DE102019004376A1

DE102019004376A1 - Messapparat und Messverfahren

Info

Publication number: DE102019004376A1
Application number: DE102019004376.6A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kawabata; Kazuhiko Hidaka
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2019-12-24
Also published as: US11092422B2; JP7072990B2; CN110631448A; JP2019219359A; CN110631448B; US20190390947A1

Abstract

Ein Messapparat und ein Messverfahren, welche zu einem Messen einer Oberfläche eines Gegenstands mit einer hohen Genauigkeit und in einer kurzen Zeit fähig sind, werden zur Verfügung gestellt. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messapparat für ein Messen einer Position einer Oberfläche eines Gegenstands in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung orthogonal auf die erste Richtung. Der Messapparat beinhaltet einen bewegbaren Körper, welcher einen Montageabschnitt aufweist, auf welchem der Gegenstand montiert ist, und eine erste und zweite Oberfläche nicht koplanar miteinander, einen ersten Skalenabschnitt, welcher vorgesehen ist, um die erste Oberfläche zu pressen und eine erste Skalenposition entlang einer ersten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung der ersten Oberfläche zu messen, einen zweiten Skalenabschnitt, welcher vorgesehen ist, um die zweite Oberfläche zu pressen und eine zweite Skalenposition entlang einer zweiten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung der zweiten Oberfläche zu messen, einen ersten Fühler, welcher einen Bezugspunkt einer Positionsmessung auf einer Fühlerachse parallel zu der zweiten Richtung und an einem Schnittpunkt der ersten Skalenachse und der zweiten Skalenachse festgelegt aufweist, und einen zweiten Fühler, welcher eine Position entlang der Fühlerachse misst.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Messapparat und ein Messverfahren, und genauer auf einen Messapparat und ein Messverfahren, welche zu einem Messen einer Position einer Oberfläche eines Gegenstands bzw. Objekts mit einer hohen Genauigkeit und in einer kurzen Zeit fähig sind.
Stand der Technik
Ein Messapparat für ein Messen einer Oberflächenform bzw. -gestalt eines Gegenstands erhält beispielsweise dreidimensionale Koordinatendaten eines Messpunkts durch ein Kontaktieren einer Stiftkugel, welche an einer Spitze eines Fühlers bzw. Tastkopfs vorgesehen ist, mit dem Messpunkt. Beispielsweise offenbart das Europäische Patent Nr. 2244052 einen Messapparat gemäß dem Abbe'schen Prinzip. Das Abbe'sche Prinzip bedeutet, dass der gemessene Gegenstand und Standardskalen in der Messrichtung ausgerichtet sind bzw. werden. Gemäß diesem Prinzip kann eine Messgenauigkeit erhöht bzw. gesteigert werden.
Weiters ist ein Messapparat, welcher zu einem Durchführen einer Messung auf jeder einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche eines Gegenstands fähig ist, im Japanischen Patent Nr. 4260180 und Japanischen Patent Nr. 3486546 geoffenbart. In diesem Messapparat sind bzw. werden zwei Messfühler angeordnet, um zueinander über den Messgegenstand gerichtet zu sein. Mit bzw. bei einer derartigen Konfiguration können die obere und untere Oberfläche des Gegenstands in einer kurzen Zeit ohne ein Wenden des Gegenstands gemessen werden.
Das Japanische Patent Nr. 3827493 , Japanische Patent Nr. 4584029 und Japanische Patent Nr. 4986530 offenbaren einen Messapparat für ein Durchführen einer Kalibrierung hoher Genauigkeit durch ein Messen von drei Referenz- bzw. Bezugskugeln.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, WELCHE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
Wenn die Form bzw. Gestalt (Koordinaten) der Oberfläche des Gegenstands erhalten wird, kann ein hoch genaues Messresultat durch eine Messung gemäß dem Abbe'sehen Prinzip erhalten werden. Andererseits ist eine ausreichende Messzeit erforderlich, um eine hoch genaue Messung an mehreren Punkten auf der Oberfläche des Gegenstands durchzuführen. In dem Messapparat sind die Messgenauigkeit und die kurze Messzeit auch wichtige Faktoren.
Es ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Messapparat und ein Messverfahren zur Verfügung zu stellen, welche zu einem Messen einer Oberfläche eines Gegenstands bzw. Objekts mit einer hohen Genauigkeit und in einer kurzen Zeit fähig sind.
MITTEL FÜR EIN LÖSEN DER PROBLEME
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messapparat für ein Messen einer Position einer Oberfläche eines Objekts bzw. Gegenstands in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung orthogonal auf die erste Richtung. Der Messapparat beinhaltet einen bewegbaren Körper, welcher einen Montageabschnitt aufweist, auf welchem ein Gegenstand montiert bzw. angeordnet ist, und eine erste und zweite Oberfläche nicht koplanar miteinander, einen ersten Skalenabschnitt, welcher vorgesehen ist, um die erste Oberfläche zu pressen bzw. zu drücken und eine erste Skalenposition entlang einer ersten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung der ersten Oberfläche zu messen, einen zweiten Skalenabschnitt, welcher vorgesehen ist, um die zweite Oberfläche zu pressen und eine zweite Skalenposition entlang einer zweiten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung der zweiten Oberfläche zu messen, einen ersten Fühler bzw. Tastkopf, welcher einen Referenz- bzw. Bezugspunkt einer Positionsmessung auf einer Fühlerachse parallel zu der zweiten Richtung und an einem Kreuzungs- bzw. Schnittpunkt der ersten Skalenachse und der zweiten Skalenachse eingestellt aufweist, und einen zweiten Fühler, welcher eine Position entlang der Fühlerachse misst.
In dem Messapparat ist bzw. wird der bewegbare Körper in der ersten Richtung und der zweiten Richtung durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt und den zweiten Skalenabschnitt bewegt, sind bzw. werden die Koordinatenwerte in der ersten Richtung und der zweiten Richtung des ersten Messpunkts basierend auf der ersten Skalenposition und der zweiten Skalenposition erhalten, wenn der Bezugspunkt mit dem ersten Messpunkt auf der Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands ausgerichtet ist, und ist bzw. wird die Position des zweiten Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands entlang der Fühlerachse durch den zweiten Fühler gemessen, und sind bzw. werden die Koordinatenwerte in der ersten Richtung und der zweiten Richtung des zweiten Messpunkts basierend auf dem Resultat der Messung durch den zweiten Fühler erhalten.
Gemäß einer derartigen Konfiguration kann die Position der Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands durch den ersten Fühler gemessen werden und es kann die Position der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands durch den zweiten Fühler bzw. Tastkopf gemessen werden. Zu dieser Zeit ist es, da der Referenz- bzw. Bezugspunkt der Positionsmessung des ersten Fühlers an dem Schnittpunkt der ersten Skalenachse und der zweiten Skalenachse eingestellt bzw. festgelegt ist, möglich, die Positionsmessung mit einer hohen Genauigkeit durch den Bezugspunkt des ersten Fühlers gemäß dem Abbe'sehen Prinzip durchzuführen. Zusätzlich ist es, da die Position entlang der Fühlerachse durch den zweiten Fühler gemessen wird, möglich, eine hoch genaue Positionsmessung unter Bezugnahme auf den Bezugspunkt des ersten Fühlers durchzuführen. D.h., für eine Positionsmessung hoher Genauigkeit gemäß dem Abbe'schen Prinzip können sowohl die eine Seite als auch die andere Seite des Gegenstands in einer kurzen Zeit durch den ersten Fühler und den zweiten Fühler gemessen werden.
In dem Messapparat kann ein Durchtrittsloch in dem Montageabschnitt des bewegbaren Körpers vorgesehen sein und es kann der zweite Fühler vorgesehen sein, um die Position der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands durch das Durchtrittsloch zu messen. Derart kann die Position der Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands durch den ersten Fühler in einem Zustand gemessen werden, wo der Gegenstand an bzw. auf dem Montageabschnitt montiert ist, und es kann die Position der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands durch den zweiten Fühler durch das Durchtrittsloch ohne ein neuerliches Anordnen bzw. Ersetzen des Gegenstands gemessen werden.
Zusätzlich kann der bewegbare Körper weiters eine dritte Oberfläche nicht-parallel zu der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche beinhalten und es kann der Messapparat einen dritten Skalenabschnitt beinhalten, welcher vorgesehen ist, um die dritte Oberfläche zu pressen, und für ein Messen einer dritten Skalenposition, welche eine Position entlang einer dritten Skalenachse parallel zu der normalen Richtung der dritten Oberfläche ist, mit der Richtung orthogonal auf die erste Richtung und die zweite Richtung als der dritten Richtung.
In diesem Messapparat wird der Bezugspunkt des ersten Fühlers an dem Schnittpunkt der ersten Skalenachse, der zweiten Skalenachse und der dritten Skalenachse eingestellt bzw. festgelegt. Dann ist bzw. wird der bewegbare Körper in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt, den zweiten Skalenabschnitt und den dritten Skalenabschnitt bewegt und es können die Koordinatenwerte in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung des ersten Messpunkts basierend auf der ersten Skalenposition, der zweiten Skalenposition und der dritten Skalenposition erhalten werden, wenn der Bezugspunkt mit dem ersten Messpunkt ausgerichtet ist, und es können die Koordinatenwerte in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung des zweiten Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands basierend auf dem Resultat der Messung durch den zweiten Fühler erhalten werden.
In dem Messapparat kann der zweite Fühler bewegbar entlang der Fühlerachse vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt sein. Mit bzw. bei einer derartigen Konfiguration kann der Koordinatenwert durch ein Ausrichten des zweiten Fühlers mit dem Messpunkt des Gegenstands mit der Position des ersten Fühlers als eine Referenz erhalten werden.
Der Messapparat kann weiters einen fixierenden Rahmen für ein Fixieren des ersten Fühlers und einen bewegbaren Rahmen beinhalten, welcher bewegbar entlang der Fühlerachse relativ zu dem fixierten Rahmen vorgesehen ist. In diesem Messapparat ist bzw. wird der zweite Fühler an dem bewegbaren Rahmen festgelegt und ist vorgesehen, um auf der Fühlerachse gemeinsam mit dem bewegbaren Rahmen bewegbar zu sein. Mit einer derartigen Konfiguration ist bzw. wird der bewegbare Rahmen stabil durch den fixierten Rahmen abgestützt, an welchem der erste Fühler fixiert ist, und es wird die Genauigkeit einer Positionsmessung durch den zweiten Fühler verbessert.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messverfahren für ein Messen einer Position einer Oberfläche eines Gegenstands bzw. Objekts in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung orthogonal auf die erste Richtung. Das Messverfahren verwendet einen Messapparat, umfassend: einen bewegbaren Körper, welcher einen Montageabschnitt für ein Montieren des Gegenstands, und eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, welche nicht koplanar miteinander sind; einen ersten Skalenabschnitt, welcher vorgesehen ist, um die erste Oberfläche zu pressen und eine erste Skalenposition entlang einer ersten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung auf die erste Oberfläche zu messen; einen zweiten Skalenabschnitt, welcher vorgesehen ist, um die zweite Oberfläche zu pressen und eine zweite Skalenposition entlang einer zweiten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung der zweiten Oberfläche zu messen; einen ersten Fühler, welcher einen Referenz- bzw. Bezugspunkt einer Positionsmessung auf einer Fühlerachse parallel zu der zweiten Richtung und an einem Schnittpunkt der ersten Skalenachse und der zweiten Skalenachse eingestellt aufweist; und einen zweiten Fühler, welcher eine Position entlang der Fühlerachse misst.
Das Messverfahren umfasst: einen Schritt eines Montierens bzw. Anordnens eines Gegenstands auf dem Montageabschnitt; einen Schritt eines Bewegens des bewegbaren Körpers in der ersten Richtung und der zweiten Richtung durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt und den zweiten Skalenabschnitt, um den Bezugspunkt des ersten Fühlers mit dem ersten Messpunkt auf der Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands auszurichten; und einen Schritt eines Erhaltens von Koordinatenwerten in der ersten Richtung und der zweiten Richtung des ersten Messpunkts auf der Basis der ersten Skalenposition und der zweiten Skalenposition, wenn der Bezugspunkt mit dem ersten Messpunkt ausgerichtet wird, und eines Messens der Position eines zweiten Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands entlang der Fühlerachse mit dem zweiten Fühler, und eines Erhaltens von Koordinatenwerten in der ersten Richtung und der zweiten Richtung des zweiten Messpunkts auf der Basis des Resultats der Messung durch den zweiten Fühler.
Gemäß einer derartigen Konfiguration ist es möglich, eine Positionsmessung hoher Genauigkeit gemäß dem Abbe'schen Prinzip unter Verwendung des Bezugspunkts des ersten Fühlers durchzuführen und die Position in der zweiten Richtung relativ zu dem Bezugspunkt des ersten Fühlers mit einer hohen Genauigkeit unter Verwendung des zweiten Fühlers ohne ein neuerliches Anordnen bzw. Ersetzen des Gegenstands zu messen.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messverfahren für ein Messen einer Position einer Oberfläche eines Gegenstands in einer ersten Richtung, einer zweiten Richtung orthogonal auf die erste Richtung, und einer dritten Richtung orthogonal auf die erste Richtung und die zweite Richtung, wobei das Messverfahren einen Messapparat verwendet, umfassend: einen Montageabschnitt für ein Montieren des Objekts; einen bewegbaren Körper, welcher eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche und eine dritte Oberfläche aufweist, welche nicht koplanar miteinander sind; einen ersten Skalenabschnitt, welcher vorgesehen ist, um die erste Oberfläche zu pressen und eine erste Skalenposition an einer Position entlang einer ersten Skalenachse zu messen, welche parallel zu einer normalen Richtung auf die erste Oberfläche ist; einen zweiten Skalenabschnitt, welcher vorgesehen ist, um die zweite Oberfläche zu pressen und eine zweite Skalenposition an einer Position entlang einer zweiten Skalenachse zu messen, welche parallel zu einer normalen Richtung auf die zweite Oberfläche ist; einen dritten Skalenabschnitt, welcher vorgesehen ist, um die dritte Oberfläche zu pressen und eine dritte Skalenposition an einer Position entlang einer dritten Skalenachse zu messen, welche parallel zu einer normalen Richtung auf die dritte Oberfläche ist; und einen ersten Fühler, welcher einen Bezugspunkt einer Positionsmessung auf einer Fühlerachse parallel zu der zweiten Richtung und an einem Schnittpunkt der ersten Skalenachse, der zweiten Skalenachse und der dritten Skalenachse festgelegt aufweist; und einen zweiten Fühler, welcher eine Position entlang der Fühlerachse misst.
Das Messverfahren umfasst: einen Schritt eines Montierens des Gegenstands auf dem Montageabschnitt; einen Schritt eines Bewegens des bewegbaren Körpers in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt, den zweiten Skalenabschnitt und den dritten Skalenabschnitt, um den Bezugspunkt mit dem ersten Messpunkt auf der Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands auszurichten; einen Schritt eines Erhaltens der Koordinatenwerte in der ersten Skalenposition, der zweiten Skalenposition und der dritten Skalenposition des ersten Messpunkts, wenn der Bezugspunkt mit dem ersten Messpunkt ausgerichtet wird, und eines Messens der Position des zweiten Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands entlang der Fühlerachse mit dem zweiten Fühler, und eines Erhaltens der Koordinatenwerte in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung des zweiten Messpunkts basierend auf dem Resultat der Messung durch den zweiten Fühler.
Gemäß einer derartigen Konfiguration kann eine dreidimensionale Positionsmessung hoher Genauigkeit gemäß dem Abbe'sehen Prinzip durch den Bezugspunkt des ersten Fühlers durchgeführt werden und es kann eine dreidimensionale Positionsmessung hoher Genauigkeit unter Verwendung des Bezugspunkts des ersten Fühlers als ein Bezugspunkt durch den zweiten Fühler durchgeführt werden, ohne den Gegenstand neu anzuordnen bzw. zu ersetzen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche einen Messapparat gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
2 ist eine schematische Draufsicht, welche den Messapparat gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Beispiel eines Zustands zeigt, in welchem der bewegbare Körper bewegt wird.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche den Messapparat gemäß der zweiten Ausführungsform illustriert.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Beispiel eines Zustands zeigt, in welchem der bewegbare Körper des Messapparats gemäß der zweiten Ausführungsform bewegt wird.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche das Kalibrierverfahren illustriert.
7 ist ein schematisches Diagramm, welches die Beziehung zwischen einer Masterkugel und einer Stiftkugel in einer Kalibrierung illustriert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung sind bzw. werden dieselben Glieder bzw. Elemente durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und es wird die Beschreibung der einmal beschriebenen Glieder geeignet bzw. gegebenenfalls weggelassen.
[Erste Ausführungsform]
1 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche einen Messapparat gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustriert.
2 ist eine schematische Draufsicht, welche den Messapparat gemäß der vorliegenden Ausführungsform illustriert.
Wie dies in 1 und 2 gezeigt ist, ist der Messapparat 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Apparat bzw. Gerät für ein Messen der Position (Koordinaten) der Oberfläche des Gegenstands bzw. Objekts W. Hier wird in der vorliegenden Ausführungsform von der ersten Richtung angenommen, dass sie die X Richtung ist, wird von der zweiten Richtung orthogonal auf die erste Richtung angenommen, dass sie die Z Richtung ist, und wird von der dritten Richtung orthogonal auf die erste Richtung und die zweite Richtung angenommen, dass sie die Y Richtung ist. Die Z Richtung wird auch als eine vertikale Richtung und eine Dickenrichtung bezeichnet. Der Messapparat 1 kann die X, Y, Z Koordinaten der Oberfläche des Gegenstands W unter Bezugnahme auf einen vorher eingestellten bzw. festgelegten Ursprung messen.
Der Messapparat 1 beinhaltet einen bewegbaren Körper 10, welcher einen Montageabschnitt 11 aufweist, auf welchem ein Gegenstand W montiert ist bzw. wird, und eine erste Oberfläche 101, eine zweite Oberfläche 102 und eine dritte Oberfläche 103, welche nicht koplanar miteinander sind. Der Montageabschnitt 11 ist auf der oberen Oberfläche des bewegbaren Körpers 10 vorgesehen. Der Montageabschnitt 11 ist mit einem fixierenden bzw. Festlegungsstück 111 für ein Fixieren des Gegenstands W versehen. Die erste Oberfläche 101, die zweite Oberfläche 102 und die dritte Oberfläche 103, welche verschieden voneinander in der normalen Richtung sind, sind auf der unteren Seite des bewegbaren Körpers 10 vorgesehen. Die normalen Richtungen der ersten Oberfläche 101, der zweiten Oberfläche 102 und der dritten Oberfläche 103 müssen nicht orthogonal aufeinander sein. Jede der ersten Oberfläche 101, der zweiten Oberfläche 102 und der dritten Oberfläche 103 ist nach unten gerichtet.
Der bewegbare Körper 10 ist in der X, Y und Z Richtung durch die jeweiligen Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des ersten Skalenabschnitts 21, des zweiten Skalenabschnitts 22 und des dritten Skalenabschnitts 23 bewegbar. Jeder des ersten Skalenabschnitts 21, des zweiten Skalenabschnitts 22 und des dritten Skalenabschnitts 23 beinhaltet eine lineare Skala bzw. einen linearen Maßstab.
Der erste Skalenabschnitt 21 ist vorgesehen, um die erste Oberfläche 101 zu pressen bzw. zu drücken, und misst eine erste Skalenposition, welche eine Position entlang der ersten Skalenachse SC1 ist, welche parallel zu der normalen Richtung der ersten bzw. auf die erste Oberfläche 101 ist. D.h., die lineare Skala in dem ersten Skalenabschnitt 21 ist entlang der ersten Skalenachse SC1 angeordnet. Die pressende bzw. drückende Oberfläche des ersten Skalenabschnitts 21 ist nicht an der ersten Oberfläche 101 fixiert, sondern ist vorgesehen, um entlang der ersten Oberfläche 101 gleitbar bzw. verschiebbar zu sein.
Der zweite Skalenabschnitt 22 ist vorgesehen, um die zweite Oberfläche 102 zu pressen bzw. zu drücken, und misst eine zweite Skalenposition, welche eine Position entlang der zweiten Skalenachse SC2 ist, welche parallel zu der normalen Richtung der zweiten Oberfläche 102 ist. D.h., die lineare Skala in dem zweiten Skalenabschnitt 22 ist entlang der zweiten Skalenachse SC2 angeordnet. Die pressende bzw. drückende Oberfläche des zweiten Skalenabschnitts 22 ist nicht an der zweiten Oberfläche 102 fixiert, sondern ist vorgesehen, um entlang der zweiten Oberfläche 102 gleitbar bzw. verschiebbar zu sein.
Der dritte Skalenabschnitt 23 ist vorgesehen, um die dritte Oberfläche 103 zu pressen bzw. zu drücken, und misst eine dritte Skalenposition, welche eine Position entlang der dritten Skalenachse SC3 ist, welche parallel zu der normalen Richtung der dritten Oberfläche 103 ist. D.h., die lineare Skala in dem dritten Skalenabschnitt 23 ist entlang der dritten Skalenachse SC3 angeordnet. Die pressende bzw. drückende Oberfläche des dritten Skalenabschnitts 23 ist nicht an der dritten Oberfläche 103 fixiert, sondern ist vorgesehen, um entlang der dritten Oberfläche 103 gleitbar bzw. verschiebbar zu sein.
Hier müssen die erste Skalenachse SC1, die zweite Skalenachse SC2 und die dritte Skalenachse SC3 nicht jeweils parallel zu der ersten Richtung (X Richtung), der zweiten Richtung (Z Richtung) und der dritten Richtung (Y Richtung) sein.
In dem Messapparat 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Skalenachse SC1, die zweite Skalenachse SC2 und die dritte Skalenachse SC3 vorgesehen, um sich an einem Punkt (Kreuzungs- bzw. Schnittpunkt A) oberhalb des bewegbaren Körpers 10 zu schneiden bzw. zu kreuzen. Ein erster Fühler bzw. Tastkopf 31 ist oberhalb des Gegenstands W vorgesehen und ein zweiter Fühler 32 ist unterhalb des Gegenstands W vorgesehen.
Eine erste Stiftkugel 311 ist an dem distalen Ende des ersten Fühlers bzw. Tastkopfs 31 vorgesehen. Das Zentrum der ersten Stiftkugel 311 dient als ein Referenz- bzw. Bezugspunkt für eine Positionsmessung. Der Bezugspunkt ist auf der Fühlerachse PA parallel zu der Z Richtung angeordnet und ist an dem Schnittpunkt A der ersten Skalenachse SC1, der zweiten Skalenachse SC2 und der dritten Skalenachse SC3 angeordnet. Auf diese Weise ist es durch ein Festlegen des Bezugspunkts der Positionsmessung des ersten Fühlers 31 auf den Schnittpunkt A der ersten Skalenachse SC1, der zweiten Skalenachse SC2 und der dritten Skalenachse SC3 möglich, eine hoch genaue Positionsmessung gemäß den Abbe'schen Prinzipien durch den Bezugspunkt des ersten Fühlers 31 durchzuführen.
Der zweite Fühler 32 misst die Position entlang der Fühlerachse PA. Eine zweite Stiftkugel 321 ist an dem distalen Ende des zweiten Fühlers 32 vorgesehen. Der zweite Fühler 32 ist vorgesehen, um rückwärts und vorwärts entlang der Fühlerachse PA bewegbar zu sein. Die Fühlerposition der zweiten Stiftkugel 321 in dem zweiten Fühler 32 entlang der Fühlerachse PA wird durch den Fühler-Skalenabschnitt 320 gemessen. Der Fühler-Skalenabschnitt 320 beinhaltet eine lineare Skala, welche entlang der Fühlerachse PA angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Durchtrittsloch 11h in dem Montageabschnitt 11 des bewegbaren Körpers 10 vorgesehen, und die Position der Oberfläche des Gegenstands W kann durch den zweiten Fühler 32 durch das Durchtrittsloch 11h gemessen werden.
In dem Messapparat 1, welcher eine derartige Konfiguration aufweist, ist bzw. wird der bewegbare Körper 10 in jeder Richtung von X, Y und Z durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt 21, den zweiten Skalenabschnitt 22 und den dritten Skalenabschnitt 23 bewegt, und der Bezugspunkt des ersten Fühlers 31 ist bzw. wird mit dem ersten Messpunkt auf der Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands W ausgerichtet. Dann werden Koordinatenwerte in der X, Y und Z Richtung des ersten Messpunkts basierend auf der ersten Skalenposition, der zweiten Skalenposition und der dritten Skalenposition zu dieser Zeit erhalten. Weiters werden die Koordinatenwerte in der X, Y und Z Richtung des zweiten Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W basierend auf der Fühlerposition des zweiten Fühlers 32 erhalten.
[Messverfahren]
Zuerst wird der Gegenstand W auf dem Montageabschnitt 11 des bewegbaren Körpers 10 angeordnet. Der Gegenstand W ist bzw. wird an dem Montageabschnitt 11 durch das fixierende bzw. Festlegungsstück 111 fixiert. Als nächstes wird der bewegbare Körper 10 geeignet bzw. entsprechend in jeder der X, Y und Z Richtung durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt 21, den zweiten Skalenabschnitt 22 und den dritten Skalenabschnitt 23 bewegt. Hier kann sich der erste Skalenabschnitt 21 rückwärts und vorwärts entlang der ersten Skalenachse SC1 bewegen, es kann sich der zweite Skalenabschnitt 22 rückwärts und vorwärts entlang der zweiten Skalenachse SC2 bewegen und es kann sich der dritte Skalenabschnitt 23 rückwärts und vorwärts entlang der dritten Skalenachse SC3 bewegen. Der bewegbare Körper 10 kann in jeder der X, Y und Z Richtung durch ein Ausgleichen des Vorwärtsbewegens und Zurückziehens dieser Skalenabschnitte bewegt werden.
Beispielsweise wird, wenn alle des ersten Skalenabschnitts 21, des zweiten Skalenabschnitts 22 und des dritten Skalenabschnitts 23 aufwärts bewegt werden, der bewegbare Körper 10 in der Z Richtung angehoben. Im Gegensatz dazu wird, wenn alle des ersten Skalenabschnitts 21, des zweiten Skalenabschnitts 22 und des dritten Skalenabschnitts 23 abwärts bewegt werden, der bewegbare Körper 10 in der Z Richtung abgesenkt. Weiters wird beispielsweise, wenn der erste Skalenabschnitt 21 aufwärts bewegt wird und der zweite Skalenabschnitt 22 abwärts bewegt wird, der bewegbare Körper 10 in der X Richtung bewegt. Durch ein Regeln bzw. Steuern des Ausgleichs eines Vorwärtsbewegens und Zurückziehens dieser Skalenabschnitte kann der bewegbare Körper 10 in den jeweiligen Richtungen von X, Y und Z um ein beliebiges Ausmaß bewegt werden.
Durch ein Bewegen des bewegbaren Körpers 10 auf diese Weise ist bzw. wird der Bezugspunkt des ersten Fühlers 31 mit dem ersten Messpunkt auf der Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands W ausgerichtet. Hier bedeutet ein Abstimmen des Bezugspunkts des ersten Fühlers 31 auf den bzw. mit dem ersten Messpunkt ein Einstellen der Messlage bzw. -stellung unter Verwendung des Bezugspunkts des ersten Fühlers 31 als einen Positionsbezug bzw. eine Positionsreferenz. In der vorliegenden Ausführungsform wird der erste Messpunkt des Gegenstands W in Kontakt mit der ersten Stiftkugel 311 des ersten Fühlers 31 durch ein Bewegen des bewegbaren Körpers 10 gebracht.
Wenn die erste Stiftkugel 311 in Kontakt mit der Oberfläche des Gegenstands W gelangt, kann dies durch einen Detektor, wie beispielsweise ein druckempfindliches Element (piezoelektrisches Element) detektiert werden. Zu der Zeit dieser Detektion wird die Position auf der ersten Skalenachse SC1 (erste Skalenposition) durch den ersten Skalenabschnitt 21 gemessen, es wird die Position auf der zweiten Skalenachse SC2 (zweite Skalenposition) durch den zweiten Skalenabschnitt bzw. -querschnitt 22 gemessen, und es wird die Position auf der dritten Skalenachse SC3 (dritte Skalenposition) durch den dritten Skalenabschnitt 23 gemessen. Basierend auf diesen Skalenpositionen können die X, Y und Z Koordinate des Bezugspunkts durch eine Berechnung erhalten werden.
Als nächstes wird in diesem Zustand der zweite Fühler 32 in der Z Richtung angehoben und es wird die zweite Stiftkugel 321 mit dem zweiten Messpunkt auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W ausgerichtet. Hier bedeutet ein Ausrichten der zweiten Stiftkugel 321 mit dem bzw. auf den zweiten Messpunkt ein Einstellen der Messlage mit dem zentralen bzw. Mittelpunkt der zweiten Stiftkugel 321 als einer Positionsreferenz. In der vorliegenden Ausführungsform wird die zweite Stiftkugel 321 in Kontakt mit dem zweiten Messpunkt auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W gebracht.
Wenn die zweite Stiftkugel 321 in Kontakt mit der Oberfläche des Gegenstands W gelangt, kann ähnlich der ersten Stiftkugel 311 der Kontakt durch einen Detektor, wie beispielsweise ein druckempfindliches Element (piezoelektrisches Element) gemessen werden. Zu dem Zeitpunkt dieser Detektion wird die Fühlerposition des zweiten Fühlers 32 durch den Fühler-Skalenabschnitt bzw. -querschnitt 320 gemessen. Die Messposition des zweiten Fühlers 32 wird als der Abstand in der Z Richtung unter Bezugnahme auf den Bezugspunkt des ersten Fühlers 31, d.h. den Schnittpunkt A basierend auf dem Abbe'sehen Prinzip erhalten. Dadurch können die Koordinatenwerte in der X, Y und Z Richtung des zweiten Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W erhalten werden.
Nachdem die Messung an dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt abgeschlossen ist, wird der zweite Fühler 32 einmal abgesenkt, es wird der bewegbare Körper 10 bewegt und es wird die Messung an dem nächsten Messpunkt auf dieselbe Weise durchgeführt.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Beispiel eines Zustands zeigt, in welchem der bewegbare Körper bewegt ist bzw. wird.
Beispielsweise wird der erste Skalenabschnitt 21 aufwärts bewegt und es wird der zweite Skalenabschnitt 22 abwärts bewegt. Als ein Resultat bewegt sich der bewegbare Körper 10 parallel in der X Richtung. Danach werden der erste Skalenabschnitt 21, der zweite Skalenabschnitt 22 und der dritte Skalenabschnitt 23 aufwärts bewegt, um den bewegbaren Körper 10 in der Z Richtung zu bewegen. Dann wird die Bewegung des bewegbaren Körpers 10 an einer Position angehalten, wo die Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands W in Kontakt mit der ersten Stiftkugel 311 gelangt. Dann werden die erste Skalenposition, die zweite Skalenposition und die dritte Skalenposition zu diesem Zeitpunkt gemessen und es werden die X, Y und Z Koordinaten des Messpunkts berechnet.
Danach wird, wie vorher, der zweite Fühler 32 in der Z Richtung angehoben und es wird die zweite Stiftkugel 321 in Kontakt mit der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W gebracht. Dann werden durch ein Messen der Fühlerposition des zweiten Fühlers 32 zu dieser Zeit Koordinatenwerte in der X, Y und Z Richtung des Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W erhalten.
Durch ein Wiederholen einer derartigen Bewegung des bewegbaren Körpers 10 und des Messvorgangs durch den ersten Fühler 31 und den zweiten Fühler 32 kann die dreidimensionale Position (X, Y, Z Koordinaten) sowohl der Oberfläche auf einer Seite als auch der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W gemessen werden.
In der vorliegenden Ausführungsform kann, da der Referenz- bzw. Bezugspunkt der Positionsmessung des ersten Fühlers 31 auf den Schnitt- bzw. Kreuzungspunkt A der ersten Skalenachse SC1, der zweiten Skalenachse SC2 und der dritten Skalenachse SC3 eingestellt bzw. festgelegt ist, die Positionsmessung hoher Genauigkeit gemäß den Abbe'schen Prinzipien durch den Bezugspunkt des ersten Fühlers 31 durchgeführt werden. D.h., wenn der Messpunkt geändert wird, bewegt sich der bewegbare Körper 10 (der Gegenstand W), so dass der Bezugspunkt des ersten Fühlers 31 unverändert an dem Schnittpunkt A der Skalenachsen verbleibt. Daher können die erste Skalenposition, die zweite Skalenposition und die dritte Skalenposition bei jedem Messpunkt gemäß dem Abbe'sehen Prinzip gemessen werden. Dies macht es möglich, eine hoch bzw. sehr genaue Positionsmessung durchzuführen.
Zusätzlich ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Position der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W durch den zweiten Fühler 32 in einem Zustand zu messen, wo die Position der Oberfläche auf der einen Seite des Gegenstands W durch den ersten Fühler 31 gemessen wird. Da der zweite Fühler 32 die Fühlerposition entlang der Fühlerachse PA misst, ist es möglich, eine hoch genaue Positionsmessung unter Bezugnahme auf den Bezugspunkt des ersten Fühlers 31 durchzuführen. Zusätzlich kann, da die Positionsmessung durch den zweiten Fühler 32 durch das Durchtrittsloch 11h durchgeführt werden kann, die Positionsmessung sowohl auf der Oberfläche auf einer Seite als auch der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W ohne ein Ersetzen bzw. neuerliches Anordnen des Gegenstands W durchgeführt werden.
[Ausführungsform 2]
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche den Messapparat gemäß der zweiten Ausführungsform illustriert.
Wie dies in 4 gezeigt ist, beinhaltet der Messapparat 1B gemäß der vorliegenden Ausführungsform weiters einen fixierten Rahmen 41 für ein Fixieren des ersten Fühlers 31 und einen bewegbaren Rahmen 42, welcher bewegbar entlang der Fühlerachse PA unter Bezugnahme auf den fixierten Rahmen 41 bewegbar vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt ist.
Der fixierte Rahmen 41 ist mit einem Fühler-Skalenabschnitt 320 entlang der Fühlerachse PA versehen, so dass die Position des bewegbaren Rahmens 42 entlang der Fühlerachse PA gemessen werden kann. Der bewegbare Rahmen 42 ist in einer Form bzw. Gestalt vorgesehen, welche nicht mit der Bewegung des bewegbaren Körpers 10 zusammentrifft bzw. diese beeinträchtigt, und erstreckt sich zu der unteren Seite des bewegbaren Körpers 10. Der bewegbare Rahmen 42 kann beispielsweise vorgesehen sein, um sich über den bewegbaren Körper 10 durch das Durchtrittloch 11h zu erstrecken. Der zweite Fühler 32 ist bzw. wird an der unteren Endseite bzw. der Seite des unteren Endes des bewegbaren Rahmens 42 fixiert. Mit bzw. einer derartigen Konfiguration kann der zweite Fühler 32 entlang der Fühlerachse PA in Übereinstimmung mit der Bewegung des bewegbaren Rahmens 42 bewegt werden.
In bzw. bei einem derartigen Messapparat 1B ist bzw. wird der bewegbare Rahmen 42 stabil durch den fixierten Rahmen 41 abgestützt bzw. getragen, an welchem der erste Fühler 31 fixiert ist, und es kann der zweite Fühler 32 stabil entlang der Fühlerachse PA gemeinsam mit dem bewegbaren Rahmen 42 bewegt werden. Als ein Resultat kann die Genauigkeit der Positionsmessung durch den zweiten Fühler 32 verbessert werden. Zusätzlich ist es, da der Fühler-Skalenabschnitt 320 auch in dem fixierten Rahmen 41 vorgesehen ist, in welchem der erste Fühler 31 vorgesehen ist, möglich zu unterdrücken, dass sich die lineare Skala, welche in dem Fühler-Skalenabschnitt 320 vorgesehen ist, von der Fühlerachse PA verschiebt.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Beispiel eines Zustands zeigt, in welchem der bewegbare Körper des Messapparats gemäß der zweiten Ausführungsform bewegt wird.
Beispielsweise wird der erste Skalenabschnitt 21 aufwärts bewegt und es wird der zweite Skalenabschnitt 22 abwärts bewegt. Als ein Resultat bewegt sich der bewegbare Körper 10 parallel in der X Richtung. Danach werden der erste Skalenabschnitt 21, der zweite Skalenabschnitt 22 und der dritte Skalenabschnitt 23 aufwärts bewegt, um den bewegbaren Körper 10 in der Z Richtung zu bewegen. Dann wird die Bewegung des bewegbaren Körpers 10 an einer Position angehalten, wo die Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands W in Kontakt mit der ersten Stiftkugel 311 gelangt. Dann werden die erste Skalenposition, die zweite Skalenposition und die dritte Skalenposition zu diesem Zeitpunkt gemessen und es werden die X, Y und Z Koordinaten des Messpunkts berechnet.
Danach wird der zweite Fühler 32 in der Z Richtung durch ein Bewegen des bewegbaren Rahmens 42 entlang der Fühlerachse PA angehoben und es wird die zweite Stiftkugel 321 in Kontakt mit der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W gebracht. Dann werden durch ein Messen der Fühlerposition des zweiten Fühlers 32 zu dieser Zeit Koordinatenwerte in der X, Y und Z Richtung des Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W erhalten.
Durch ein Wiederholen dieses Vorgangs kann die dreidimensionale Position (X, Y, Z Koordinaten) sowohl der Oberfläche auf einer Seite als auch der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands W gemessen werden.
In dem Messapparat 1B gemäß der vorliegenden Ausführungsform verbessern der fixierte Rahmen 41 und der bewegbare Rahmen 42 die Genauigkeit der Bewegung des zweiten Fühlers 32 entlang der Fühlerachse PA und es kann die Genauigkeit der Positionsmessung durch den zweiten Fühler 32 verbessert werden.
[Kalibrierungsverfahren]
Als nächstes wird ein Beispiel eines Kalibrations- bzw. Kalibrierungsverfahrens durch den Messapparat 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche das Kalibrierungsverfahren illustriert.
7 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Masterkugel und Stiftkugeln in einer Kalibrierung illustriert.
Wie dies in 6 gezeigt ist, wird eine Masterkugel 200 verwendet, um den Messapparat 1 zu kalibrieren bzw. zu eichen. Die Masterkugel 200 ist eine Kugel für eine Kalibrierung, welche einen bekannten Kugeldurchmesser D_M aufweist. Die Masterkugel 200 ist bzw. wird an dem distalen Ende der Halterung 210 festgelegt.
Um eine Kalibrierung des Messapparats 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchzuführen, ist bzw. wird die Halterung 210, an welcher die Masterkugel 200 festgelegt ist, an dem Montageabschnitt 11 des bewegbaren Körpers 10 montiert. Als nächstes wird der bewegbare Körper 10 bewegt, um die erste Stiftkugel 311 des ersten Fühlers 31 in Kontakt mit der Masterkugel 200 zu bringen. Der Kugeldurchmesser D₁ der ersten Stiftkugel 311 wird basierend auf den gemessenen Werten (Koordinatenwerten) der ersten Fühler 31, welche zu diesem Zeitpunkt gemessen werden, und des bekannten Kugeldurchmessers D_M der Masterkugel 200 bestimmt. Die Kalibrierung durch den ersten Fühler 31 wird vorzugsweise an verschiedenen Punkten der Masterkugel 200 durchgeführt.
Als nächstes wird der zweite Fühler 32 bewegt, um die zweite Stiftkugel 321 des zweiten Fühlers 32 in Kontakt mit der Masterkugel 200 zu bringen. Der Kugeldurchmesser D₂ der zweiten Stiftkugel 321 wird auf der Basis der gemessenen Werte (Koordinatenwerte) der zweiten Fühler 32 und des bekannten Kugeldurchmessers D_M der Masterkugel 200 bestimmt. Die Kalibrierung durch den zweiten Fühler 32 wird vorzugsweise an mehreren Punkten der Masterkugel 200 durchgeführt.
In der obigen Beschreibung wurden die Beispiele, in welchen der Kugeldurchmesser D₁ der ersten Stiftkugel 311 und der Kugeldurchmesser D₂ der zweiten Stiftkugel 321 jeweils durch die Masterkugel 200 bestimmt werden, beschrieben, wobei jedoch nur der Kugeldurchmesser D₁ der ersten Stiftkugel 311 durch die Masterkugel 200 bestimmt werden kann. Nachdem der Kugeldurchmesser D₁ bestimmt ist, kann der erste Fühler 31 die zweite Stiftkugel 321 des zweiten Fühlers 32 messen, um den Kugeldurchmesser D₂ zu bestimmen.
Bei der Bestimmung der Abstände von Mittelpunkt zu Mittelpunkt können, da der Kugeldurchmesser D₁ der ersten Stiftkugel 311 und der Kugeldurchmesser D₂ der zweiten Stiftkugel 321 durch die Masterkugel 200 bestimmt wurden, die gemessenen Werte, wenn die Dicke null ist, mit einer hohen Genauigkeit erfasst werden.
Wie dies oben beschrieben ist, ist es gemäß den Ausführungsformen möglich, eine Positionsmessung hoher Genauigkeit gemäß dem Abbe'sehen Prinzip durch den ersten Fühler 31 durchzuführen, und es ist möglich, beide Seiten des Gegenstands W durch den ersten Fühler 31 und den zweiten Fühler 32 zu messen, und es ist möglich, die gesamte Oberfläche des Gegenstands W mit einer hohen Genauigkeit und in einer kurzen Zeit zu messen.
[Modifikationen der Ausführungsformen]
Obwohl die Ausführungsformen oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt bzw. begrenzt.
Beispielsweise kann in den oben beschriebenen Ausführungsformen, obwohl der erste Fühler 31 und der zweite Fühler 32 als Kontakt-Typ beschrieben sind, wenigstens einer von diesen ein Positions-Messfühler vom Nicht-Kontakt-Typ sein. Als den Fühler vom Nicht-Kontakt-Typ ist es bevorzugt, einen Fühler zu verwenden, welcher mit einem Sensor eines konfokalen Wellenlängensystems unter Verwendung einer axialen chromatischen Aberration versehen ist, so dass eine Messung selbst dann möglich ist, wenn die Neigung der Oberfläche des Gegenstands W relativ groß ist.
In den obigen Ausführungsformen ist ein Beispiel, in welchem die dreidimensionale Position von X, Y und Z gemessen ist bzw. wird, gezeigt, wobei es jedoch auch auf den Fall anwendbar ist, in welchem die zweidimensionale Position von X und Z gemessen wird.
Zusätzlich ist jeglicher Gegenstand, welcher durch ein geeignetes bzw. entsprechendes Durchführen einer Hinzufügung, Entfernung oder Design- bzw. Konstruktionsabwandlung einer Komponente unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen Ausführungsformen durch einen Fachmann oder eine geeignete Kombination der Merkmale von jeder Ausführungsform erhalten wird, in dem Bereich der vorliegenden Erfindung enthalten, solange ein Wesen bzw. Kern der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie dies oben beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung geeignet an einem Apparat bzw. Gerät für ein Messen der Oberflächenform bzw. -gestalt des Objekts bzw. Gegenstands W, wie beispielsweise einem Messapparat einer dreidimensionalen Form angewandt werden.
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

EP 2244052 [0002]
JP 4260180 [0003]
JP 3486546 [0003]
JP 3827493 [0004]
JP 4584029 [0004]
JP 4986530 [0004]

Claims

Messapparat für ein Messen einer Position einer Oberfläche eines Gegenstands in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung orthogonal auf die erste Richtung, wobei der Messapparat umfasst: einen bewegbaren Körper, welcher einen Montageabschnitt für ein Montieren des Gegenstands, eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, welche nicht koplanar miteinander sind; einen ersten Skalenabschnitt für ein Messen einer ersten Skalenposition, welche eine Position entlang einer ersten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung auf die erste Oberfläche ist, und welcher vorgesehen ist, um die erste Oberfläche zu pressen; einen zweiten Skalenabschnitt für ein Messen einer zweiten Skalenposition, welche eine Position entlang einer zweiten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung auf die zweite Oberfläche ist, und welcher vorgesehen ist, um die zweite Oberfläche zu pressen; einen ersten Fühler, in welchem ein Bezugspunkt einer Positionsmessung auf einer Fühlerachse parallel zu der zweiten Richtung und an einem Schnittpunkt der ersten Skalenachse und der zweiten Skalenachse festgelegt ist; und einen zweiten Fühler für ein Messen der Position entlang der Fühlerachse, wobei der bewegbare Körper in der ersten Richtung und der zweiten Richtung durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt und den zweiten Skalenabschnitt bewegt wird, die Koordinatenwerte in der ersten Richtung und der zweiten Richtung eines ersten Messpunkts basierend auf der ersten Skalenposition und der zweiten Skalenposition erhalten werden, wenn der Bezugspunkt mit dem ersten Messpunkt auf der Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands ausgerichtet ist, und die Position eines zweiten Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands entlang der Fühlerachse durch den zweiten Fühler gemessen wird, und die Koordinatenwerte in der ersten Richtung und der zweiten Richtung des zweiten Messpunkts basierend auf dem Resultat der Messung erhalten werden.
Messapparat nach Anspruch 1, wobei der Montageabschnitt des bewegbaren Körpers mit einem Durchtrittsloch versehen ist und wobei der zweite Fühler vorgesehen ist, um die Position der anderen Oberfläche des Gegenstands durch das Durchtrittsloch zu messen.
Messapparat nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Richtung orthogonal auf die erste Richtung und die zweite Richtung definiert ist, eine dritte Richtung zu sein, wobei der bewegbare Körper eine dritte Oberfläche aufweist, welche nicht-parallel zu der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche ist, der Messapparat weiters einen dritten Skalenabschnitt für ein Messen einer dritten Skalenposition umfasst, welche eine Position entlang einer dritten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung der dritten Oberfläche ist, und vorgesehen ist, um die dritte Oberfläche zu pressen, wobei der Bezugspunkt des ersten Fühlers auf den Schnittpunkt der ersten Skalenachse, der zweiten Skalenachse und der dritten Skalenachse eingestellt ist, wobei der bewegbare Körper in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt, den zweiten Skalenabschnitt und den dritten Skalenabschnitt bewegt wird und die Koordinatenwerte in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung des ersten Messpunkts basierend auf der ersten Skalenposition, der zweiten Skalenposition und der dritten Skalenposition erhalten werden, wenn der Bezugspunkt mit dem ersten Messpunkt ausgerichtet ist, und die Koordinatenwerte in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung des zweiten Messpunkts basierend auf dem Resultat der Messung durch den zweiten Fühler erhalten werden.
Messapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Fühler bewegbar entlang der Fühlerachse vorgesehen ist.
Messapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welcher weiter umfasst: einen fixierenden Rahmen für ein Fixieren des ersten Fühlers; und einen bewegbaren Rahmen, welcher bewegbar entlang der Fühlerachse relativ zu dem fixierten Rahmen vorgesehen ist, wobei der zweite Fühler auf dem bewegbaren Rahmen montiert ist und bewegbar auf der Fühlerachse gemeinsam mit dem bewegbaren Rahmen vorgesehen ist.
Messverfahren für ein Messen einer Position einer Oberfläche eines Gegenstands in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung orthogonal auf die erste Richtung, wobei das Messverfahren einen Messapparat verwendet, umfassend: einen bewegbaren Körper, welcher einen Montageabschnitt für ein Montieren des Gegenstands, eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, welche nicht koplanar miteinander sind; einen ersten Skalenabschnitt für ein Messen einer ersten Skalenposition, welche eine Position entlang einer ersten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung auf die erste Oberfläche ist, und welcher vorgesehen ist, um die erste Oberfläche zu pressen; einen zweiten Skalenabschnitt für ein Messen einer zweiten Skalenposition, welche eine Position entlang einer zweiten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung auf die zweite Oberfläche ist, und welcher vorgesehen ist, um die zweite Oberfläche zu pressen; einen ersten Fühler, in welchem ein Bezugspunkt einer Positionsmessung auf einer Fühlerachse parallel zu der zweiten Richtung und an einem Schnittpunkt der ersten Skalenachse und der zweiten Skalenachse festgelegt ist; und einen zweiten Fühler für ein Messen der Position entlang der Fühlerachse, wobei das Messverfahren umfasst: einen Schritt eines Montierens des Gegenstands auf dem Montageabschnitt, einen Schritt eines Bewegens des bewegbaren Körpers in der ersten Richtung und der zweiten Richtung durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt und den zweiten Skalenabschnitt und eines Ausrichtens des Bezugspunkts mit einem ersten Messpunkt auf einer Oberfläche auf einer Seite des Gegenstands; und einen Schritt eines Erhaltens der Koordinatenwerte in der ersten Richtung und der zweiten Richtung des ersten Messpunkts basierend auf der ersten Skalenposition und der zweiten Skalenposition, wenn der Bezugspunkt mit dem ersten Messpunkt ausgerichtet wird, eines Messens der Position eines zweiten Messpunkts auf der anderen Oberfläche des Gegenstands entlang der Fühlerachse mit dem zweiten Fühler, und eines Erhaltens der Koordinatenwerte in der ersten Richtung und der zweiten Richtung des zweiten Messpunkts basierend auf dem Resultat der Messung durch den zweiten Fühler.
Messverfahren für ein Messen einer Position einer Oberfläche eines Gegenstands in einer ersten Richtung, einer zweiten Richtung orthogonal auf die erste Richtung und einer dritten Richtung orthogonal auf die zweite Richtung, wobei das Messverfahren einen Messapparat verwendet, umfassend: einen bewegbaren Körper, welcher einen Montageabschnitt für ein Montieren des Gegenstands, und eine erste Oberfläche, eine zweite Oberfläche und eine dritte Oberfläche aufweist, welche nicht koplanar miteinander sind; einen ersten Skalenabschnitt für ein Messen einer ersten Skalenposition, welche eine Position entlang einer ersten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung auf die erste Oberfläche ist, und welcher vorgesehen ist, um die erste Oberfläche zu pressen; einen zweiten Skalenabschnitt für ein Messen einer zweiten Skalenposition, welche eine Position entlang einer zweiten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung auf die zweite Oberfläche ist, und welcher vorgesehen ist, um die zweite Oberfläche zu pressen; einen dritten Skalenabschnitt für ein Messen einer dritten Skalenposition, welche eine Position entlang einer dritten Skalenachse parallel zu einer normalen Richtung auf die dritte Oberfläche ist, und welcher vorgesehen ist, um die dritte Oberfläche zu pressen; einen ersten Fühler, in welchem ein Bezugspunkt einer Positionsmessung auf einer Fühlerachse parallel zu der zweiten Richtung und an einem Schnittpunkt der ersten Skalenachse, der zweiten Skalenachse und der dritten Skalenachse festgelegt wird; und einen zweiten Fühler für ein Messen der Position entlang der Fühlerachse, wobei das Messverfahren umfasst: einen Schritt eines Montierens des Gegenstands auf dem Montageabschnitt; einen Schritt eines Bewegens des bewegbaren Körpers in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung durch ein Antreiben durch den ersten Skalenabschnitt, den zweiten Skalenabschnitt und den dritten Skalenabschnitt und eines Ausrichtens des Bezugspunkts mit einem ersten Messpunkt auf einer Oberfläche des Gegenstands; einen Schritt eines Erhaltens der Koordinatenwerte in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung des ersten Messpunkts basierend auf der ersten Skalenposition, der zweiten Skalenposition und der dritten Skalenposition, wenn der Bezugspunkt mit dem ersten Messpunkt ausgerichtet wird, eines Messens einer Position entlang der Fühlerachse eines zweiten Messpunkts auf der Oberfläche auf der anderen Seite des Gegenstands mit dem zweiten Fühler, und eines Erhaltens von Koordinatenwerten in der ersten Richtung, der zweiten Richtung und der dritten Richtung des zweiten Messpunkts basierend auf dem Resultat der Messung durch den zweiten Fühler.