DE102018201322A1 - Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts - Google Patents

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, das in der Lage ist, fünf Achsen zu steuern.Ein Formmessgerät umfasst einen Tastkopf, der seine Haltung durch eine Drehbewegung einer ersten Antriebsachse und einer zweiten Antriebsachse ändert, und eine Koordinatenmessmaschine, die eine Position des Tastkopfes durch drei Translationsachsen (eine dritte Antriebsachse, eine vierte Antriebsachse und eine fünfte Antriebsachse) dreidimensional verschiebt. Die Position einer Messspitze wird durch Koordinatenwerte der dritten bis fünften Antriebsachse angegeben und die Haltung eines Messkopfes wird durch einen ersten Drehwinkel α und einen zweiten Drehwinkel β angegeben. Ein Schnittpunkt zwischen einer ersten Drehachse und einer zweiten Drehachse wird als ein Drehzentrum Q festgelegt. Für jede der ersten bis fünften Antriebsachsen wird in jeder Regelungsperiode ein Interpolationspunkt berechnet, Koordinatenwerte des Drehzentrums Q, in die Koordinatenwerte des Interpolationspunktes der Messspitze durch einen vorgegebenen Umrechnungsausdruck unter Berücksichtigung der Werte des Interpolationspunktes (αi, βi) der ersten und zweiten Antriebsachse umgerechnet werden, werden als ein Steuerungsinterpolationspunkt Qi festgelegt. Die Positionen der dritten bis fünften Antriebsachse werden zum Steuerungsinterpolationspunkt Qi gesteuert und die Positionen der ersten und zweiten Antriebsachse werden zum Interpolationspunkt (αi, βi) gesteuert.

Description

• AUFNAHME DURCH BEZUGNAHME
• Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Vorteil der Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-014609 , eingereicht am 30. Januar 2017, deren Offenbarung hierin vollinhaltlich durch Bezugnahme mitaufgenommen ist.
• ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
• Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts.
• Beschreibung des Standes der Technik
• Formmessgeräte, die eine Oberfläche eines zu messenden Objektes mit einem Messtaster erfassen, sind bereits weitverbreitet im Einsatz. Der Messtaster ist an einer Koordinatenmessmaschine so befestigt, dass er sich dreidimensional bewegen kann. Alternativ gibt es auch einen beweglichen Tastkopf, bei dem eine Drehachse in einem Messtaster selbst integriert ist.
• (Im Folgenden wird ein beweglicher Tastkopf in dieser Beschreibung einfach als Tastkopf bezeichnet.
• 1 zeigt ein Beispiel eines Tastkopfs 500 ( JP 2873404 B ).
• Wie in 1 gezeigt, umfasst der Tastkopf 500 ein Kopfbefestigungsteil 501 und einen Taststift 502 mit einer Messspitze 503 an der Spitze.
• Der Tastkopf 500 ist mit dem Kopfbefestigungsteil 501 an einer Koordinatenmessmaschine 200 befestigt.
• Zwischen dem Kopfbefestigungsteil 501 und dem Taststift 502 sind zwei Drehmechanismen 510 und 520 vorgesehen. Die beiden Drehmechanismen sind ein erster Drehmechanismusteil 510 mit einer ersten Drehsachse A1 als Drehsachse und ein zweiter Drehmechanismusteil 520 mit einer zur ersten Drehachse A1 senkrechten zweiten Drehachse A2 als Drehsachse.
• Die Messspitze 503 ist somit in der Lage, sich um insgesamt fünf Antriebsachsen zu bewegen, das heißt, um drei Antriebsachsen (X-Achse, Y-Achse und Z-Achse), die in der Koordinatenmessmaschine 200 umfasst sind, und um die beiden Drehachsen A1 und A2, die im Tastkopf 500 umfasst sind.
• Da das Formmessgerät die Position der Messspitze 503 nicht durch einfache drei Achsen, sondern durch fünf Achsen steuern kann, ist es möglich, eine komplizierte Werkstückform mit hoher Geschwindigkeit zu vermessen.
• KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• Obwohl ein kompliziertes Werkstück mit hoher Geschwindigkeit vermessen werden kann, da die Messspitze 503 durch die fünf Antriebsachsen bewegt werden kann, ergibt sich ein neues Problem.
• Als Beispiel nehmen wir einen Fall an, in dem die Messspitze 503 von einem ersten Punkt zu einem zweiten Punkt bewegt wird, damit die Messspitze 503 zum nächsten zu messenden Objektabschnitt bewegt wird (siehe z.B. 4).
• Solange die Position des zweiten Punktes (x, y, z, α, β), der ein Zielpunkt ist, bereitgestellt wird, kann das Formmessgerät die Messspitze 503 an die Position fahren.
• Hierbei wird davon ausgegangen, dass α den Drehwinkel des ersten Drehmechanismusteils 510 (einen ersten Drehwinkel) angibt, und dass β den Drehwinkel des zweiten Drehmechanismusteils 520 (einen zweiten Drehwinkel) angibt. Das heißt, die Bewegung der Messspitze 503 bedeutet nicht nur die Änderung der dreidimensionalen Position (X, Y, Z), sondern auch die Änderung der Haltung (α, β) des Tastkopfs 500.
• Da die Antriebsachsen (X-Achse, Y-Achse und Z-Achse) der Koordinatenmessmaschine 200 und die Antriebsachsen (die erste Drehachse A1 und die zweite Drehachse A2) des Tastkopfs 500 vorgesehen werden, wird jede Antriebsachse unter der Positionsregelung für jede Antriebsachse optimal gesteuert.
• Die Messspitze 503 erreicht dann den Zielpunkt (den zweiten Punkt).
• Obwohl die Messspitze 503 den Zielpunkt (den zweiten Punkt) erreichen kann, ist jedoch die Art und Weise, wie sich die Messspitze 503 während des Weges bewegt, bis zur Durchführung der Messung unbekannt.
• Wenn die Messspitze 503 während der Bewegung weiter schwenkt, als der Bediener erwartet, kann sich die Messspitze 503 (oder der Taststift 502) störend mit dem Werkstück überschneiden. In diesem Fall werden die Messspitze 503 (oder der Taststift 502) und das Werkstück beschädigt.
• Der Bediener muss während der Bewegung auf den Tastkopf 500 achten, damit sich der Taststift 502 nicht störend mit dem Werkstück überschneidet. Da es jedoch schwierig ist, die Bewegungsbahn der Messspitze 503 vorherzusagen, bleibt dem Bediener nichts anderes übrig, als die Bewegungsbahn mit großem Raum vorauszuberechnen oder die Bewegungsbahn durch mehrmaliges Ausprobieren zu überprüfen.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgerätes bereitzustellen, das in der Lage ist, fünf Achsen zu steuern, um den Verfahrweg einer Messspitze vorauszuberechnen.
• Ein Verfahren zum Steuern einer Formmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, wobei das Gerät umfasst:
• einen Tastkopf, der einen Taststift mit einer Messspitze an einer Spitze, eine erste Antriebsachse, die um eine erste Drehachse dreht, und eine zweite Antriebsachse, die um eine zu der ersten Drehachse senkrechte zweite Drehachse dreht, umfasst, wobei der Tastkopf eine Haltung des Taststifts durch eine Drehbewegung der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse ändert; eine Koordinatenmessmaschine, die drei Translationsachsen einer dritten Antriebsachse, einer vierten Antriebsachse und einer fünften Antriebsachse, die senkrecht zueinander stehen, umfasst, wobei die Koordinatenmessmaschine eine Position des Tastkopfes dreidimensional verschiebt; wobei eine Position der Messspitze durch Koordinatenwerte (T3, T4, T5) der dritten bis fünften Antriebsachse angegeben wird, und eine Haltung des Tastkopfs durch einen ersten Drehwinkel α der ersten Antriebsachse und einen zweiten Drehwinkel β der zweiten Antriebsachse angegeben wird, wobei das Verfahren umfasst:
  • Berechnen, für jede der ersten bis fünften Antriebsachse, eines Interpolationspunkts in jeder Steuerungsperiode in einem Verfahrweg ab einer aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu einer Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe);
  • Festlegen eines Schnittpunktes zwischen der ersten Drehachse und der zweiten Drehachse als ein Drehzentrum Q, und von Koordinatenwerten des Drehzentrums Q, in die Koordinatenwerte des Interpolationspunktes der Messspitze durch einen vorbestimmten Umwandlungsausdruck unter Berücksichtigung von Werten des Interpolationspunktes (αi, βi) der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse als Steuerungsinterpolationspunkt Qi umgerechnet werden; und
  • Steuern von Positionen der dritten bis fünften Antriebsachse zum Steuerungsinterpolationspunkt Qi in jeder Steuerungsperiode und von Positionen der ersten und zweiten Antriebsachse zum Interpolationspunkt (αi, βi) der ersten und zweiten Antriebsachse.
• In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass Geschwindigkeitsmuster der ersten bis fünften Achse jeweils ab der aktuellen Position (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu der Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe) erzeugt werden; und
  standardisierte Geschwindigkeitsmuster der dritten bis fünften Antriebsachse derart erzeugt werden, dass die für die dritte bis fünfte Antriebsachse erzeugten Geschwindigkeitsmuster zu einer gemeinsamen Beschleunigungs-/Verzögerungszeit und in einer gemeinsamen erforderlichen Zeit synchronisiert werden.
• In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass Geschwindigkeitsmuster der ersten bis fünften Achse jeweils ab der aktuellen Position (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu der Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe) erzeugt werden; und
  standardisierte Geschwindigkeitsmuster der ersten bis fünften Antriebsachse derart erzeugt werden, dass die für die erste bis fünfte Antriebsachse erzeugten Geschwindigkeitsmuster zu einer gemeinsamen Beschleunigungs-/Verzögerungszeit und in einer gemeinsamen erforderlichen Zeit synchronisiert werden.
• Ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, wobei das Gerät umfasst:
• einen Tastkopf, der einen Taststift mit einer Messspitze an einer Spitze, eine erste Antriebsachse, die um eine erste Drehachse dreht und eine zweite Antriebsachse, die um eine zu der ersten Drehachse senkrechte zweite Drehachse dreht, umfasst, wobei der Tastkopf eine Haltung des Taststifts durch eine Drehbewegung der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse ändert;
• eine Koordinatenmessmaschine, die drei Translationsachsen einer dritten Antriebsachse, einer vierten Antriebsachse und einer fünften Antriebsachse, die senkrecht zueinander stehen, umfasst, wobei die Koordinatenmessmaschine eine Position des Tastkopfes dreidimensional verschiebt;
• wobei eine Position der Messspitze durch Koordinatenwerte (T3, T4, T5) der dritten bis fünften Antriebsachse angegeben wird, und eine Haltung des Tastkopfs durch einen ersten Drehwinkel α der ersten Antriebsachse und einen zweiten Drehwinkel β der zweiten Antriebsachse angegeben wird,
• wobei das Verfahren umfasst:
  • Steuern einer Bewegungsortskurve der Messspitze derart, dass sie in einem Verfahrweg ab einer aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu einer Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe) eine Gerade ist.
• Ein Verfahren zum Steuern einer Formmessgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, wobei das Gerät umfasst:
• einen Tastkopf, der einen Taststift mit einer Messspitze an einer Spitze, eine erste Antriebsachse, die um eine erste Drehachse dreht, und eine zweite Antriebsachse, die um eine zu der ersten Drehachse senkrechte zweite Drehachse dreht, umfasst, wobei der Tastkopf eine Haltung des Taststifts durch eine Drehbewegung der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse ändert;
• eine Koordinatenmessmaschine, die drei Translationsachsen einer dritten Antriebsachse, einer vierten Antriebsachse und einer fünften Antriebsachse, die senkrecht zueinander stehen, umfasst, wobei die Koordinatenmessmaschine eine Position des Tastkopfes dreidimensional verschiebt;
• wobei eine Position der Messspitze durch Koordinatenwerte (T3, T4, T5) der dritten bis fünften Antriebsachse angegeben wird, und eine Haltung des Tastkopfs durch einen ersten Drehwinkel α der ersten Antriebsachse und einen zweiten Drehwinkel β der zweiten Antriebsachse angegeben wird, wobei das Verfahren umfasst:
  • Festlegen, durch einen Bediener, eines Verfahrwegs ab einer aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu einer Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe);
  • Berechnen, für jede der ersten bis fünften Antriebsachse, eines Interpolationspunkts in jeder Steuerungsperiode in einem Verfahrweg ab einer aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu einer Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe);
  • Festlegen eines Schnittpunktes zwischen der ersten Drehachse und der zweiten Drehachse als ein Drehzentrum Q, und von Koordinatenwerten des Drehzentrums Q, in die Koordinatenwerte des Interpolationspunktes der Messspitze durch einen vorbestimmten Umwandlungsausdruck unter Berücksichtigung von Werten des Interpolationspunktes (αi, βi) der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse als Steuerungsinterpolationspunkt Qi umgerechnet werden; und
  • Steuern von Positionen der dritten bis fünften Antriebsachse zum Steuerungsinterpolationspunkt Qi in jeder Steuerungsperiode und von Positionen der ersten und zweiten Antriebsachse zum Interpolationspunkt (αi, βi) der ersten und zweiten Antriebsachse.
• In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Verfahrweg ab der aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zur Zielposition He (Te3, Te4, Te5, Te5, αe, βe) als ein im Wesentlichen geradliniger Verfahrweg festgelegt wird.
• In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Verfahrweg, der an der aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) beginnt, zur Zielposition He (Te3, Te4, Te5, Te5, αe, βe) als ein im Wesentlichen polygonzugartiger Verfahrweg festgelegt wird.
• In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Verfahrweg, der an der aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) beginnt, zur Zielposition He (Te3, Te4, Te5, Te5, αe, βe) als ein im Wesentlichen bogenförmiger Verfahrweg festgelegt wird.
• Figurenliste
• 1 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Tastkopfs zeigt;
• 2 ist ein Schaubild, das eine Konfiguration eines gesamten Formmesssystems zeigt;
• 3 ist eine Schnittansicht des Tastkopfs;
• 4 ist ein Schaubild, das ein Beispiel einer Bewegung des Tastkopfs zeigt;
• 5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts erklärt;
• 6 ist ein Schaubild, das ein Beispiel einer Verschiebung von einer aktuellen Position Tws (Twsx, Twsy, Twsz) zu einer Zielposition Twe (Twex, Twey, Twez) zeigt;
• 7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verfahrensweise des Erzeugens eines Geschwindigkeitsmusters für jede Antriebsachse erklärt;
• 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Geschwindigkeitsmusters einer X-Antriebsachse zeigt;
• 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Geschwindigkeitsmuster einer Y-Antriebsachse zeigt;
• 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Geschwindigkeitsmuster einer Z-Antriebsachse zeigt;
• 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Geschwindigkeitsmuster eines ersten Drehmechanismusteils zeigt;
• 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Geschwindigkeitsmuster eines zweiten Drehmechanismusteils zeigt;
• 13 ist ein Diagramm, das schematisch zeigt, dass aus dem Geschwindigkeitsmuster der X-Antriebsachse ein gemeinsamer Parameter extrahiert wird;
• 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein standardisiertes Geschwindigkeitsmuster der Y-Antriebsachse zeigt;
• 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein standardisiertes Geschwindigkeitsmuster der Z-Antriebsachse zeigt;
• 16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein standardisiertes Geschwindigkeitsmuster des ersten Drehmechanismusteils zeigt;
• 17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein standardisiertes Geschwindigkeitsmuster des zweiten Drehmechanismusteils zeigt;
• 18 ist ein Diagramm, das schematisch zeigt, dass die Interpolationspunkte der X-Antriebsachse sequentiell berechnet werden;
• 19 ist ein Schaubild, das die Position eines Drehzentrums Qp0 in einem Messtaster-Koordinatensystem, wenn ein erster Drehwinkel α und ein zweiter Drehwinkel β jeweils gleich Null sind, zeigt;
• 20 ist ein Diagramm, das einen Umrechnungsausdruck, um die Position eines Drehzentrums Qp in einem Messtaster-Koordinatensystem zu erhalten, wenn der erste Drehwinkel α und der zweite Drehwinkel β ist, erklärt;
• 21 ist ein Schaubild, das schematisch zeigt, dass die Koordinaten des Drehzentrums Qp in dem Messtaster-Koordinatensystem in die Koordinaten in einem Werkstück-Koordinatensystem umgerechnet werden;
• 22 ist ein Schaubild, das schematisch zeigt, dass die Koordinaten eines Drehzentrums Qw in einem Werkstück-Koordinatensystem in die Koordinaten in einem Maschinen-Koordinatensystem umgerechnet werden;
• 23 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel für eine Bewegungsbahn eines Drehzentrums Q, wenn der erste Drehmechanismusteil und der zweite Drehmechanismusteil nicht mit den X-, Y- und Z-Antriebsachsen synchronisiert sind, als ein Vergleichsbeispiel zeigt.
• 24 ist ein Schaubild, das zeigt, dass nur die Haltung eines Tastkopfs verändert wird, während die Verschiebung einer Messspitze Null bleibt.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Bezugszeichen dargestellt und beschrieben, die in den Zeichnungen an Bestandselementen angehängt sind.
• (Erstes Ausführungsbeispiel)
• 2 ist ein Schaubild, das eine Konfiguration eines gesamten Formmesssystems 100 zeigt.
• Die Konfiguration des Formmesssystems 100 ist bekannt, wird aber kurz beschrieben.
• Das Formmesssystem 100 umfasst eine Koordinatenmessmaschine 200, eine Bewegungssteuerung 300, die den Antrieb der Koordinatenmessmaschine 200 steuert, und einen Host-Computer 400, der die Bewegungssteuerung 300 steuert und eine notwendige Datenverarbeitung durchführt.
• Die Koordinatenmessmaschine 200 umfasst ein Unterteil 210, einen Bewegungsmechanismus 220 und einem Tastkopf 500.
• Der Bewegungsmechanismus 220 umfasst einen torförmigen Y-Schlitten 231, einen X-Schlitten 241, eine Z-Achsen-Säule 251 und eine Z-Spindel 252. Der Y-Schlitten 231 ist auf dem Unterteil 210 in Y-Richtung verschiebbar angeordnet. Der X-Schlitten 241 gleitet in der X-Richtung entlang eines Balkens des Y-Schlittens 231. Die Z-Achsen-Säule 251 ist am X-Schlitten 241 befestigt. Die Z-Spindel 252 bewegt sich innerhalb der Z-Achsen-Säule 251 in Z-Richtung auf und ab.
• Auf dem Y-Schlitten 231, dem X-Schlitten 241 und der Z-Spindel 252 sind jeweils ein Antriebsmotor (nicht gezeigt) und ein Messgeber (nicht gezeigt) befestigt.
• Jeder Antriebsmotor wird durch die Antriebssteuersignale der Bewegungssteuerung 300 gesteuert. Der Messgeber detektiert die Verschiebung von jeweils dem Y-Schlittens 231, dem X-Schlitten 241 und der Z-Spindel 252 und gibt den Detektionswert an die Bewegungssteuerung 300 aus.
• Der Tastkopf 500 ist am unteren Ende der Z-Spindel 252 befestigt.
• In der folgenden Beschreibung wird der Antriebsmechanismus zum Antreiben des Y-Schlittens 231 als Y-Antriebsachse 230 bezeichnet, der Antriebsmechanismus zum Antreiben des X-Schlittens 241 wird als X-Antriebsachse 240 bezeichnet und der Antriebsmechanismus zum Antreiben der Z-Spindel 252 wird als Z-Antriebsachse 250 bezeichnet.
• Der in der Beschreibung genannte Antriebsmechanismus bedeutet zum Beispiel eine Kombination aus Kugelgewindetrieb und Motor.
• 3 zeigt eine Schnittansicht des Tastkopfs 500.
• Der Tastkopf 500 umfasst einen Kopfbefestigungsteil 501, einen ersten Drehmechanismusteil 510, eine zweiten Drehmechanismusteil 520 und einen Taststift 502 mit einer Messspitze 503 an der Spitze.
• Das Kopfbefestigungsteil 501 ist am unteren Ende der Z-Spindel 252 befestigt.
• Der erste Drehmechanismusteil 510 ist am unteren Ende des Kopfbefestigungsteils 501 vorgesehen.
• Der erste Drehmechanismusteil 510 umfasst ein erstes Gehäuse 511, einen ersten Motor 512 und eine erste Welle 513.
• Das erste Gehäuse 511 ist am unteren Ende des Kopfbefestigungsteils 501 befestigt.
• Der erste Motor 512 ist im Innern des ersten Gehäuses 511 eingebaut, und die erste Welle 513 ist am Anker des ersten Motors 512 befestigt.
• Hierbei ist die Drehachse der ersten Welle 513 eine erste Drehachse A1.
• In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Achsenlinienrichtung der ersten Drehachse A1 der Z-Achsenrichtung.
• Der zweite Drehmechanismusteil 520 umfasst ein zweites Gehäuse 521, einen zweiten Motor 522, eine zweite Welle 523 und einen U-förmigen Verbindungsrahmen 524.
• Das zweite Gehäuse 521 ist mit der ersten Welle 513 verbunden.
• Der zweite Motor 522 ist im Innern des zweiten Gehäuses 521 eingebaut, und die zweite Welle 523 ist an dem Anker des zweiten Motors 522 angebracht.
• Hierbei ist die Drehachse der zweiten Welle 523 eine zweite Drehachse A2. Zu diesem Zeitpunkt ist die erste Rotationsachse A1 (deren Verlängerungslinie) senkrecht zur zweiten Rotationsachse A2. Der U-förmige Verbindungsrahmen 524 ist an der zweiten Welle 523 befestigt, und der U-förmige Verbindungsrahmen 524 dreht sich um die zweite Drehachse A2 als Drehzentrum.
• Der Taststift 502 ist am unteren Ende des U-förmigen Verbindungsrahmens 524 befestigt. Es ist zu beachten, dass eine Achslinie A3 (deren Verlängerungslinie) des Taststiftes 502 senkrecht zur zweiten Drehsachse A2 ist.
• Hierbei schneiden sich (die Verlängerungslinie von) der ersten Drehachse A1, der zweiten Drehachse A2 und (die Verlängerungslinie von) der Achsenlinie A3 des Taststiftes 502 an einem Schnittpunkt.
• Für die folgende Beschreibung wird der Schnittpunkt als ein Drehzentrum Q bezeichnet.
• Des Weiteren wird der Drehwinkel der ersten Drehachse A1 durch α angegeben, der -180° ≤ α ≤ 180° erfüllt.
• (Der Bewegungsbereich muss nicht eingeschränkt werden, solange der Tastkopf 500 elektrisch angeschlossen ist und die Drehbewegung selbst nicht eingeschränkt ist.)
• In 2 oder 3 wird davon ausgegangen, dass die Vorderseite 0° ist, die Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn von oben betrachtet die Drehung in der positiven Richtung ist und die Richtung im Uhrzeigersinn die Drehung in der negativer Richtung ist.
• Des Weiteren wird der Drehwinkel der zweiten Drehachse A2 als β angegeben, der 0° ≤ β ≤ 90° erfüllt. Wenn der Taststift 502 senkrecht nach unten zeigt, wird β als 0 ° festgelegt. Der Bezugspunkt von 0° ist natürlich willkürlich.
• Der erste Motor 512 und der zweite Motor 522 sind beispielsweise Schrittmotoren und werden synchron mit angelegten Ansteuerimpulsen angesteuert. Das heißt, die Bewegungsgröße (Drehwinkel) von jeweils dem ersten Drehmechanismusteil 510 und dem zweiten Drehmechanismusteil 520 ist proportional zur Anzahl der Ansteuerimpulse.
• Der Tastkopf 500 umfasst ferner einen Tastsensor (nicht gezeigt), der die Verschiebung des Taststifts 502 detektiert, um den Kontakt der Messspitze 503 mit der Werkstückoberfläche zu detektieren. Der Tastsensor gibt den Detektionswert an die Bewegungssteuerung 300 aus.
• Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung davon ausgegangen wird, dass außer dem ersten Drehmechanismusteil 510 und dem zweiten Drehmechanismusteil 520 auch die X-Antriebsachse, die Y-Antriebsachse und die Z-Antriebsachse von Ansteuerimpulsen angesteuert werden, und dass das Ansprechverhalten des ersten Drehmechanismusteils 510, des zweiten Drehmechanismusteils 520, einer X-Antriebsachse 240, der Y-Antriebsachse 230 und der Z-Antriebsachse 250 das gleiche ist.
• Nachfolgend wird das Steuerungsverfahren in der vorliegenden Ausführungsform basierend auf der Annahme beschrieben, dass das Ansprechverhalten von fünf Achsen gleich ist.
• Wenn das Ansprechverhalten der fünf Achsen unterschiedlich ist, muss der Steuerungsstellfaktor des Elements, das die Verzögerung aufweist, angepasst werden.
• Der Host-Computer 400 empfängt von einem externen CAD-System oder dergleichen CAD-Daten, die eine Pfadinformation, wie etwa nicht-uniforme rationale B-Spline-Daten (NURBS) umfassen, und generiert Messpfadinformationen.
• Die generierte Messpfadinformation wird an die Bewegungssteuerung 300 übergeben, und die Bewegungssteuerung 300 steuert die jeweiligen Antriebsachsen der Koordinatenmessmaschine 200 und des Tastkopfs 500, sodass die Messspitze 503 entlang des Messpfads eine Abtastmessung an der Werkstückoberfläche durchführt.
• (Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts)
• Nachfolgend wird ein Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
• Bevor spezifische Steuerschritte beschrieben werden, wird die Bewegung des Formmessgerätes, die in der vorliegenden Ausführungsform erreicht werden soll, kurz beschrieben.
• Beispielsweise wird, wie in 4 beispielhaft dargestellt, der Fall beschrieben, in dem der Tastkopf 500 von einem ersten Punkt P1 zu einem zweiten Punkt P2 bewegt wird.
• (Zu diesem Zeitpunkt werden die Haltung (α, β) des Tastkopfs 500 sowie die dreidimensionale Position (X, Y, Z) geändert.
• Wenn die Position und Haltung des Tastkopfs geändert wird, ist es notwendig, die Drehbewegung des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520 zu berücksichtigen, und somit kann die Bewegungsortskurve der Messspitze 503 keine Gerade sein.
• Diesbezüglich ist der Bewegungsablauf der Messspitze 503 in der vorliegenden exemplarischen Ausführungsform leicht vorherzusagen. Genauer gesagt soll die Bewegungsortskurve der Messspitze 503 eine Gerade sein.
• Mit Bezug auf die Ablaufdiagramme (5 und 7) werden die spezifischen Steuerschritte der Reihe nach beschrieben.
• Die Schritte in 5 und 7 werden hauptsächlich von der Bewegungssteuerung 300 durchgeführt.
• Zuerst liest die Bewegungssteuerung 300 in ST100 sequentiell die vom Host-Computer 400 empfangene Messpfadinformation und lädt die nächste Zielposition He (Twex, Twey, Twey, Twez, αe, βe).
• Um hierbei die Bewegung und Haltung des Tastkopfs 500 zu steuern, sind die dreidimensionale Koordinatenposition (x, y, z) und die Haltung des Tastkopfs 500 (die Zielwinkel (α, β) des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520) erforderlich.
• Die Kombination der Koordinatenposition (x, y, z) und der Haltung (α, β) wird durch den Begriff „Position“ angegeben.
• Um einfach eine dreidimensionale Koordinatenposition (x, y, z) anzugeben, wird der Begriff „Ort“ verwendet.
• Darüber hinaus benötigt die Bewegungssteuerung der Koordinatenmessmaschine 200 und des Tastkopfs 500 verschiedene Koordinatensysteme, wie ein Werkstück-Koordinatensystem, ein Messtaster-Koordinatensystem und ein Maschinen-Koordinatensystem. Der Typ eines Koordinatensystems wird bei Bedarf angegeben, oder der Typ eines Koordinatensystems wird weggelassen, wenn er nicht benötigt wird oder aus dem Kontext offensichtlich ist.
• In einem von dem Host-Computer 400 an die Bewegungssteuerung ausgegebenen Befehl, wird die dreidimensionale Koordinatenposition als Koordinaten Twi der Messspitze 503 auf dem Werkstück-Koordinatensystem angegeben. $$\text{Twi}=\left(\text{Twix},\text{ Twiy},\text{ Twiz}\right)$$

  
• Die aktuelle Position wird durch Tws = (Twsx, Twsy, Twsz) und die Zielposition durch Twe = (Twex, Twey, Twez) angezeigt (siehe 6).
• Die Zielwinkel (α, β) des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520 sind auf dem Messtaster-Koordinatensystem angegeben.
• Weiterhin ist die Kombination aus der Position auf dem Werkstück-Koordinatensystem und den Winkeln auf dem Taster-Koordinatensystem die Position Hi (Twix, Twiy, Twiz, αi, βi).
• Die aktuelle Position wird durch Hs (Twsx, Twsy, Twsz, αs, βs) und die Zielposition wird durch He (Twex, Twey, Twey, Twez, αe, βe) angezeigt.
• Wenn die nächste Zielposition He (Twex, Twey, Twez, αe, βe) festgelegt ist (ST 100), erzeugt die Bewegungssteuerung 300 ein Geschwindigkeitsmuster zum Steuern jeder Antriebsachse, sodass die Messspitze 503 die Zielposition (ST110) erreicht.
• Der Generierungsverfahrensablauf des Geschwindigkeitsmusters (ST110) wird mit Bezug auf das Ablaufdiagramm in 7 beschrieben.
• In ST111 plant die Bewegungssteuerung 300 für jede Antriebsachse ein Geschwindigkeitsmuster.
• Diese Verarbeitung selbst ist ein herkömmliches Verfahren.
• Die aktuelle Position Hs (Twsx, Twsy, Twsz, αs, βs) und die Zielposition He (Twex, Twey, Twey, Twez, αe, βe) sind gegeben. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um ein Geschwindigkeitsmuster zu erzeugen, bei dem die Bewegung von der aktuellen Position aus mit der Anfangsgeschwindigkeit Null gestartet wird, beschleunigt wird, bei Erreichen einer oberen Grenzgeschwindigkeit auf eine konstante Geschwindigkeit geändert wird, dann verzögert und an der Zielposition gestoppt wird (zum Beispiel JP 2014-48095 ).
• Wie in den 8 bis 12 gezeigt wird hierbei angenommen, dass das Geschwindigkeitsmuster für jede Antriebsachse berechnet wird.
• Die 8, 9 und 10 sind die Geschwindigkeitsmuster der X-Antriebsachse 240, der Y-Antriebsachse 230 beziehungsweise der Z-Antriebsachse 250 (insbesondere der Bewegungsgeschwindigkeitsmuster des X-Schlittens 241, des Y-Schlittens 231 und der Z-Spindel 252) der Koordinatenmessmaschine 200.
• Beispielsweise ist 8 das Geschwindigkeitsmuster der X-Antriebsachse 240.
• Der X-Schlitten 241 wird bis zur Zeit ta (X) beschleunigt, um die obere Grenzgeschwindigkeit zu erreichen, auf die konstante Geschwindigkeit geändert und zur Zeit te (X) gestoppt.
• In den 8, 9 und 10 wird die Bezeichnungsregel für Indizes vereinheitlicht und auf eine überflüssige Beschreibung wird verzichtet.
• Es wird angemerkt, dass wenn ein Geschwindigkeitsmuster einen Bereich einer Bewegung mit konstanten Geschwindigkeit aufweist, wie in 8 (die X-Antriebsachse 240) und 9 (die Y-Antriebsachse 230) gezeigt, ein solcher Bewegungsmodus als Trapezmodus bezeichnet wird.
• Wenn alternativ ein Geschwindigkeitsmuster keinen Bereich konstanter Geschwindigkeit aufweist, da eine Verzögerung begonnen wird, bevor die obere Grenzgeschwindigkeit erreicht wird, wie in 10 (die Z-Antriebsachse 250) gezeigt, wird ein solcher Bewegungsmodus als ein Dreiecksmodus bezeichnet.
• Gleichermaßen sind die 11 und 12 Geschwindigkeitsmuster des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520 (genauer gesagt, die Drehwinkelgeschwindigkeiten des ersten Motors 512 und des zweiten Motors 522) beziehungsweise des Tastkopfes 500.
• Wie in den 8 bis 12 gezeigt wird dann, wenn das Geschwindigkeitsmuster für jede Antriebsachse berechnet wird, die Verarbeitung zum Synchronisieren aller Achsen durchgeführt.
• In ST112 identifiziert die Bewegungssteuerung 300 die Antriebsachse mit der längsten benötigten Zeit, indem te (X) mit te (A2) verglichen wird.
• Hierbei wird angenommen, dass die Bewegung in der X-Achsenrichtung die längste ist, was bedeutet, dass te (X) die längste ist. Dann wird der Parameter der Achse mit der längsten benötigten Zeit te als ein gemeinsamer Parameter (ST113) festgelegt.
• Als gemeinsame Parameter werden eine gemeinsame Bewegungszeit tec, ein gemeinsamer Bewegungsmodus, eine gemeinsame Beschleunigungszeit tac und eine gemeinsame Verzögerungszeit tdc bestimmt.
• Hierbei ist basierend auf dem Geschwindigkeitsmuster der X-Antriebsachse 240 die gemeinsame Bewegungszeit tec die Bewegungszeit te (X) in der X-Antriebsachse, der gemeinsame Bewegungsmodus ist der Trapezmodus, die gemeinsame Beschleunigungszeit tac ist ta (X) und die gemeinsame Verzögerungszeit tdc ist td (X).
• Als Nächstes wird in ST114 ein standardisiertes Geschwindigkeitsmuster für jede Antriebsachse berechnet.
• In dem Geschwindigkeitsmuster der X-Antriebsachse 240 mit der längsten benötigten Zeit werden ursprünglich die gemeinsamen Parameter verwendet und ein standardisiertes Geschwindigkeitsmuster für die X-Antriebsachse muss nicht berechnet werden (13).
• In dem Geschwindigkeitsmuster jeder Achse, außer der X-Antriebsachse, werden die Bewegungszeit te, der Bewegungsmodus, die Beschleunigungszeit ta und die Verzögerungszeit td auf die gemeinsamen Parameter eingestellt (14 bis 17).
• Beispielsweise ist der zweite Drehmechanismusteil 520 beispielhaft dargestellt (17).
• Der ursprüngliche Bewegungsmodus des zweiten Drehmechanismusteils 520 ist ein Dreiecksmodus, wobei jedoch der Dreiecksmodus auf einen Trapezmodus geändert wird. Dann wird die Beschleunigungszeit ta (A2) auf die gemeinsame Beschleunigungszeit tac eingestellt, die Verzögerungszeit td (A2) wird auf die gemeinsame Verzögerungszeit tdc eingestellt und die Bewegungszeit te (A2) wird auf die gemeinsame Bewegungszeit tec eingestellt.
• Der Bewegungsabstand (Drehwinkel) muss jedoch gleich bleiben, und die Größe der Beschleunigung wird so angepasst, dass der Bewegungsabstand (Drehwinkel) vor und nach der Standardisierung der gleiche ist.
• Auf diese Weise werden die Geschwindigkeitsmuster erhalten, in denen die fünf Achsen durch die gemeinsamen Parameter synchronisiert sind ( bis ).
• Nun werden die Geschwindigkeitsmuster generiert, in denen die fünf Achsen durch die gemeinsamen Parameter synchronisiert sind (7), die Verarbeitung kehrt zu 5 zurück, und es wird ein Interpolationspunkt berechnet, der in jeder Steuerungsperiode das Ziel ist (ST 120).
• Mit anderen Worten wird basierend auf der Annahme, dass eine Steuerungsperiode der Bewegungssteuerung 300 gleich Δt ist, der Zielpunkt in jeder Steuerungsperiode für jede Antriebsachse berechnet.
• Der Zielpunkt in jeder Steuerungsperiode wird als Interpolationspunkt bezeichnet.
• Der Quotient, der sich Dividieren der gemeinsamen Bewegungszeit tec durch eine Steuerungsperiode Δt ergibt, ist n. $$\text{n}=\left(\text{tec}/\mathrm{\Delta }\text{t}\right)$$

  
• Durch Dividieren der Zeiten der Geschwindigkeitsmuster der fünf Antriebsachsen in n gleiche Teile und sequentielles Hinzufügen eines Inkrements in jeder Steuerungsperiode Δt wird der Interpolationspunkt berechnet.
• 18 ist ein Diagramm, das schematisch zeigt, dass die Interpolationspunkte in der X-Antriebsachse sequentiell berechnet werden.
• Es wird angemerkt, dass in 18 der Verschiebungsbetrag ΔTwix in einer Steuerungsperiode Δt durch ((V_x(i-1) + V_xi) × Δt/2) berechnet wird, aber auch durch V_x(i-1) × Δt oder Vi × Δt berechnet werden kann. Wenn das Geschwindigkeitsmuster gekrümmt ist, kann alternativ der Verschiebungsbetrag ΔTwix durch eine feinere Berechnung (integriert) berechnet werden.
• Auf diese Weise wird für jede Antriebsachse der Interpolationspunkt berechnet.
  Hi (Twix, Twiy, Twiz, αi, βi)
• In ST120 wird der Interpolationspunkt Hi (Twix, Twiy, Twiz, αi, βi) berechnet, jedoch wird Twi (Twix, Twiy, Twiz) als Punkt auf dem Werkstück-Koordinatensystem gegeben.
• Damit die Koordinatenmessmaschine 200 die Antriebssteuerung durchführen kann, muss der Punkt auf dem Werkstück-Koordinatensystem in einen Befehl auf dem Maschinen-Koordinatensystem umgewandelt werden. Der Befehl wird als Koordinaten der Messspitze 503 auf dem Werkstück-Koordinatensystem ausgegeben. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Koordinaten auf dem Werkstück-Koordinatensystem in die Koordinaten des Drehzentrums Q_M des Tastkopfes 500 auf dem Maschinen-Koordinatensystem (ST130) umgerechnet.
• Es wird angemerkt, dass die Position des Drehzentrums Q des Tastkopfs 500 auf dem Maschinen-Koordinatensystem durch Q_M angezeigt wird.
• Die Position des Drehzentrums Q des Tastkopfs 500 auf dem Werkstück-Koordinatensystem wird durch Qw angezeigt. Außerdem wird die Position des Drehzentrum Q des Tastkopfs 500 auf dem Messtaster-Koordinatensystem durch Qp angezeigt.
• Der Umrechnungsausdruck wird beschrieben.
• Zunächst wird beschrieben, wie das Drehzentrum Qp in Bezug auf den ersten Drehwinkel α und den zweiten Drehwinkel β auf dem Messtaster-Koordinatensystem angegeben wird. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Koordinaten des Drehzentrums Q gleich Qp0 (Qpx0, Qpy0, Qpz0) sind, wenn der Ursprung des Messtaster-Koordinatensystems auf (den Mittelpunkt) der Messspitze 503 gelegt wird, und wenn der erste Drehwinkel α und der zweite Drehwinkel β jeweils gleich Null sind (siehe 19). Dann wird davon ausgegangen, dass die Koordinaten des Drehzentrums Q durch Qp (Qpx, Qpy, Qpz) angegeben werden, wenn der erste Drehwinkel α ist und der zweite Drehwinkel β ist (20).
• Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Drehzentrum Qp unter dem ersten Drehwinkel α und dem zweitem Drehwinkel β an der Position, an der Qp0 (Qpx0, Qpy0, Qpy0, Qpz0) um die erste Drehachse um α und um die zweite Drehachse um β gedreht wird (siehe zum Beispiel 20).
• $$\left(\begin{array}{c}{\text{Q}}_{\text{px}}\\ {\text{Q}}_{\text{py}}\\ {\text{Q}}_{\text{pz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\text{cos}\alpha & -\text{sin}\alpha & 0\\ \text{sin}\alpha & \text{cos}\alpha & 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \text{cos}\beta & \text{sin}\beta \\ 0& -\text{sin}\beta & \text{cos}\beta \end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{\text{Q}}_{\text{px}0}\\ {\text{Q}}_{\text{py}0}\\ {\text{Q}}_{\text{pz}0}\end{array}\right)$$

  
• Zum Beispiel wird angenommen, dass die Koordinaten Qp0 des Drehzentrums Q gleich (0, 0, L) sind, wenn der erste Drehwinkel α und der zweite Drehwinkel β jeweils gleich Null sind.
• Zu diesem Zeitpunkt sind die Koordinaten Qp (Qpx, Qpy, Qpz) des Drehzentrums Q bei einem beliebigen ersten Drehwinkel α und zweiten Drehwinkel β wie folgt:
• $$\begin{array}{c}\left(\begin{array}{c}{\text{Q}}_{\text{px}}\\ {\text{Q}}_{\text{py}}\\ {\text{Q}}_{\text{pz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\text{cos}\alpha & -\text{sin}\alpha & 0\\ \text{sin}\alpha & \text{cos}\alpha & 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \text{cos}\beta & \text{sin}\beta \\ 0& -\text{sin}\beta & \text{cos}\beta \end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\text{0}\\ \text{0}\\ \text{L}\end{array}\right)\\ =\left(\begin{array}{c}-\text{L}\cdot \text{sin}\alpha \cdot \text{sin}\beta \\ \text{L}\cdot \text{cos}\alpha \cdot \text{sin}\beta \\ \text{L}\cdot \text{cos}\beta \end{array}\right)\end{array}$$

  
• Der Interpolationspunkt Hi (Twix, Twiy, Twiz, αi, βi) wurde als der Zielpunkt in jeder Steuerungsperiode Δt berechnet.
• Das dem Steuerungsinterpolationspunkt Hi entsprechende Drehzentrum Qwi muss berechnet werden.
• Bezüglich des ersten Drehwinkels α und des zweiten Drehwinkels β, wurden αi und βi als die Interpolationspunkte in jeder Steuerungsperiode berechnet.
• Der Interpolationspunkt Qpi (Qpix, Qpiy, Qpiz) des Drehzentrums Qpi auf dem Messtaster-Koordinatensystem wird unter Verwendung des ersten Drehwinkels αi und des zweiten Drehwinkels βi zu diesem Zeitpunkt berechnet.
• $$\left(\begin{array}{c}{\text{Q}}_{\text{pix}}\\ {\text{Q}}_{\text{piy}}\\ {\text{Q}}_{\text{piz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\text{cos}\alpha \text{i}& -\text{sin}\alpha \text{i}& 0\\ \text{sin}\alpha i& \text{cos}\alpha \text{i}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \text{cos}\beta \text{i}& \text{sin}\beta \text{i}\\ 0& -\text{sin}\beta \text{i}& \text{cos}\beta \text{i}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{\text{Q}}_{\text{px}0}\\ {\text{Q}}_{\text{py}0}\\ {\text{Q}}_{\text{pz}0}\end{array}\right)$$

  
• Da sich die Koordinaten des obigen Drehzentrums Qpi (Qpix, Qpiy, Qpiz) auf dem Messtaster-Koordinatensystem befinden (in dem die Messspitze 503 als Ursprung gesetzt ist), werden die Koordinaten in diejenigen des Werkstückkoordinatensystems umgerechnet.
• Die Koordinaten des Drehzentrums Qwi (Qwix, Qwiy, Qwiz) auf dem Werkstück-Koordinatensystem lauten wie folgt (siehe 21).
• Es ist anzumerken, dass davon ausgegangen wird, dass nur der Ursprung des Messtaster-Koordinatensystems von dem des Werkstück-Koordinatensystems abweicht und dass die jeweiligen X-, Y- und Z-Achsen auf den beiden Koordinatensystemen parallel sind. Wenn die Richtungen der Achsen des Messtaster-Koordinatensystems von denen auf dem Werkstück-Koordinatensystem abweichen, sind zudem Drehelemente erforderlich.
• $$\text{Qwi}=\text{Twi}+\text{Qpi}$$

  

  (Qwi, Twi und Qpi sind Vektoren)
• Die Elemente werden explizit wie folgt ausgedrückt:
• $$\left(\begin{array}{c}{\text{Q}}_{\text{wix}}\\ {\text{Q}}_{\text{wiy}}\\ {\text{Q}}_{\text{wiz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\text{T}}_{\text{wix}}\\ {\text{T}}_{\text{wiy}}\\ {\text{T}}_{\text{wiz}}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}{\text{Q}}_{\text{pix}}\\ {\text{Q}}_{\text{piy}}\\ {\text{Q}}_{\text{piz}}\end{array}\right)$$

  
• Auf diese Weise wird das Drehzentrum Qwi auf dem Werkstück-Koordinatensystem berechnet und in das Maschinen-Koordinatensystem umgerechnet (siehe 22). Die Umrechnung vom Werkstück-Koordinatensystem in das Maschinen-Koordinatensystem wird durch die affine Abbildung ^Mf_W ausgedrückt.
• $${\text{Q}}_{\text{Mi}}={}^{\text{M}}\text{f}\text{w}·\text{Qwi}$$

  

  (Q_Mi und Qwi sind Vektoren)
• Die Umrechnung ^Mf_W vom Werkstück-Koordinatensystem in das Maschinen-Koordinatensystem ist die Kombination aus Drehung und Translation und kann wie folgt basierend der Annahme ausgedrückt werden, dass die Abweichung zwischen den Ursprungspunkten der Vektor Ow ist und die Drehmatrix ^MC_W ist: $${\text{Q}}_{\text{Mi}}=\left[{}^{\text{M}}\text{C}\text{w}\right]\text{Qwi}+\text{Ow}$$

  
• Auf diese Weise wird ein Steuerungsinterpolationspunkt Q_Mi auf dem Maschinen-Koordinatensystem berechnet.
• Der berechnete Steuerungsinterpolationspunkt Q_Mi wird in einem Speicher (nicht gezeigt) registriert (ST140), und eine Positioniersteuerung wird sequentiell zu dem im Speicher gespeicherten Steuerungsinterpolationspunkt Q_Mi durchgeführt(ST150). Die Differenz zwischen der aktuellen Position und der Zielposition wird für jede Antriebsachse berechnet, und der Motor jeder Achse wird mit einem Ansteuerimpuls entsprechend der Differenz angesteuert.
• Wenn die Steuerung durchgeführt wird, soll die Bewegungsortskurve der Messspitze 503 eine Gerade sein.
• Die Bedeutung der Berechnung wird kurz besprochen.
• Wenn der Tastkopf 500 von der aktuellen Position Hs (Twsx, Twsy, Twsz, αs, βs) zur Zielposition He (Twex, Twey, Twey, Twez, αe, βe) verschoben wird, zeigt die Positionsinformation die Verschiebung von der aktuellen Position Tws (Twsx, Twsy, Twsz) zur Zielposition Twe (Twex, Twey, Twey, Twez) (siehe 6).
• Damit der Tastkopf 500 von der aktuellen Position Tws (Twsx, Twsy, Twsz) zur Zielposition Twe (Twex, Twey, Twey, Twez) verschoben werden kann, werden die X-Achse 240, die Y-Achse 230 und die Z-Achse 250 der Koordinatenmessmaschine 200 angetrieben.
• Um zu diesem Zeitpunkt das Geschwindigkeitsmuster zu erzeugen (ST110), werden die gemeinsamen Parameter in ST113 bestimmt, und das standardisierte Geschwindigkeitsmuster unter Verwendung der allgemeinen Parameter wird in ST114 in der vorliegenden Ausführungsform erhalten.
• Damit, zum Vergleich, der Bewegungsort der Messspitze 503 einfach nur eine Gerade ist, müssen die Geschwindigkeitsmuster der X-Antriebsachse 240, der Y-Antriebsachse 230 und der Z-Antriebsachse 250 durch die gemeinsamen Parameter standardisiert werden, aber die Geschwindigkeitsmuster des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520 müssen nicht standardisiert werden.
• Der Vorteil der Standardisierung einschließlich der Geschwindigkeitsmuster des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520 soll später beschrieben werden.
• Durch das standardisierte Geschwindigkeitsmuster werden die X-Antriebsachse 240, die Y-Antriebsachse 230 und die Z-Antriebsachse 250 gleichzeitig in Bewegung gesetzt, über dieselbe Zeit hinweg beschleunigt und verzögert, und gleichzeitig an der Zielposition gestoppt.
• Wenn auf diese Weise die Bewegungen der synchronisierten drei Achsen kombiniert werden, wird der von der aktuellen Position Tws (Twsx, Twsy, Twsz) zur Zielposition Twe (Twex, Twey, Twez) führende geradlinige Weg erzeugt (siehe 6).
• Basierend auf der Annahme, dass eine Steuerungsperiode der Bewegungssteuerung 300 Δt ist, wird dann für jede Antriebsachse der Interpolationspunkt in jeder Steuerungsperiode berechnet.
  Hi (Twix, Twiy, Twiz, αi, βi)
• Hierbei ist die Ortskurve von Ti (Twix, Twiy, Twiz) eine Gerade. Dann werden der erste Drehwinkel αi und der zweite Drehwinkel βi in der i-ten Steuerungsperiode als (αi, βi) angegeben. Zu diesem Zeitpunkt werden der erste Drehwinkel αi und der zweite Drehwinkel βi berücksichtigt und die Koordinaten Ti der Messspitze 503 werden in die Koordinaten Qi des Drehzentrums des Tastkopfes 500 umgerechnet. Durch Festlegen des auf diese Weise berechneten Steuerungsinterpolationspunkts Q_Mi (Q_Mix, Q_Miy, Q_Miz, α_i, β_i) als den Positionierungszielpunkt, soll die Ortskurve der Messspitze 503, wenn die Bewegungen der fünf Achsen kombiniert werden, natürlich eine Gerade sein.
• (Die Ortskurve des Drehzentrums Q des Tastkopfes 500 ist keine Gerade, sondern kann eine Kurve sein.)
• Da, wie oben beschrieben, gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Verfahrweg der Messspitze 503 vereinfacht (genauer gesagt, eine Gerade) und vorausberechenbar ist, ist es auf einfache Weise möglich, ein Messteilprogramm (ein Messsteuerungsprogramm mit Messpunkt und Messweg eines Werkstücks) zu erstellen. Des Weiteren ist es möglich, unbeabsichtigte Überschneidungen der Messspitze 503 (oder des Taststifts 502) mit einem Werkstück zu vermeiden.
• (Abgeändertes Beispiel 1)
• Der Bewegungsmechanismus 220 der Koordinatenmessmaschine 200 kann ursprünglich gesteuert werden, solange die drei Achsen synchronisiert sind.
• In diesem Fall wird das Geschwindigkeitsmuster des Bewegungsmechanismus 220 der Koordinatenmessmaschine 200 als Geschwindigkeitsmuster der kombinierten Geschwindigkeit Vsyn erhalten, in dem die Geschwindigkeiten der X-Antriebsachse 240, der Y-Antriebsachse 230 und der Z-Antriebsachse 250 ursprünglich kombiniert sind.
• In diesem Fall ist die Verarbeitung (ST112 bis ST 114) zum Standardisieren der Geschwindigkeitsmuster der X-Antriebsachse 240, der Y-Antriebsachse 230 und der Z-Antriebsachse 250 nicht erforderlich, aber das Geschwindigkeitsmuster des Bewegungsmechanismus 220 muss auf die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung aufgeteilt werden, um den Steuerungsinterpolationspunkt zu berechnen.
• Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Verschiebung ΔTsyni in einer Steuerungsperiode Δt gleich ((Vsyn(i-1) + Vsyni)/2) × Δt ist.
• Weiterhin wird davon ausgegangen, dass der Richtungskosinus der geradlinigen Bewegung, die von der aktuellen Position Tws (Twsx, Twsy, Twsz) zur Zielposition Twe (Twex, Twey, Twey, Twez) führt, (I, J, K) ist.
• Zu diesem Zeitpunkt wird der folgende Ausdruck erfüllt: ΔTwxi = I·ΔTsyni, ΔTwyi = J·ΔTwyi, ΔTwzi = K·ΔTsyni.
• Dementsprechend sind die Steuerungsinterpolationspunkte Twix, Twiy, Twiz wie folgt:
• $${\text{T}}_{\text{wix}}={\text{T}}_{\text{w}\left(\text{i}-1\right)\text{x}}+\mathrm{\Delta }{\text{T}}_{\text{wix}}={\text{T}}_{\text{w}\left(\text{i}-1\right)\text{x}}+\text{I}·\mathrm{\Delta }\text{Tsyni}$$

  

  $${\text{T}}_{\text{wiy}}={\text{T}}_{\text{w}\left(\text{i}-1\right)\text{y}}+\mathrm{\Delta }{\text{T}}_{\text{wiy}}={\text{T}}_{\text{w}\left(\text{i}-1\right)\text{y}}+\text{J}·\mathrm{\Delta }\text{Tsyni}$$

  

  $${\text{T}}_{\text{wiz}}={\text{T}}_{\text{w}\left(\text{i}-1\right)\text{z}}+\mathrm{\Delta }{\text{T}}_{\text{wiz}}={\text{T}}_{\text{w}\left(\text{i}-1\right)\text{z}}+\text{K}·\mathrm{\Delta }\text{Tsyni}$$

  
• (Abgeändertes Beispiel 2)
• In der obigen Ausführungsform wird der Befehl, der als Koordinatenwerte der Messspitze 503 ausgegeben wird, in die Koordinatenwerte des Drehzentrums Q des Tastkopfes 500 umgerechnet und das Drehzentrum Q wird als Steuerungszielpunkt festgelegt.
• Andererseits wird das Geschwindigkeitsmuster (ST111) aus der Bewegung der Messspitze 503 berechnet. Somit könnte die Geschwindigkeit des Drehzentrums Q nach der Umrechnungsverarbeitung nicht innerhalb der Maximalgeschwindigkeit liegen und die Geschwindigkeit des Drehzentrums Q kann die Maximalgeschwindigkeit überschreiten. In diesem Fall muss unter Berücksichtigung der maximalen Geschwindigkeit des Drehzentrums Q die Verfahrgeschwindigkeit der Messspitze 503 durch Rückwärtsrechnung korrigiert werden.
• Zum Beispiel ist ein Teil oder die gesamte Bewegungsbahn des Drehzentrums Q eine gekrümmte Bewegungsbahn, und die Beschleunigung (Fliehkraft) kann den Beschleunigungswiderstand der Koordinatenmessmaschine 200 überschreiten. Daher wird der Krümmungsradius r an jedem Teil der Bewegungsbahn (Kurve) berechnet und die Beschleunigung des Drehzentrums des Tastkopfs 500 wird aus jedem Krümmungsradius r und der Geschwindigkeit V zu diesem Zeitpunkt berechnet. Überschreitet der Beschleunigung den Beschleunigungswiderstand der Koordinatenmessmaschine 200, dann muss das Geschwindigkeitsmuster der Messspitze 503 neu berechnet werden, sodass die maximale Geschwindigkeit V_Qmax auf V_Qmax ≤√ (a□r) beschränkt wird.
• Hier wird noch einmal der Grund dafür beschrieben, dass die Geschwindigkeitsmuster nicht nur der X-, Y- und Z-Antriebsachsen 230 bis 250, sondern auch des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520 standardisiert werden müssen.
• Soll die Bewegungsortskurve der Messspitze 503 einfach nur eine Gerade sein, müssen die drei Achsen der X-Achse 240, der Y-Achse 230 und der Z-Achse 250 nur synchronisiert werden. Wenn jedoch der erste Drehmechanismusteil 510 und der zweite Drehmechanismusteil 520 nicht mit den drei Achsen (X-Achse 240, Y-Achse 230, Z-Achse 250) synchronisiert werden, erhöht sich die Möglichkeit, dass die Krümmung der Bewegungsbahn des Drehzentrums Q vergrößert wird.
• Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass die Geschwindigkeitsmuster des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520 nicht synchronisiert werden und die Muster verbleiben, wie in den 11 und 12 gezeigt.
• Dann wird erwartet, dass die Bewegungsbahn des Drehzentrums Q beispielsweise die gekrümmte Bewegungsbahn CP1 durchläuft und sich dann in der Geraden LP1 bewegt, wie in 23 gezeigt.
• Da die Koordinatenumrechnung die Drehungen des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520 umfasst, soll zunächst die Bewegungsbahn des Drehzentrums Q die Kurve CP1 sein. Dann, wenn der erste Drehmechanismusteil 510 und der zweite Drehmechanismusteil 520 gestoppt werden, werden nur die X-Antriebsachse 240, die Y-Antriebsachse 230 und die Z-Antriebsachse 250 angetrieben, die Drehung wird nicht eingebracht, und die Bewegungsbahn des Drehzentrums Q soll die einfache Gerade LP1 sein.
• Bei einer Bewegungsbahn mit großer Krümmung oder einem plötzlichen Richtungswechsel der Bewegungsbahn des Drehzentrums Q kann die Beschleunigung des Drehzentrums Q den Beschleunigungswiderstand der Koordinatenmessmaschine 200 überschreiten.
• Wie in der obigen Ausführungsform soll im Gegensatz dazu, solange alle fünf Achsen synchronisiert sind, die Ortskurve des Drehzentrums Q insgesamt eine sanfte Kurve sein (siehe 21 oder 22), und die Möglichkeit, dass die Beschleunigung des Drehzentrums Q den Beschleunigungswiderstand der Koordinatenmessmaschine 200 überschreitet, wird reduziert. Unter Berücksichtigung nicht nur einer einfachen mathematischen Lösung, aber auch der Antriebsleistung der aktuellen Koordinatenmessmaschine 200 (zum Beispiel Beschleunigungswiderstandsleistung), ist es daher vorzuziehen, dass alle fünf Achsen so gesteuert werden, dass sie synchron sind.
• Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt ist und modifiziert werden kann, ohne vom Schutzbereich abzuweichen.
• Im obigen Beispiel wurde der Fall, in dem die Bewegungsortskurve der Messspitze 503 eine Gerade sein soll, beispielhaft dargestellt.
• Außerdem kann es einen Fall geben, in dem die Position der Messspitze 503 nicht verändert wird, sondern nur die Haltung des Tastkopfs 500 verändert werden soll, wie zum Beispiel in 24 gezeigt.
• Wenn einfach die herkömmliche Technik angewendet wird, kehrt die Messspitze 503 am Ende an die gleiche Stelle zurück, wobei jedoch zu erwarten ist, dass die Messspitze 503 (der Taststift 502) entsprechend der Drehung des ersten Drehmechanismusteils 510 und des zweiten Drehmechanismusteils 520 in der Mitte des Wegs erheblich ausgeschwenkt wird.
• Seither denkt Bediener weder daran, die Messspitze 503 zu bewegen, noch erwartet er, dass sich die Messspitze 503 (der Taststift 502) störend mit dem Werkstück überschneidet. In der Praxis wird jedoch die Messspitze 503 (der Taststift 502) erheblich bewegt, und die Messspitze 503 (oder der Taststift 502) kann sich mit dem Werkstück störend überschneiden.
• Wenn im Gegensatz dazu die vorliegende Erfindung angewendet wird, ist es möglich, die Haltung des Tastkopfes 500 zu verändern, ohne die Messspitze 503 zu bewegen. Somit ist es möglich, unbeabsichtigte störende Überschneidungen der Messspitze 503 (oder des Taststiftes 502) mit dem Werkstück zu vermeiden.
• Das Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Befehl, der als Koordinatenwerte einer Messspitze ausgegeben wird, durch den Umrechnungsausdruck unter Berücksichtigung des ersten Drehwinkels αi und des zweiten Drehwinkels βi in die Koordinaten des Drehzentrums Q umgerechnet wird und die Koordinaten des Drehzentrums Q als Steuerungsinterpolationspunkt Qi festgelegt werden.
• So kann der Bediener beispielsweise die Bewegungsortskurve der Messspitze nicht nur als eine Gerade, sondern, falls nötig, auch als eine beliebige Bogen- oder Polygonkurve festlegen. Solange der Steuerungsinterpolationspunkt Qi durch den Umrechnungsausdruck unter Berücksichtigung des ersten Drehwinkels αi und des zweiten Drehwinkels βi berechnet wird und die X-, Y- und Z-Antriebsachsen auf den Steuerungsinterpolationspunkt Qi als das Positionierungsziel verfahren werden, ist es möglich, dass die Bewegungsortskurve der Messspitze durch die vom Bediener beabsichtigte Ortskurve verläuft.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2017014609 [0001]
• JP 2873404 B [0005]
• JP 2014048095 [0089]

Claims (8)

1. Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, wobei das Gerät umfasst: einen Tastkopf, der einen Taststift mit einer Messspitze an einer Spitze, eine erste Antriebsachse, die um eine erste Drehachse dreht, und eine zweite Antriebsachse, die um eine zu der ersten Drehachse senkrechte zweite Drehachse dreht, umfasst, wobei der Tastkopf eine Haltung des Taststifts durch eine Drehbewegung der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse ändert; eine Koordinatenmessmaschine, die drei Translationsachsen einer dritten Antriebsachse, einer vierten Antriebsachse und einer fünften Antriebsachse, die senkrecht zueinander stehen, umfasst, wobei die Koordinatenmessmaschine eine Position des Tastkopfes dreidimensional verschiebt; wobei eine Position der Messspitze durch Koordinatenwerte (T3, T4, T5) der dritten bis fünften Antriebsachse angegeben wird, und eine Haltung des Tastkopfs durch einen ersten Drehwinkel α der ersten Antriebsachse und einen zweiten Drehwinkel β der zweiten Antriebsachse angegeben wird, wobei das Verfahren umfasst: Berechnen, für jede der ersten bis fünften Antriebsachse, eines Interpolationspunkts in jeder Steuerungsperiode in einem Verfahrweg ab einer aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu einer Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe); Festlegen eines Schnittpunktes zwischen der ersten Drehachse und der zweiten Drehachse als ein Drehzentrum Q, und von Koordinatenwerten des Drehzentrums Q, in die Koordinatenwerte des Interpolationspunkts der Messspitze durch einen vorbestimmten Umwandlungsausdruck unter Berücksichtigung von Werten des Interpolationspunktes (αi, βi) der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse als Steuerungsinterpolationspunkt Qi umgerechnet werden; und Steuern von Positionen der dritten bis fünften Antriebsachse zum Steuerungsinterpolationspunkt Qi in jeder Steuerungsperiode und von Positionen der ersten und zweiten Antriebsachse zum Interpolationspunkt (αi, βi) der ersten und zweiten Antriebsachse.
2. Verfahren zum Steuern des Formmessgeräts nach Anspruch 1, ferner umfassend: Erzeugen von Geschwindigkeitsmustern der ersten bis fünften Achse, jeweils ab der aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu der Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe); und Erzeugen von standardisierten Geschwindigkeitsmustern der dritten bis fünften Antriebsachse derart, dass die für die dritte bis fünfte Antriebsachse erzeugten Geschwindigkeitsmuster zu einer gemeinsamen Beschleunigungs-/Verzögerungszeit und in einer gemeinsamen benötigten Zeit synchronisiert werden.
3. Verfahren zum Steuern des Formmessgeräts nach Anspruch 1, ferner umfassend: Erzeugen von Geschwindigkeitsmustern der ersten bis fünften Achse, jeweils ab der aktuellen Position (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu der Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe); und Erzeugen von standardisierten Geschwindigkeitsmustern der ersten bis fünften Antriebsachse derart, dass die für die erste bis fünfte Antriebsachse erzeugten Geschwindigkeitsmuster zu einer gemeinsamen Beschleunigungs-/Verzögerungszeit und in einer gemeinsamen benötigten Zeit synchronisiert werden.
4. Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, wobei das Gerät umfasst: einen Tastkopf, der einen Taststift mit einer Messspitze an einer Spitze, eine erste Antriebsachse, die um eine erste Drehachse dreht und eine zweite Antriebsachse, die um eine zu der ersten Drehachse senkrechte zweite Drehachse dreht, umfasst, wobei der Tastkopf eine Haltung des Taststifts durch eine Drehbewegung der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse ändert; eine Koordinatenmessmaschine, die drei Translationsachsen einer dritten Antriebsachse, einer vierten Antriebsachse und einer fünften Antriebsachse, die senkrecht zueinander stehen, umfasst, wobei die Koordinatenmessmaschine eine Position des Tastkopfes dreidimensional verschiebt; wobei eine Position der Messspitze durch Koordinatenwerte (T3, T4, T5) der dritten bis fünften Antriebsachse angegeben wird, und eine Haltung des Tastkopfs durch einen ersten Drehwinkel α der ersten Antriebsachse und einen zweiten Drehwinkel β der zweiten Antriebsachse angegeben wird, wobei das Verfahren umfasst: Steuern einer Bewegungsortskurve der Messspitze derart, dass sie in einem Verfahrweg ab einer aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu einer Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe) eine Gerade ist.
5. Verfahren zum Steuern eines Formmessgeräts, wobei das Gerät umfasst: einen Tastkopf, der einen Taststift mit einer Messspitze an einer Spitze, eine erste Antriebsachse, die um eine erste Drehachse dreht, und eine zweite Antriebsachse, die um eine zu der ersten Drehachse senkrechte zweite Drehachse dreht, umfasst, wobei der Tastkopf eine Haltung des Taststifts durch eine Drehbewegung der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse ändert; eine Koordinatenmessmaschine, die drei Translationsachsen einer dritten Antriebsachse, einer vierten Antriebsachse und einer fünften Antriebsachse, die senkrecht zueinander stehen, umfasst, wobei die Koordinatenmessmaschine eine Position des Tastkopfes dreidimensional verschiebt; wobei eine Position der Messspitze durch Koordinatenwerte (T3, T4, T5) der dritten bis fünften Antriebsachse angegeben wird, und eine Haltung des Tastkopfs durch einen ersten Drehwinkel α der ersten Antriebsachse und einen zweiten Drehwinkel β der zweiten Antriebsachse angegeben wird, wobei das Verfahren umfasst: Festlegen, durch einen Bediener, eines Verfahrwegs ab einer aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu einer Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe); Berechnen, für jede der ersten bis fünften Antriebsachse, eines Interpolationspunkts in jeder Steuerungsperiode in einem Verfahrweg ab einer aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zu einer Zielposition He (Te3, Te4, Te5, αe, βe); Festlegen eines Schnittpunkts zwischen der ersten Drehachse und der zweiten Drehachse als ein Drehzentrum Q, und von Koordinatenwerten des Drehzentrums Q, in die Koordinatenwerte des Interpolationspunktes der Messspitze durch einen vorbestimmten Umwandlungsausdruck unter Berücksichtigung von Werten des Interpolationspunkts (αi, βi) der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse als Steuerungsinterpolationspunkt Qi umgerechnet werden; und Steuern von Positionen der dritten bis fünften Antriebsachse zum Steuerungsinterpolationspunkt Qi in jeder Steuerungsperiode und von Positionen der ersten und zweiten Antriebsachse zum Interpolationspunkt (αi, βi) der ersten und zweiten Antriebsachse.
6. Verfahren zum Steuern des Formmessgeräts nach Anspruch 5, wobei der Verfahrweg ab der aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zur Zielposition He (Te3, Te4, Te5, Te5, αe, βe) als ein im Wesentlichen geradliniger Verfahrweg festgelegt wird.
7. Verfahren zum Steuern des Formmessgeräts nach Anspruch 5, wobei der Verfahrweg ab der aktuellen Position Hs (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zur Zielposition He (Te3, Te4, Te5, Te5, αe, βe) als ein im Wesentlichen polygonzugartiger Verfahrweg festgelegt wird.
8. Verfahren zum Steuern des Formmessgeräts nach Anspruch 5, wobei der Verfahrweg ab der aktuellen Position Ha (Ts3, Ts4, Ts5, αs, βs) bis zur Zielposition He (Te3, Te4, Te5, Te5, αe, βe) als ein im Wesentlichen bogenförmiger Verfahrweg festgelegt wird.

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