DE102017127882A1 - Method for checking rotationally mutually arranged components and devices therefor - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung von drehend zueinander angeordneten Bauteilen (16, 17), insbesondere von Bauteilen von Winkelmessgeräten (15) oder Getrieben, bei welchem ein Koordinatenmessgerät (1) bereitgestellt wird, welches einen Drehteller (11) zur Aufnahme eines zu vermessendes Werkstücks sowie eine Tastelementaufnahme (7) aufweist, mit der ein Tastelement in mindestens zwei unabhängigen Raumrichtungen zu dem Drehteller (11) verfahrbar ist, wobei auf dem Drehteller ein erstes Bauteil (16) angeordnet wird und wobei ein zweites Bauteil (17), das zum dem ersten Bauteil verdrehbar ist, in einer an der Tastelementaufnahme angeordneten Halterung (10) aufgenommen wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine entsprechende Halterung (10) und ein Koordinatenmessgerät (1).The present invention relates to a method for checking rotationally mutually arranged components (16, 17), in particular of components of angle encoders (15) or gears, in which a coordinate measuring machine (1) is provided which a turntable (11) for receiving a measuring workpiece and a Tastelementaufnahme (7), with which a probe element in at least two independent spatial directions to the turntable (11) is movable, wherein on the turntable, a first component (16) is arranged and wherein a second component (17) for the first component is rotatable, is received in a arranged on the Tastelementaufnahme holder (10). In addition, the invention relates to a corresponding holder (10) and a coordinate measuring machine (1).
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung bzw. Qualifizierung von Geräten mit drehbar zueinander angeordneten Bauteilen, wie beispielsweise von Bauteilen von Winkelmessgeräten oder Getrieben. Außerdem betrifft die Erfindung eine Halterung für eine Tastelementaufnahme eines Koordinatenmessgeräts sowie ein Koordinatenmessgerät zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for checking or qualifying devices with rotatably arranged components, such as components of angle encoders or gearboxes. Moreover, the invention relates to a holder for a probe element recording of a coordinate measuring machine and a coordinate measuring machine for carrying out the method.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Koordinatenmessgeräte sind aus dem Stand der Technik zur Vermessung von Bauteilen bekannt. Beispielsweise sind Koordinatenmessgeräte in Portalbauweise bekannt, bei denen gegenüber einem Sockel mit einer Aufnahme für das zu vermessene Bauteil ein Portal verfahrbar angeordnet ist, an welchem wiederum ein Messkopf bzw. eine Tastelementaufnahme beweglich angeordnet ist, um den Messkopf bzw. die Tastelementaufnahme an verschiedene Punkte im dreidimensionalen Raum bewegen zu können. Entsprechend kann ein Element oder Sensor, der an der Tastelementaufnahme bzw. am Messkopf angeordnet ist, in verschiedenen Raumrichtungen bewegt werden, um eine dreidimensionale Erfassung eines zu vermessenden Bauteils zu ermöglichen.Coordinate measuring machines are known from the prior art for measuring components. For example, coordinate gauges in gantry design are known in which compared to a base with a receptacle for the component to be measured, a portal is movably arranged on which in turn a measuring head or a Tastelementaufnahme is arranged to move the measuring head or the Tastelementaufnahme to different points in three-dimensional space to move. Accordingly, an element or sensor, which is arranged on the probe element holder or on the measuring head, can be moved in different spatial directions in order to enable a three-dimensional detection of a component to be measured.
An dem Sockel zur Aufnahme des zu vermessenden Bauteils kann zudem ein Drehteller angeordnet sein, auf welchem das zu vermessene Bauteil angeordnet werden kann, um durch die Drehung des Drehtellers das zu vermessene Bauteil in verschiedene Messpositionen zu bringen.On the base for receiving the component to be measured may also be arranged a turntable on which the component to be measured can be arranged to bring by the rotation of the turntable to be measured component in different measuring positions.
Obwohl mit derartigen bekannten Koordinatenmessgeräten bereits eine Vielzahl von Mess - und Untersuchungsaufgaben in effizienter Weise bewältigt werden können, besteht weiterhin Bedarf die Einsatzmöglichkeiten eines derartigen Koordinatenmessgeräts zu erweitern. Although a large number of measuring and examination tasks can be handled in an efficient manner with such known coordinate measuring machines, there is still a need to expand the possible applications of such a coordinate measuring machine.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, mit dem zusätzliche Mess - bzw. Qualifizierungsaufgaben durch Koordinatenmessgeräte gelöst werden können. Dabei sollen die Koordinatenmessgeräte in einfacher und effizienter Weise ohne großen zusätzlichen Aufwand eingesetzt werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a method with which additional measuring or qualification tasks can be solved by coordinate measuring machines. The coordinate measuring machines should be able to be used in a simple and efficient manner without much additional effort.
TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Halterung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und einem Koordinatenmessgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method with the features of
Durch die Erfindung wird ein völlig neuer Einsatzzweck für Koordinatenmessgeräte erschlossen, sodass das Anwendungsgebiet der Koordinatenmessgeräte deutlich erweitert wird. Gleichzeitig wird erreicht, dass die Überprüfung bzw. Qualifizierung von Geräten mit drehbar zueinander angeordneten Bauteilen vereinfacht wird.The invention opens up a completely new application for coordinate measuring machines, so that the field of application of the coordinate measuring machines is significantly expanded. At the same time it is achieved that the review and qualification of devices with rotatably arranged components is simplified.
Die Erfindung schlägt nämlich vor, zur Überprüfung bzw. Qualifizierung von Geräten mit drehbar zueinander angeordneten Bauteilen ein Koordinatenmessgerät bereitzustellen, welches einen Drehteller zur Aufnahme eines zu vermessenden Werkstücks sowie eine Tastelementaufnahme aufweist, mit der ein Tastelement in mindestens zwei, vorzugsweise drei unabhängigen Raumrichtungen relativ zu dem Drehteller verfahrbar ist. Gemäß der Erfindung wird das Koordinatenmessgerät so eingesetzt, dass auf dem Drehteller ein erstes Bauteil angeordnet wird und dass ein zweites Bauteil, das mit dem ersten Bauteil so verbunden ist, dass beide Bauteile relativ zueinander gedreht werden können, in einer an der Tastelementaufnahme des Koordinatenmessgeräts angeordneten Halterung aufgenommen wird. Damit ist es möglich, das erste Bauteil mit dem Drehteller anzutreiben und die Drehung des Drehtellers bzw. des auf dem Drehteller angeordneten Bauteils über das Koordinatenmessgerät vorzugeben und / oder mit einer Drehwinkelerfassungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts zu erfassen. Durch die Anordnung des zweiten Bauteils über eine Halterung an der Tastelementaufnahme kann das zweite Bauteil fixiert, insbesondere drehfest angeordnet werden und / oder es können axiale und / oder radiale Bewegungskomponenten des drehfest angeordneten zweiten Bauteils, die durch die Drehung des ersten Bauteils verursacht werden, über die Tastelementaufnahme des Koordinatenmessgeräts ausgeglichen und / oder erfasst werden.The invention proposes, in order to check or qualify devices with rotatably arranged components to provide a coordinate measuring machine, which has a turntable for receiving a workpiece to be measured and a Tastelementaufnahme with which a probe element in at least two, preferably three independent spatial directions relative to the turntable is movable. According to the invention, the coordinate measuring machine is used so that a first component is arranged on the turntable and that a second component, which is connected to the first component so that both components can be rotated relative to each other, arranged in a on the Tastelementaufnahme the coordinate measuring machine Holder is added. Thus, it is possible to drive the first component with the turntable and to specify the rotation of the turntable or arranged on the turntable component via the coordinate measuring machine and / or to detect with a rotation angle detection device of the coordinate measuring machine. By arranging the second component via a holder on the Tastelementaufnahme the second component can be fixed, in particular rotatably disposed and / or it can axial and / or radial components of the rotationally fixed second component, which are caused by the rotation of the first component over the probe element holder of the coordinate measuring machine can be compensated for and / or detected.
Insbesondere können Winkelmessgeräte mit einem Stator und einem Rotor in einfacher Weise überprüft bzw. qualifiziert werden. Hierzu kann der Stator des Winkelmessgeräts auf dem Drehteller des Koordinatenmessgeräts angeordnet werden und der Rotor des Winkelmessgeräts kann an der Halterung an der Tastelementaufnahme fixiert werden. Wird nun der Drehteller in definierter Weise gedreht, so kommt es zu einer relativen Drehbewegung zwischen Stator und Rotor, die von dem Winkelmessgerät erfasst werden kann. Durch Vergleich der definierten Drehung des Drehtellers bzw. des Stators des Winkelmessgeräts und der Erfassung des Drehwinkels zwischen Stator und Rotor durch das Winkelmessgerät selbst, kann bestimmt werden, inwieweit eine Abweichung zwischen den vom Winkelmessgerät erfassten Drehwinkeln und den durch das Koordinatenmessgerät vorgegebenen oder durch die Drehwinkelerfassungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts erfassten Drehwinkeln vorliegt. Dabei wird angenommen, dass die Genauigkeit des Drehtisches deutlich höher ist als die des zu messenden Messsystems.In particular, angle measuring devices with a stator and a rotor can be easily checked or qualified. For this purpose, the stator of the angle measuring device can be arranged on the turntable of the coordinate measuring machine and the rotor of the angle measuring device can be fixed to the holder on the Tastelementaufnahme. Now, if the turntable is rotated in a defined manner, then there is a relative rotational movement between the stator and the rotor, which can be detected by the angle encoder. By comparing the defined Rotation of the turntable or the stator of the angle measuring device and the detection of the angle of rotation between stator and rotor by the angle measuring device itself, it can be determined to what extent a deviation between the rotation angle detected by the angle measuring device and the predetermined by the coordinate measuring machine or detected by the rotation angle detection means of the coordinate measuring machine rotation angles is present. It is assumed that the accuracy of the turntable is significantly higher than that of the measuring system to be measured.
Ein weiterer Vorteil des Systems ist, dass der Aufbau sehr flexibel ist und bei unterschiedlichen Teilen der Aufbau nicht geändert werden muss. Entsprechend kann dieser Ablauf auch automatisiert werden.Another advantage of the system is that the structure is very flexible and the structure does not have to be changed for different parts. Accordingly, this process can also be automated.
Eine mögliche Abweichung von einer reinen Drehbewegung zwischen Stator und Rotor, beispielsweise durch eine axiale Bewegung des Rotors bezüglich des Stators bei der Drehung zueinander oder durch einen radialen Versatz des Rotors bei der Drehbewegung durch einen Axial - Fehler bzw. Taumel oder eine Unwucht des Rotors, kann durch eine entsprechende Bewegung der Tastelementaufnahme gemäß den mindestens zwei, vorzugsweise drei unabhängigen Raumrichtungen ausgeglichen werden.A possible deviation from a pure rotational movement between stator and rotor, for example by an axial movement of the rotor with respect to the stator during the rotation to each other or by a radial displacement of the rotor during the rotational movement by an axial - error or wobble or an imbalance of the rotor, can be compensated by a corresponding movement of the Tastelementaufnahme according to the at least two, preferably three independent spatial directions.
Zudem ist es möglich die Bewegung der Tastelementaufnahme zum Ausgleich eines axialen und / oder radialen Versatzes des in der Halterung aufgenommenen Endes des Rotors bezüglich einer Sollposition zu erfassen und somit die Abweichung der Drehbewegung eines Rotors in einem Stator eines Winkelmessgeräts zu erfassen.In addition, it is possible to detect the movement of the probe element receptacle for compensating an axial and / or radial offset of the rotor received in the holder with respect to a desired position and thus to detect the deviation of the rotational movement of a rotor in a stator of an angle measuring device.
Statt eines Winkelmessgeräts kann auch ein Getriebe überprüft bzw. qualifiziert werden, wobei die drehbar zueinander angeordneten Bauteile die Antriebswelle und die Abtriebswelle des Getriebes sein können. Die Antriebswelle kann wiederum an dem Drehteller des Koordinatenmessgeräts befestigt werden und die Abtriebswelle kann drehbar an der Halterung an der Tastelementaufnahme angeordnet werden. Insbesondere kann die Abtriebswelle über eine Winkelmesseinrichtung drehbar an der Halterung der Tastelementaufnahme angeordnet werden. Durch Drehung des Drehtellers kann die drehfest auf dem Drehteller angeordnete Antriebswelle des Getriebes bewegt werden und über das Getriebe auch eine Drehbewegung der Abtriebswelle verursachen. Ein möglicher axialer und / oder radiale Versatz der an der Halterung der Tastelementaufnahme angeordneten Abtriebswelle bezüglich einer Sollposition kann durch die entsprechende Bewegung der Tastelementaufnahme ausgeglichen und / oder erfasst werden.Instead of an angle measuring device, it is also possible to check or qualify a transmission, wherein the components arranged rotatably relative to one another can be the drive shaft and the output shaft of the transmission. The drive shaft can in turn be attached to the turntable of the coordinate measuring machine and the output shaft can be rotatably arranged on the holder on the Tastelementaufnahme. In particular, the output shaft can be rotatably arranged on the holder of the Tastelementaufnahme via an angle measuring device. By rotation of the turntable rotatably mounted on the turntable drive shaft of the transmission can be moved and also cause a rotational movement of the output shaft via the transmission. A possible axial and / or radial offset of the arranged on the holder of the Tastelementaufnahme output shaft with respect to a desired position can be compensated and / or detected by the corresponding movement of the Tastelementaufnahme.
Zudem kann an der Halterung an der Tastelementaufnahme eine Winkelmesseinrichtung zur Messung der relativen Drehung der Abtriebswelle in Bezug auf die Halterung angeordnet sein, sodass mit der von dem Koordinatenmessgerät vorgegebenen und / oder mit der durch die Drehwinkelerfassungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts
Ferner kann durch die Bestimmung der Antriebskraft bzw. des Drehmoments des Drehtellers die Drehsteifigkeit des Getriebes erfasst werden, solange diese geringer ist, als die Drehsteifigkeit des Messkopfes.Furthermore, by determining the driving force or the torque of the turntable, the torsional stiffness of the gear can be detected, as long as it is less than the torsional rigidity of the measuring head.
Zur exakten zentrierten Anordnung des ersten Bauteils am Drehteller des Koordinatenmessgeräts kann ein Backenfutter verwendet werden, welches an dem Drehteller angeordnet werden kann.For exact centered arrangement of the first component on the turntable of the coordinate measuring machine, a jaw chuck can be used, which can be arranged on the turntable.
Durch Wiederholung der Messungen mit unterschiedlicher Anordnung der zu überprüfenden Bauteile an dem Koordinatenmessgerät können die Messungen verfeinert werden, indem Einflüsse durch die Anordnung der zu überprüfenden Bauteile am Koordinatenmessgerät eliminiert werden. Beispielsweise können Messungen mit unterschiedlicher Anordnung des Drehtellers am Koordinatenmessgerät und / oder eines Backenfutters am Drehteller durchgeführt werden, beispielsweise durch eine um einen Drehwinkel versetzte Anordnung des Drehtellers bzw. des Backenfutters am Koordinatenmessgerät.By repeating the measurements with different arrangement of the components to be tested on the coordinate measuring machine, the measurements can be refined by eliminating influences caused by the arrangement of the components to be checked on the coordinate measuring machine. For example, measurements can be carried out with a different arrangement of the turntable on the coordinate measuring machine and / or a jaw chuck on the turntable, for example by an offset by a rotational angle arrangement of the turntable or the jaw chuck on the coordinate measuring machine.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird weiterhin eine Halterung für die Aufnahme eines Bauteils an einer Tastelementaufnahme eines Koordinatenmessgeräts vorgeschlagen, mit welcher eine Welle bzw. ein drehbares Bauteil eines zu überprüfenden Geräts drehfest oder drehbar an der Tastelementaufnahme eines Koordinatenmessgeräts aufgenommen werden kann.For carrying out the method according to the invention, a holder for receiving a component on a probe element holder of a coordinate measuring machine is also proposed, with which a shaft or a rotatable component of a device to be tested can be rotationally fixed or rotatably received on the probe element holder of a coordinate measuring machine.
Darüber hinaus wird ein Koordinatenmessgerät mit einer entsprechenden Halterung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, wobei das Koordinatenmessgerät insbesondere weitere Halterungen, wie eine Gehäusehalterung zur Lagerung bzw. Fixierung eines Gehäuses von zumindest einem der zu überprüfenden Bauteile aufweisen kann. Eine entsprechende Gehäusehalterung kann beispielsweise am Sockel des Koordinatenmessgeräts vorgesehen sein.In addition, a coordinate measuring machine with a corresponding holder for carrying out the method according to the invention is proposed, wherein the coordinate measuring machine in particular further holders, such as a housing holder for supporting or fixing a housing of at least one of the components to be checked may have. A corresponding housing holder can be provided, for example, on the base of the coordinate measuring machine.
Wird diese Halterung entsprechend größer ausgelegt, lassen sich damit auch ganze Elektromotoren, wie sie beispielsweise in der Automobilindustrie eingesetzt werden, vermessen.If this holder is designed to be correspondingly larger, it can also be used to measure entire electric motors, as used, for example, in the automotive industry.
Figurenliste list of figures
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
-
1 eine Seitenansicht eines Koordinatenmessgeräts mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur erfindungsgemäßen Qualifizierung eines Winkelmessgeräts, -
2 eine Seitenansicht eines Koordinatenmessgeräts mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur erfindungsgemäßen Qualifizierung eines Getriebes und in -
3 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Halterung.
-
1 a side view of a coordinate measuring machine with devices according to the invention for the qualification of an angle measuring device according to the invention, -
2 a side view of a coordinate measuring machine with inventive devices for the qualification of a transmission according to the invention and in -
3 a side sectional view of a holder according to the invention.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEMBODIMENTS
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele ersichtlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.Further advantages, characteristics and features of the present invention will become apparent from the following detailed description of the embodiments. However, the invention is not limited to these embodiments.
Die
Für die erfindungsgemäße Verwendung des Koordinatenmessgerät
Das Koordinatenmessgerät
Der Drehteller
Für die dreidimensionale Vermessung von Bauteilen, die auf dem Drehteller
Das Koordinatenmessgerät
Während der Überprüfung bzw. bzw. Qualifizierung des Winkelmessgeräts
Damit kann in sehr einfacher Weise ohne großen zusätzlichen Aufwand ein Koordinatenmessgerät
Darüber hinaus können auch weitere Geräte mit drehbar zueinander angeordneten Bauteilen überprüft bzw. qualifizierte werden, wie beispielsweise Getriebe. Ein entsprechendes Beispiel ist in der
Bei dieser Ausführungsform wird das Getriebe
Die Messungen zur Überprüfung bzw. Qualifizierung von drehbar zueinander gelagerten Bauteilen können weiterhin dadurch verfeinert werden, dass die zu qualifizierenden Komponenten, wie beispielsweise das Winkelmessgerät
Die Halterung
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, ohne dass der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird. Insbesondere schließt die vorliegende Offenbarung sämtliche Kombinationen der in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigten Einzelmerkmale mit ein, sodass einzelne Merkmale, die nur in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, auch bei anderen Ausführungsbeispielen oder nicht explizit dargestellten Kombinationen von Einzelmerkmalen eingesetzt werden können. Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, it will be understood by those skilled in the art that the invention is not limited to these embodiments, but rather modifications are possible in the manner that individual features omitted or other combinations of features can be realized without departing from the scope of the appended claims. In particular, the present disclosure includes all combinations of the individual features shown in the various embodiments, so that individual features that are described only in connection with an embodiment can also be used in other embodiments or combinations of individual features not explicitly shown.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Koordinatenmessgerätcoordinate measuring machine
- 22
- Portalportal
- 33
- Sockelbase
- 44
- Säulepillar
- 55
- X - RichtungX - direction
- 66
- Querbalkencrossbeam
- 77
- Messkopf oder TastelementaufnahmeMeasuring head or probe element holder
- 88th
- Y - RichtungY direction
- 99
-
Z - RichtungZ - Direction - 1010
- Halterungholder
- 1111
- Drehtellerturntable
- 1212
- Backenfutterjaw chuck
- 1313
- WinkelmesseinrichtungAngle measuring device
- 1414
- Sockelhalterungplinth
- 1515
- Winkelmessgerätangle meter
- 1616
- Statorstator
- 1717
- Rotorrotor
- 1818
- Drehachseaxis of rotation
- 1919
- Flanschkörperflange
- 2020
- Befestigungsstutzenfixing connection
- 2121
- Aufnahmebuchsereceiving socket
- 2222
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 2323
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 2424
- Fixierschraubefixing screw
- 2525
- Getriebetransmission
- 2626
- Antriebswelledrive shaft
- 2727
- Abtriebswelleoutput shaft
- 2828
- Getriebegehäusegearbox
Claims (13)
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2431707A2 (en) * | 2005-04-26 | 2012-03-21 | Renishaw Plc. | Articulating probe head |
-
2017
- 2017-11-24 DE DE102017127882.6A patent/DE102017127882A1/en active Pending
Patent Citations (1)
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Legal Events
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R079 | Amendment of ipc main class |
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R016 | Response to examination communication | ||
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