittlung eines Moments, das auf eine Drehvorrichtung eines KMG einwirkt. Zunächst wird im Schritt S9 ein Werkstück 103 von der Drehvorrichtung 100 positioniert, wie in 5 gezeigt. Anschließend kann ein Positionsfehler ermittelt werden, der aus dem Werkstückgewicht oder einem durch das Werkstück erzeugtes Kippmoment resultiert. Der Positionsfehler kann beispielsweise in Anlehnung an die Norm ISO 10360-3 erfolgen, mit zwei auf dem Drehtisch befestigten Kugeln. Anschließend kann im Schritt S11 das Moment mit Hilfe des bestimmten Positionsfehlers ermittelt werden. Das Ermitteln des Moments erfolgt mit einem Zusammenhang zwischen Moment und Positionsfehler, der in Schritt S3 im Verfahrensablauf der 6 erhalten wurde. In einem weiteren in 8 nicht dargestellten Schritt kann geprüft werden, ob das ermittelte Moment beispielsweise zu einer Überlastung des Drehtisches führt. Es kann eine Warnung ausgegeben werden oder der Rotor 101 angehalten werden, wenn ein vorgegebener Momenten-Grenzwert erreicht oder überschritten wird.

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines Zusammenhangs zwischen A) einem Moment (M), das quer zu einer Drehachse (D) einer Drehvorrichtung (1; 100) ist, und/oder einer Querkraft, die quer zu einer Drehachse (D) einer Drehvorrichtung (1; 100) ist, und B) einem Positionsfehler der Drehvorrichtung (1; 100), der durch das Moment (M) und/oder die Querkraft verursacht ist, aufweisend a) Erzeugen (S1) zumindest eines Moments (M) und/oder zumindest einer Querkraft, das/die quer zu der Drehachse (D) eines Rotors (2; 101) der Drehvorrichtung (1; 100) ist, bei zumindest einer Drehposition des Rotors (2; 101), b) Ermitteln (S2) zumindest eines Positionsfehlers der Drehvorrichtung (1; 100) bei der zumindest einen Drehposition, welcher durch das zumindest eine Moment (M) und/oder die zumindest eine Querkraft verursacht ist, c) Ermitteln (S3) eines Zusammenhangs zwischen A) Moment (M) und/oder Querkraft und B) Positionsfehler bei der zumindest einen Drehposition, wobei die Drehvorrichtung (1; 100) ein Drehpositionsmesssystem aufweist, welches aufweist: - eine Maßverkörperung (3), - zumindest eine Detektionseinrichtung (4) zur Detektion einer relativen Position von Detektionseinrichtung (4) und Maßverkörperung (3) und/oder zur Detektion einer Änderung der relativen Position von Detektionseinrichtung (4) und Maßverkörperung (3), wobei die Maßverkörperung (3) beweglich gelagert ist, oder die zumindest eine Detektionseinrichtung (4) beweglich gelagert ist, und durch das Moment (M) und/oder die Querkraft eine translatorische Bewegung der Maßverkörperung (3) relativ zu der Detektionseinrichtung (4) bewirkt wird, welche quer zur Erstreckung der Drehachse (D) verläuft, wodurch in dem Drehpositionsmesssystem der in Schritt b) ermittelte Positionsfehler entsteht.
Verfahren nach Anspruch 1, aufweisend bei dem Ermitteln des Zusammenhangs: Zuordnen des zumindest einen Moments (M), und/oder Zuordnen der zumindest einen Querkraft, zu dem jeweils bei diesem Moment (M) oder dieser Querkraft ermittelten Positionsfehler bei der zumindest einen Drehposition, sodass eine Zuordnung zwischen A) Moment (M) und/oder Querkraft und B) Positionsfehler bei der zumindest einen Drehposition erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend bei dem Ermitteln des Zusammenhangs: Ermitteln eines funktionalen Zusammenhangs zwischen - dem Moment (M) das quer zu der Drehachse (D) eines Rotors (2; 101) der Drehvorrichtung (1; 100) ist, oder der Querkraft, die quer zu der Drehachse (D) eines Rotors (2; 101) der Drehvorrichtung (1; 100) ist, und - dem Positionsfehler der Drehvorrichtung (1; 100), wobei - mit dem funktionalen Zusammenhang bei einem Moment (M) und/oder einer Querkraft ein Positionsfehler berechenbar ist, oder - mit dem funktionalen Zusammenhang bei einem Positionsfehler ein Moment (M) und/oder eine Querkraft berechenbar ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der funktionale Zusammenhang eine Drehposition und/oder eine Drehgeschwindigkeit des Rotors (2, 101) als Variable aufweist.
Verfahren zur Ermittlung zumindest eines Positionsfehlers bei einer Drehvorrichtung (1; 100), der verursacht ist von einem Moment (M), das quer zu einer Drehachse (D) einer Drehvorrichtung (1; 100) ist, und/oder einer Querkraft, die quer zu einer Drehachse (D) einer Drehvorrichtung (1; 100) ist, aufweisend i) Durchführen des Verfahrens zur Ermittlung eines Zusammenhangs nach einem der Ansprüche 1-4, ii) Erzeugen oder Annehmen (S4) eines Moments (M) und/oder einer Querkraft, das/die quer zu der Drehachse (D) der Drehvorrichtung (1; 100) ist, wobei bei dem Annehmen des Moments (M) und/oder der Querkraft das Moment (M) oder die Querkraft nur theoretisch ausgewählt, angenommen oder zugrunde gelegt wird, ohne dass das Moment (M) oder die Querkraft tatsächlich erzeugt wird, iii) Ermitteln (S5) eines Positionsfehlers unter Verwendung des Zusammenhangs zwischen A) Moment (M) und/oder Querkraft und B) Positionsfehler.
Verfahren zum Betrieb eines Koordinatenmessgeräts, das eine Drehvorrichtung (1) aufweist, wobei das Verfahren aufweist: - Vermessen (S6) eines Werkstücks (W; 103), das auf einem Rotor (2; 101) der Drehvorrichtung (1) positioniert ist, mit dem Koordinatenmessgerät (211) bei zumindest einer Drehposition des Rotors (2; 101), wobei ein Moment (M) und/oder eine Querkraft erzeugt wird, das/die quer zu der Drehachse (D) des Rotors (2; 101) ist, - Ermitteln des Moments (M) und/oder der Querkraft, das/die durch das Werkstück (W; 103) erzeugt wird, - Ermitteln (S7; S10), Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren eines Positionsfehlers der Drehvorrichtung (1), der durch das Moment (M) und/oder die Querkraft erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, aufweisend: - Korrigieren (S8) eines Drehpositionswertes des Rotors (2; 101) unter Berücksichtigung des Positionsfehlers der Drehvorrichtung (1).
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, aufweisend: - Transformieren von Koordinaten des Werkstücks (W; 103), die bei dem Vermessen des Werkstücks (W; 103) erhalten werden, von einem Gerätekoordinatensystem des Koordinatenmessgeräts in ein Werkstückkoordinatensystem unter Berücksichtigung des Positionsfehlers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6-8, aufweisend: - Ermitteln (S7; S10) des Positionsfehlers der Drehvorrichtung (1) bei der zumindest einen Drehposition des Rotors (2; 101) unter Verwendung eines Zusammenhangs zwischen i) dem quer zur Drehachse (D) stehenden Moment (M), und/oder der quer zur Drehachse (D) stehenden Querkraft, zu ii) dem Positionsfehler der Drehvorrichtung (1).
Verfahren nach einem der Ansprüche 6-9, wobei das Moment (M) erzeugt wird durch: - Positionieren (S9) eines Werkstücks (W; 103) auf dem Rotor (2; 101) und/oder - Antasten des Rotors (2; 101) oder des auf dem Rotor (2; 101) befindlichen Werkstücks (W; 103) mit einem Messsystem des Koordinatenmessgeräts.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6-10, wobei das Moment (M) ermittelt wird durch: - Ermitteln eines Drucks, der durch das Moment (M) bedingt ist, und/oder einer Kraft, die das Moment (M) verursacht, - Ermitteln des Moments (M) unter Verwendung des Druckes und/oder der Kraft.
Koordinatenmessgerät (211), aufweisend eine Drehvorrichtung (1), wobei das Koordinatenmessgerät (211) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-11 eingerichtet ist, und welches eine Steuerung (220) aufweist, die zur Steuerung des folgenden Schrittes eingerichtet ist: Vermessen eines Werkstücks (W; 103), das auf einem Rotor (2; 101) der Drehvorrichtung (1) positioniert ist, mit dem Koordinatenmessgerät (211) bei zumindest einer Drehposition des Rotors (2; 101), wobei ein Moment (M) und/oder eine Querkraft erzeugt wird, das/die quer zu der Drehachse (D) des Rotors (2; 101) ist, und Ermitteln des Moments (M) und/oder der Querkraft.
Koordinatenmessgerät (211) nach Anspruch 12, aufweisend eine Einrichtung zur Ermittlung eines Moments (M), das quer zu einer Drehachse (D) einer Drehvorrichtung (1; 100) ist, und/oder einer Querkraft, die quer zu einer Drehachse (D) einer Drehvorrichtung (1; 100) ist.
Koordinatenmessgerät (211) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Steuerung (220) eingerichtet ist zur Steuerung einer oder mehrerer der folgenden Schritte: - Ermitteln eines Positionsfehlers bei der zumindest einen Drehposition des Rotors (2; 101) unter Verwendung eines Zusammenhangs von Moment (M) und/oder Querkraft zu Positionsfehler der Drehvorrichtung (1), - Ermitteln, Auswerten, Überwachen und/oder Korrigieren des Positionsfehlers der Drehvorrichtung (1), - Korrigieren eines Drehpositionswertes des Rotors (2; 101) unter Berücksichtigung des Positionsfehlers der Drehvorrichtung (1), - Transformieren von Koordinaten des Werkstücks (W; 103), die bei dem Vermessen des Werkstücks (W; 103) erhalten werden, von einem Gerätekoordinatensystem des Koordinatenmessgeräts in ein Werkstückkoordinatensystem unter Berücksichtigung des Positionsfehlers.
Koordinatenmessgerät (211) nach einem der Ansprüche 12-14, aufweisend einen Speicher, in dem eine oder mehrere der folgenden Zuordnungen oder funktionalen Zusammenhänge gespeichert sind: - eine Zuordnung eines Moments (M) und/oder einer Querkraft, das/die quer zu der Drehachse (D) eines Rotors (2; 101) der Drehvorrichtung (1) ist, zu einem Positionsfehler der Drehvorrichtung (1), und/oder - ein funktionaler Zusammenhang zwischen einem Moment (M) und/oder einer Querkraft, das/die quer zu der Drehachse (D) des Rotors (2; 101) ist und einem Positionsfehler der Drehvorrichtung (1).