DE102020212982A1 - Verfahren zur Verringerung von Messfehlern eines Koordinatenmessgeräts und Koordinatenmessgerät - Google Patents

Verfahren zur Verringerung von Messfehlern eines Koordinatenmessgeräts und Koordinatenmessgerät Download PDF

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Martin Withalm
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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Verringerung von Messfehlern bei der Vermessung von Werkstücken durch ein Koordinatenmessgerät (1), insbesondere zur Verringerung solcher Messfehler, die durch dynamische, rotatorische Verformungen an dem Koordinatenmessgerät (1) verursacht werden, aufweisend:- Feststellen eines Ortes (AO) an oder in dem Koordinatenmessgerät (1), an dem bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts (1) eine physikalische Größe auftritt, die mit einem Fehler einer Messgröße des Koordinatenmessgeräts (1) korreliert, mithilfe eines Simulationsmodells (S),- Aufstellen einer Korrelationsvorschrift (KV) zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten des Fehlers der Messgröße,- Messen eines Wertes der physikalischen Größe mithilfe eines Sensors (3), der ausgestaltet ist, die physikalische Größe zu messen, an dem Ort (AO) an oder in dem Koordinatenmessgerät (1) bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts (1),- Nutzen des Wertes der physikalischen Größe zur Verringerung eines Fehlers eines Wertes der Messgröße mithilfe der Korrelationsvorschrift (KV).Weiterhin wird ein entsprechendes Koordinatenmessgerät (1) vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung von Messfehlern eines Koordinatenmessgeräts, insbesondere zur Verringerung solcher Messfehler, die durch dynamische, rotatorische Verformungen an dem Koordinatenmessgerät verursacht werden, und ein entsprechendes Koordinatenmessgerät.
  • Messfehler, die im Betrieb von Koordinatenmessgeräten oder Werkzeugmaschinen auftreten, werden insbesondere durch Antastkräfte oder Beschleunigungskräfte verursacht. Derartige Kräfte verursachen Strukturverformungen am Koordinatenmessgerät in einem Messbetrieb. Solche Strukturverformungen können statischer Natur sein, also konstant oder nahezu konstant sein, während mit dem Koordinatenmessgerät eine Messung vorgenommen wird. Sie können auch dynamischer Natur sein, also zum Beispiel derart, dass die Strukturverformung um eine Mittellage, in der keine oder eine konstante Verformung vorliegt, schwingt, oder einmalig und/oder kurz auftritt. Strukturverformungen dynamischer Natur können zum Beispiel durch Eigenschwingungen von mindestens einem Bauteil des Koordinatenmessgeräts oder durch Trägheitskräfte bei einer Beschleunigung eines Bauteils verursacht werden.
  • Im Folgenden wird der Begriff des Koordinatenmessgeräts derart verstanden, dass in ihm auch Werkzeugmaschinen und Roboter enthalten sind, bei denen in einem Betrieb, insbesondere vor, nach oder bei der Bearbeitung eines Werkstücks, eine Koordinatenmessung an dem Bauteil stattfindet.
  • Eine Möglichkeit, Messfehler, die durch Strukturverformungen verursacht werden, zu verringern bzw. zu korrigieren, besteht darin, ein Korrekturverfahren zu verwenden, in dem eine Steifigkeitsmatrix verwendet wird. Mithilfe einer solchen Steifigkeitsmatrix können zum Beispiel anhand von gemessenen Antastkräften oder vorherrschenden Beschleunigungen am Koordinatenmessgerät auftretende translatorische und rotatorische Strukturverformungen berechnet werden. Eine solche Steifigkeitsmatrix kann jeweils für ein betrachtetes Bauteil des Koordinatenmessgeräts, zum Beispiel eine Pinole, einen Tastkopf (zum Beispiel einen 3D-Tastkopf), oder einen Ständer oder einen Querträger, separat bestimmt werden und in dem Korrekturverfahren jeweils in separaten Schritten, die jeweils ein betrachtetes Bauteil betreffen, verwendet werden.
  • In der Druckschrift EP 0 684 447 A2 wird ein Verfahren zur Koordinatenmessung an Werkstücken mit einem Koordinatenmessgerät vorgestellt, bei dem die ermittelten Messwerte mit gespeicherten Korrekturwerten verrechnet werden, wobei die Korrekturwerte das elastische Biegeverhalten des Koordinatenmessgeräts beschreiben, indem
    • - die das Biegeverhalten charakterisierenden Größen für mehrere Stellungen des Tasters im Messbereich der Maschine bestimmt werden,
    • - die taststiftunabhängigen Anteile dieser Größen ermittelt und in Form von Korrekturwerten abgespeichert werden, die das von der Position der Messschlitten und zumindest von der auf das Werkstück ausgeübten Messkraft abhängige Biegeverhalten des Koordinatenmessgeräts beschreiben,
    • - die Korrekturwerte bei der anschließenden Koordinatenmessung an Werkstücken mit den Messwerten des Koordinatenmessgeräts verrechnet werden.
  • Bei dem in dieser Druckschrift vorgestellten Verfahren werden Steifigkeitsmatrizen für verschiedene Bauteile oder Bereiche eines Koordinatenmessgeräts entlang einer kinematischen Kette zur Korrektur von Messfehlern verwendet.
  • Solche Steifigkeitsmatrizen können insbesondere messtechnisch, insbesondere unter der Zuhilfenahme von entsprechenden Sensoren, bestimmt werden, zum Beispiel an einem Modell des betrachteten Koordinatenmessgeräts. Alternativ können Steifigkeitsmatrizen zum Beispiel mithilfe eines Simulationsmodells des betrachteten Koordinatenmessgeräts bestimmt werden.
  • Bei der messtechnischen Bestimmung kann die Struktur am Tool-Center-Point mit einer bestimmten Kraft oder Beschleunigung beaufschlagt werden. Anschließend wird die Auslenkung der Struktur gemessen. Hieraus können in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Tool-Center-Points im Messbereich des Koordinatenmessgeräts positionsabhängige Steifigkeitsmatrizen bestimmt werden. Neben translatorischen Einträgen kann eine solche Matrix auch rotatorische/deviatorische Einträge enthalten.
  • Auf prinzipiell ähnliche Art und Weise erfolgt eine Ermittlung einer Steifigkeitsmatrix mithilfe einer FEM-Simulation. Der Tool-Center-Point wird zum Beispiel virtuell mit einer Kraft oder die Struktur des Koordinatenmessgeräts wird mit einer Beschleunigung beaufschlagt. Hieraus resultieren jeweils messbare Deformationen, aus denen Streitigkeiten berechnet werden können.
  • In der Druckschrift EP 0 684 447 A2 wird eine Unterteilung des Messgeräts in verschiedene Bauteile/Bereiche, zum Beispiel die Pinole, den Ständer oder den Tisch vorgeschlagen. Eine solche Unterteilung kann als „Knotenmodell“ bezeichnet werden, wobei ein Knoten eine Schnittstelle zwischen zwei Bauteilen oder Bereichen darstellt. Die Berechnung der Deformationen an den Knoten bzw. am Tool-Center-Point ist dann durch eine vektorielle und rotationskorrigierte Superposition der jeweiligen Deformationen möglich.
  • Steifigkeitsmatrizen können einer Korrekturdatei abgelegt und in der Maschinensteuerung eines Koordinatenmessgeräts gespeichert werden. Die hinterlegten Steifigkeitsmatrizen bzw. hinterlegten Korrekturverfahren können abhängig vom Maschinenzustand sein und dementsprechend genutzt werden. Insbesondere können folgende Parameter hierbei berücksichtigt werden:
    • - Gewicht einer verwendeten Sonde, siehe hierzu auch US 2012 072 156 A1 ,
    • - Konfiguration der verwendeten Sonde (insbesondere Schwerpunktposition und Masse),
    • - aktuelle Position der Sonde in den drei Raumrichtungen (x, y, z) des Koordinatenmessgeräts,
    • - aktuelle Beschleunigung in den drei Raumrichtungen (a_x, a_y, a_z) des Portals,
    • - aktuelle Messkraft in den drei Raumrichtungen (F_x, F_y, F_z),
    • - Taststiftlänge in den drei Raumrichtungen (I_x, I_y, I_z),
    • - aktuell anliegende Momente, Berechnung zum Beispiel mittels der Formel M = I × F
    • - Antriebsmomente,
    • - Messkraftdosis gemäß Anwendersteuerung.
  • US 2012 072 156 A1 offenbart ein Verfahren zum Korrigieren von Messdaten einer Koordinatenmessmaschine, wobei die Koordinatenmessmaschine umfasst: einen Tisch, auf dem ein Gegenstand anzubringen ist; eine Pinole, an deren einem Ende eine Sonde austauschbar angebracht ist; und einen dreidimensionalen Bewegungsmechanismus, der eine relative Bewegung zwischen dem Tisch und der Pinole in eine dreidimensionale Richtung bewirkt, wobei das Verfahren umfasst: Messen jeweiliger geometrischer Fehler, die in dem dreidimensionalen Bewegungsmechanismus auftreten, wenn die Pinole mit unterschiedlichen Gewichten belastet wird; Speichern jeweiliger Korrekturparameter in einem Speicherabschnitt zum Korrigieren der für die unterschiedlichen Gewichte gemessenen geometrischen Fehler; Eingeben von Gewichtsinformationen der an der Pinole angebrachten Sonde; Lesen eines der Korrekturparameter, der den eingegebenen Gewichtsinformationen entspricht, aus dem Speicherabschnitt; und Korrigieren der Messdaten mit dem ausgelesenen Korrekturparameter.
  • Aktuelle Koordinatenmessgeräte, die zum Beispiel in Auslegerbauweise, Brückenbauweise oder Gantry-Bauweise, Portalbauweise oder Ständerbauweise konstruiert sind, weisen allgemein hohe Struktursteifigkeiten auf, sodass rotatorische Deformationen am Tool-Center-Point meistens im Hinblick auf die Messgenauigkeit eher nicht relevant sind. Es besteht jedoch die Tendenz, dass zukünftige Maschinengenerationen in leichterer und nachgiebigerer Art und Weise konstruiert sein werden. Dies führt dazu, dass hier die Relevanz von rotatorischen Deformationen zunimmt. Werden Fehler, die aufgrund rotatorischer Deformationen in der Struktur zustande kommen, nicht korrigiert, verursachen sie Positionsfehler, insbesondere bei Verwendung von langen Messsonden bzw. Tastern und optischen Sensoren. Derartige Rotationsfehler verringern somit die Messgenauigkeit eines Koordinatenmessgeräts.
  • Im statischen Lastfall ist eine Korrektur von statischen rotatorischen Deformationen mithilfe von Steifigkeitsmatrizen wie bereits beschrieben derart möglich, dass eine Messgenauigkeit erreicht werden kann, die hohen Anforderungen an die Messgenauigkeit genügt. Eine Korrektur von dynamischen, rotatorischen Deformationen hingegen gelingt nur bedingt.
    Durch sie verursachte Messfehler, insbesondere zwischen einer gemessenen Beschleunigung, die insbesondere an einem räumlich vom Tool-Center-Point entfernten Maßstab gemessen wird, und einer realen Beschleunigung am Tool-Center-Point, können mit den bekannten Methoden nicht korrigiert werden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur gegenüber dem Stand der Technik weiteren Verringerung von Messfehlern eines Koordinatenmessgeräts bereitzustellen, wobei dies insbesondere eine Verringerung solcher Messfehler betrifft, die durch dynamische, rotatorische Verformungen am Koordinatenmessgerät verursacht werden. Im Folgenden wird der Begriff des Koordinatenmessgeräts derart verstanden, dass in ihm auch Werkzeugmaschinen und Roboter enthalten sind, bei denen in einem Betrieb, insbesondere vor, nach oder bei der Bearbeitung eines Werkstücks, eine Koordinatenmessung an dem Werkstück stattfindet.
  • Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Verringerung von Messfehlern, insbesondere solcher Messfehler, die durch dynamische, rotatorische Verformungen verursacht werden, indem mithilfe eines Simulationsmodells, das zum Beispiel das strukturelle Verhalten des Koordinatenmessgeräts simulieren kann, mindestens ein Ort bestimmt wird, an dem/denen bei einem Messbetrieb des betreffenden Koordinatenmessgeräts am oder im Koordinatenmessgerät eine physikalische Größe auftritt, deren Betrachtung und Nutzung zur Verringerung von Messfehlern dienlich ist. Am realen Koordinatenmessgerät wird ein auftretender Wert der physikalischen Größe dann mithilfe eines passenden Sensors gemessen und zur Verringerung eines Messfehlers genutzt. Hierbei handelt es sich um einen Sensor, der zu diesem Zweck zusätzlich zu einem oder mehreren bestehenden Sensoren vorgesehen wird. Der oder die bestehenden Sensoren ist/sind hingegen solche Sensoren, die zur Koordinatenmessung verwendet werden. Der oder die bestehenden Sensoren zur Koordinatenmessung werden im Folgenden auch als „interne“ Sensoren bezeichnet.
  • Insbesondere wird vorgeschlagen ein Verfahren zur Verringerung von Messfehlern bei der Vermessung von Werkstücken durch ein Koordinatenmessgerät, insbesondere zur Verringerung solcher Messfehler, die durch dynamische, rotatorische Verformungen verursacht werden, aufweisend:
    • - Feststellen eines Ortes an oder in dem Koordinatenmessgerät, an dem bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts eine physikalische Größe auftritt, die mit einem Fehler einer Messgröße des Koordinatenmessgeräts korreliert, mithilfe eines Simulationsmodells,
    • - Aufstellen einer Korrelationsvorschrift zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten des Fehlers der Messgröße,
    • - Messen eines Wertes der physikalischen Größe mithilfe zumindest eines Sensors, der ausgestaltet ist, die physikalische Größe zu messen, an dem Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts,
    • - Nutzen des Wertes der physikalischen Größe zur Verringerung eines Fehlers eines Wertes der Messgröße mithilfe der Korrelationsvorschrift.
  • Das Verfahren ist grundsätzlich ausgestaltet, dass es, mindestens teilweise, insbesondere betreffend die beiden erstgenannten Aufzählungspunkte, während der Planung und/oder Konstruktion des Koordinatenmessgeräts angewendet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann es auf ein bestehendes Koordinatenmessgerät angewendet werden. Es ist zumindest auch denkbar und nicht ausgeschlossen, dass das Verfahren, sofern technisch machbar und möglich, mehrmals in Bezug auf dasselbe Koordinatenmessgerät angewendet wird, zum Beispiel jeweils spezifisch passend zu einer bestimmten Einsatzsituation des Geräts, oder, insbesondere individuell angepasst, auf mehrere Geräte desselben Typs von Koordinatenmessgerät.
  • Unter Messfehlern und Fehlern einer Messgröße werden insbesondere Abweichungen zwischen den durch das Koordinatenmessgerät ermittelten Messwerten, zum Beispiel betreffend x-, y- und z-Koordinaten (zum Beispiel eines zu vermessenden Bauteils), zum Beispiel am Tool-Center-Point, oder Rotationen um die x-, die y- und die z-Achse, zum Beispiel am am Tool-Center-Point, und den real vorliegenden, exakten Werten verstanden. Hierbei sind die x-, die y- und die z-Richtung als Richtungen eines vorgegebenen Koordinatensystems im Messbereich des Koordinatenmessgeräts zu verstehen. Die Messgröße kann insbesondere eine x-, y- oder z-Koordinate eines zu vermessenden Bauteils sein. Die Messgröße kann auch eine Koordinate oder ein Winkel eines Bauteils des Koordinatenmessgeräts sein, zum Beispiel eine Koordinate oder ein Winkel, der sich auf eine aktuelle Position und/oder Rotation des Tasters, des Portals, der Pinole oder des Tool-Center-Points bezieht.
  • Solche Messfehler können sich typischerweise im Falle von translatorischen Größen in der Größenordnung einiger Mikrometer befinden, jedoch auch deutlich kleiner oder deutlich größer sein. Es kann sich auch um Abweichungen von weiteren am oder im Koordinatenmessgerät gemessenen Größen handeln. Dies können zum Beispiel translatorische oder rotatorische Koordinaten, zum Beispiel Koordinaten eines Punktes eines Bauteils des Koordinatenmessgeräts, sein, oder Längungen/Dehnungen/Torsionswinkel/Verdrillungen eines Bauteils des Koordinatenmessgeräts, die zum Beispiel durch am Koordinatenmessgerät befindliche Sensoren gemessen werden und zum Beispiel zu einem Korrekturverfahren nach dem Stand der Technik beitragen. Messfehler können zum Beispiel durch dynamische Einflüsse an einem Bauteil des Koordinatenmessgeräts entstehen, zum Beispiel durch sich translatorisch und/oder rotatorisch auswirkende Eigenschwingungen oder Trägheitseinflüsse, insbesondere aufgrund anliegender Beschleunigungen, Schwingungen oder Kräfte. Ebenso können Messfehler aufgrund statischer Einflüsse an einem Bauteil des Koordinatenmessgeräts entstehen, zum Beispiel aufgrund einer Messkraft am Tool-Center-Point.
  • Der Begriff des Koordinatenmessgeräts umfasst Koordinatenmessgeräte in Auslegerbauweise, Brückenbauweise oder Gantry-Bauweise, Portalbauweise oder Ständerbauweise. Es besteht die Tendenz, dass zukünftige Maschinengenerationen in - verglichen mit heutigen Maschinengenerationen - leichterer und/oder nachgiebigerer Art und Weise konstruiert sein werden. Insbesondere auch derartige Koordinatenmessgeräte sind unter dem Begriff zu verstehen.
  • Grundsätzlich kann das Verfahren herangezogen werden zur Verringerung verschiedener Arten von Messfehler, auch solcher Messfehler, die durch während einer Messung vorliegende, statische oder nur vergleichsweise langsam veränderliche translatorische oder rotatorische Verformungen am Koordinatenmessgerät während eines Messbetriebs verursacht werden. Insbesondere und bevorzugt ist das Verfahren jedoch zur Verringerung von Messfehlern einsetzbar, die durch dynamische, rotatorische Verformungen am Koordinatenmessgerät entstehen.
  • Dynamische, rotatorische Verformungen beziehen sich insbesondere auf Verformungen mindestens eines Bauteils und/oder einer Baugruppe, bestehend aus mehreren Bauteilen, des Koordinatenmessgeräts. Ein Bauteil kann zum Beispiel eine Pinole, ein Ständer, ein Portal, ein Tastkopf (zum Beispiel ein 3D-Tastkopf) oder ein Tisch des Koordinatenmessgeräts sein. Es kann sich auch um eine Messsonde oder einen Taster handeln.
  • Der Begriff „dynamisch“ beschreibt insbesondere solche Verformungen, die während eines Messvorgangs eines Wertes oder einer nacheinander durchgeführten Messung einer geringen Anzahl von Werten durch das Koordinatenmessgerät zeitlich veränderlich sind, zum Beispiel derart, dass die Verformung um eine Mittellage, in der keine oder eine konstante Verformung vorliegt, schwingt, oder einmalig und kurz auftritt. Solche Verformungen können insbesondere aufgrund einer Schwingung, zum Beispiel einer Eigenschwingung eines Bauteils und/oder einer Baugruppe des Koordinatenmessgeräts während eines Messbetriebs, oder aufgrund anliegender Beschleunigungen entstehen.
  • Verformungen, insbesondere dynamische, rotatorische Verformungen, die insbesondere in einem Bereich an oder nahe einer Messsonde des Koordinatenmessgeräts auftreten, sind durch Sensoren, die räumlich entfernt, zum Beispiel nahe einer Grundplatte des Koordinatenmessgeräts, angeordnet sind, nicht oder nicht vollständig registrierbar. Hieraus können Messfehler resultieren. Insbesondere solche Messfehler können durch das vorgeschlagene Verfahren verringert werden.
  • Die ersten beiden Aufzählungspunkte können insbesondere zeitlich vor den weiteren beiden Aufzählungspunkten ausgeführt werden. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass auch im Zuge der ersten beiden Ausführungspunkte bereits weitere Arbeiten vorgesehen werden, die Arbeiten umfassen, die den weiteren beiden Aufzählungspunkten mindestens zum Teil entsprechen oder ähneln. So kann zum Beispiel zur Aufstellung der Korrelationsvorschrift zwischen der physikalischen Größe und dem Fehler der Messgröße bereits ein Sensor, der ausgestaltet ist, die physikalische Größe zu messen, zur Messung eines Wertes der physikalischen Größe an dem Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät bei einem Mess- oder insbesondere bei einem Versuchsbetrieb des Koordinatenmessgeräts genutzt werden. Der gemessene Wert der physikalischen Größe kann dann zum Beispiel zur Anpassung und/oder Validierung und/oder Verbesserung der Korrelationsvorschrift dienen. Die weiteren beiden Aufzählungspunkte sind insbesondere derart zu verstehen, dass sie die Umsetzung der Vorteile des Verfahrens in der praktischen Anwendung des Koordinatenmessgeräts beschreiben.
  • Das Simulationsmodell kann insbesondere ein FEM-Modell und/oder ein Mehrkörpersimulationsmodell und/oder eine sonstige Systemsimulation sein oder umfassen, zum Beispiel auch ein Reduced-Order-Modell, das gegenüber den beiden erstgenannten Simulationsmodellen im Umfang her verringert oder vereinfacht ist. Das Simulationsmodell kann sich insbesondere auf das Koordinatenmessgerät und/oder Bauteile und/oder Baugruppen des Koordinatenmessgeräts beziehen. Insbesondere kann das Simulationsmodell dazu dienen, einen Messvorgang des Koordinatenmessgeräts zu simulieren und statische und dynamische Verformungen von Bauteilen des Koordinatenmessgeräts und/oder Baugruppen des Koordinatenmessgeräts, insbesondere bei dem Messvorgang, zu simulieren. Simulierte Messvorgänge können dann mit entsprechenden realen Messvorgängen an dem Koordinatenmessgerät verglichen werden, insbesondere, um der Vergleich zwischen Simulation und realer Messung Werte von Messfehlern des Koordinatenmessgeräts bestimmen zu können. Hierbei kann es sich um verschiedene vordefinierte Messvorgänge handeln.
  • Alternativ oder zusätzlich können Werte von Messfehlern des Koordinatenmessgeräts auch alleine am realen Koordinatenmessgerät unter Einsatz entsprechender zusätzlicher Sensorik bestimmt werden. Hierzu können auch wiederum verschiedene vordefinierte Messvorgänge vorgenommen werden.
  • Eine Korrelation und eine Korrelationsvorschrift können insbesondere bestimmt werden, indem solche Werte von Messfehlern mit Werten der physikalischen Größe an dem Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät in Zusammenhang gesetzt werden. Diese Werte der physikalischen Größe können ebenfalls alternativ oder zusätzlich mithilfe des Simulationsmodells ermittelt werden. In diesem Fall können verschiedene vordefinierte Messvorgänge des Koordinatenmessgeräts betrachtet werden.
  • Allgemein können im Simulationsmodell, sofern es entsprechend ausgestaltet ist, Werte der physikalischen Größe als Eingangsgröße dienen, woraufhin Werte von Messfehlern ermittelt werden. Umgekehrt können, sofern das Simulationsmodell entsprechend ausgestaltet ist, gleichwohl Werte von Messfehlern als Eingangsgröße dienen, woraufhin Werte der physikalischen Größe ermittelt werden. Im Simulationsmodell können derartige Wertepaare in beiden Fällen zum Beispiel in Abhängigkeit von vordefinierten, verschiedenen Messvorgängen und/oder Lastfällen ermittelt werden.
  • Die Werte der physikalischen Größe können ebenfalls alternativ oder zusätzlich mithilfe von entsprechender zusätzlicher Sensorik am realen Koordinatenmessgerät ermittelt werden. In diesem Fall können gleichwohl vordefinierte, verschiedene Messvorgänge und/oder Lastfälle des Koordinatenmessgeräts betrachtet werden.
  • Zur Bestimmung der Korrelation und der Korrelationsvorschrift können mehrere Werte der physikalischen Größe an dem Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät mit mehreren Werten von Messfehlern des Koordinatenmessgeräts in Zusammenhang gesetzt werden, zum Beispiel mithilfe einer Regressionsgerade nach bekannten Verfahren. Kommt es aufgrund einer Vielzahl von betrachteten Wertepaaren in der Kalkulation des Zusammenhangs - zum Beispiel der Regressionsgerade - zur Situation, dass sich überbestimmte Gleichungssysteme ergeben, die keine exakte Lösung zulassen, kann ein Zusammenhang über bekannte Näherungsverfahren ermittelt werden.
  • Insbesondere können zum Beispiel folgende Parameter im Simulationsmodell als Eingangsgrößen berücksichtigt werden:
    • - Gewicht eines/-r verwendeten Tasters/Messsonde,
    • - Konfiguration der/des verwendeten Tasters/ Messsonde (insbesondere Schwerpunktposition und Masse),
    • - aktuelle Position des verwendeten Tasters/der verwendeten Messsonde in den drei Raumrichtungen (x, y, z) des Koordinatenmessgeräts,
    • - Aktuelle Positionen und Ausrichtungen (Winkel um die drei Raumrichtungen) von Bauteilen des Koordinatenmessgeräts,
    • - Aktuelle Beschleunigung in den drei Raumrichtungen (a_x, a_y, a_z) von Bauteilen des Portals,
    • - aktuelle Messkraft in den drei Raumrichtungen (F_x, F_y, F_z),
    • - Taststiftlänge in den drei Raumrichtungen (I_x, I_y, I_z),
    • - aktuell anliegende Momente, Antriebsmomente,
    • - Messkraftdosis gemäß Anwendersteuerung,
    • - Steifigkeitsmatrizen des Koordinatenmessgeräts,
    • - Modell eines zu vermessenden Werkstücks.
  • Der Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät kann jeglicher Ort an oder in einem Bauteil oder einer Baugruppe des Koordinatenmessgeräts sein. Insbesondere kann es sich um eine Position an oder in dem Koordinatenmessgerät mit einer entsprechenden Positionsangabe in einem Koordinatensystem handeln. Insbesondere kann der Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät nahe an einer Messsonde bzw. einem Taster liegen, z. B. an einer Pinole oder einem Portal. Es ist auch möglich, dass der Ort direkt an der Messsonde oder dem Taster liegt.
  • Die Feststellung des Ortes kann insbesondere bedeuten, dass ein Ort, an dem vermutet wird, dass eine physikalische Größe auftritt, die mit einem Fehler einer Messgröße des Koordinatenmessgeräts korreliert, mithilfe des Simulationsmodells genauer untersucht wird, woraufhin bestätigt wird, dass die physikalische Größe an dem Ort auftritt. Die Feststellung des Ortes kann alternativ oder zusätzlich bedeuten, dass mehrere Orte im Simulationsmodell betrachtet werden. An den mehreren Orten können verschiedene Korrelationen vorliegen. Von den mehreren Orten kann dann mindestens ein geeigneter, bei dem sich eine geeignete Korrelation aufzeigt, ausgewählt werden. Dies kann, zum Beispiel mithilfe eines Vergleichs der bei einem vordefinierten, mithilfe des Simulationsmodells simulierten Messvorgang erhaltenen Werte der physikalischen Größe an den mehreren Orten erfolgen. Insbesondere betragsmäßig im Vergleich hohe Werte der physikalischen Größe deuten auf einen geeigneten Ort hin, da betragsmäßig hohe Werte der physikalischen Größe eine höhere Aussagekraft und bessere Verwendbarkeit für die Aufstellung der Korrelation und der Korrelationsvorschrift bieten können.
  • Es ist möglich, dass mehrere Orte an oder in dem Koordinatenmessgerät festgestellt werden, an denen eine physikalische Größe auftritt, die mit einem Fehler einer oder den Fehlern mehrerer Messgröße/-n des Koordinatenmessgeräts korreliert. Entsprechend können mehrere Sensoren genutzt werden, zum Beispiel in Verbindung mit einer gemeinsamen Korrelationsvorschrift oder mit mehreren separaten Korrelationsvorschriften.
  • Es ist möglich, dass mehrere Orte an oder in dem Koordinatenmessgerät festgestellt werden, an denen bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts mehrere physikalische Größe/-n auftreten, die jeweils mit dem Fehler einer oder den Fehlern mehrerer Messgrößen des Koordinatenmessgeräts korrelieren. Es ist auch möglich, dass mehrere Orte an oder in dem Koordinatenmessgerät festgestellt werden, an denen bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts die gleiche physikalische Größe auftritt, wobei sie an jedem der mehreren Orte mit dem Fehler der Messgröße jeweils korreliert. Die Korrelationsvorschrift kann so ausgestaltet sein, dass sie die Eingabe und Verarbeitung von Werten mehrerer physikalischer Größen ermöglichen oder von Werten einer physikalischen Größe, die an mehreren Orten gemessen wird. In der Korrelationsvorschrift können Wechselwirkungen von mehreren physikalischen Größen berücksichtigt sein.
  • Die physikalische Größe kann, wie noch erläutert wird, insbesondere eine Dehnung oder eine Beschleunigung sein, die an einem Bauteil oder einer Baugruppe des Koordinatenmessgeräts auftritt. Die Dehnung oder die Beschleunigung kann/können translatorischer oder rotatorischer Natur sein, es kann sich also gleichwohl um eine Verdrillung bzw. um eine Winkelbeschleunigung handeln. Auch kann es sich bei der physikalischen Größe zum Beispiel um eine Längung oder um einen Torsionswinkel, eine Kraft oder ein Moment, eine mechanische Spannung, oder um eine Koordinate, eine Geschwindigkeit, eine Winkelgeschwindigkeit, eine Schwingungsamplitude oder eine Schwingungsfrequenz oder um eine elektrische oder magnetische physikalische Größe handeln. Es kann vorgesehen sein, dass es sich bei der physikalischen Größe um eine Temperatur handelt.
  • Eine Korrelation zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten eines Fehlers einer Messgröße des Koordinatenmessgeräts kann zum Beispiel ein linearer Zusammenhang zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten des Fehlers der Messgröße sein. Ein solcher linearer Zusammenhang kann insbesondere aus jeweils mindestens zwei ermittelten Werten, jeweils der Messgröße und der physikalischen Größe, ermittelt werden. Diese jeweils mindestens zwei ermittelten Werte können, wie oben auch beschrieben wird, insbesondere mithilfe des Simulationsmodells und/oder mithilfe entsprechender zusätzlicher Sensorik am realen Modell ermittelt werden. Eine solche Vorgehensweise, ggf. unter Verwendung von mehr als zwei Wertepaaren, ist auch zur Ermittlung anderer - zum Beispiel nicht linearer - Korrelationen und Korrelationsvorschriften möglich.
  • Zum Beispiel können Werte einer Dehnung oder Beschleunigung in einer bestimmten Richtung an einem Ort an einem Bauteil des Koordinatenmessgeräts, das nahe an einem Taster oder einer Messsonde befindlich ist, mit Werten von Messfehlern in einer anderen bestimmten Richtung der Höhe oder dem Betrag nach korrelieren. Eine Korrelation kann auch durch einen anderen Zusammenhang gekennzeichnet sein, der mathematisch darstellbar ist. Insbesondere kann eine Korrelation auch Abhängigkeiten, insbesondere lineare Abhängigkeiten, zwischen mehreren physikalischen Größen, die am gleichen Ort oder an mehreren Orten gemessen werden, oder der gleichen physikalischen Größe, die jedoch an mehreren Orten mithilfe eines Sensors gemessen wird, und dem Fehler der Messgröße bzw. mehreren Fehlern von verschiedenen Messgrößen aufweisen. Zum Beispiel können zwischen verschiedenen Dehnungsrichtungen und -arten an einem Ort oder Bauteil oder eine Baugruppe des Koordinatenmessgeräts geometrisch oder strukturell bedingte Zusammenhänge bestehen, ähnlich einer Steifigkeitsmatrix, die Einträge nicht nur auf ihrer Hauptdiagonalen besitzt, demgemäß auch deviatorische Anteile besitzt. Entsprechendes gilt auch für andere physikalische Größen.
  • Eine Korrelationsvorschrift ist eine mathematisch ausgedrückte Darstellung der Korrelation.
  • Die Korrelationsvorschrift kann weitere Eingangsgrößen erlauben und Abhängigkeiten aufweisen, insbesondere die Eingangsgrößen, die auch im Hinblick auf das Simulationsmodell als Eingangsgrößen genannt sind. Zum Beispiel kann es sich handeln um die aktuelle Position und/oder die aktuelle Ausrichtung (Winkel um die drei Raumrichtungen) des verwendeten Tasters oder der verwendeten Messsonde und/oder die aktuelle Position und/oder die aktuelle Ausrichtung (Winkel um die drei Raumrichtungen) eines weiteren Bauteils des Koordinatenmessgeräts, zum Beispiel eines 3D-Tastkopfes. Auch kann eine Korrelationsvorschrift von einer an einem Bauteil des Koordinatenmessgeräts vorhandenen Schwingungsfrequenz abhängig sein, es sind also frequenzabhängige Korrelationsvorschriften denkbar. Alternativ oder zusätzlich kann eine Korrelationsvorschrift von einer Dämpfung des Koordinatenmessgeräts, deren Wert zum Beispiel bekannt sein kann oder im Vorfeld bestimmt werden kann, abhängig sein. Es ist auch denkbar, dass in Abhängigkeit mindestens einer solchen Eingangsgröße mehrere Korrelationsvorschriften bestimmt werden. Derartige Korrelationsvorschriften ermöglichen eine von der aktuellen Position des verwendeten Tasters oder der verwendeten Messsonde oder weiterer Eingangsgrößen abhängige Verringerung von Messfehlern.
  • Es sei erwähnt, dass eine Korrelationsvorschrift und/oder Informationen zum Dämpfungsverhalten auch für einen Regelungsalgorithmus des Koordinatenmessgeräts, insbesondere in Bezug auf die Positionsbestimmung des Tasters oder des Tastbereichs des Tasters, verwendet werden kann/können.
  • Eine Korrelation kann im Vorfeld für einen örtlichen Bereich an dem oder in dem Koordinatenmessgerät bekannt sein oder vermutet werden, zum Beispiel ermittelt durch Messungen und/oder physikalische Untersuchungen (z. B. mittels zusätzlicher Sensorik) am Koordinatenmessgerät und/oder Simulationen wie bereits beschrieben. Mithilfe des Simulationsmodells kann dann zum Beispiel ein Ort innerhalb des örtlichen Bereichs festgestellt werden, an dem Werte der physikalischen Größe, zum Beispiel im Vergleich zu anderen Orten innerhalb des örtlichen Bereichs besonders hohe Werte der physikalischen Größe, messbar sind, sodass die Nutzung des Sensors zur Messung eines Wertes der physikalischen Größe an diesem Ort günstig erscheint.
  • Das Vorhandensein einer Korrelation kann alternativ im Vorfeld für einen konkreten Ort an dem oder in dem Koordinatenmessgerät vermutet werden, ebenfalls zum Beispiel aufgrund von Messungen und/oder physikalischen Untersuchungen (z. B. mittels zusätzlicher Sensorik) am Koordinatenmessgerät und/oder Simulationen. Mithilfe des Simulationsmodells kann dann festgestellt werden, ob oder dass an diesem Ort tatsächlich die vermutete physikalische Größe auftritt, das heißt, ob der Ort geeignet ist zur Nutzung eines Sensors zur Messung eines Wertes der physikalischen Größe. So können die Korrelation näher bestimmt werden und eine Korrelationsvorschrift aufgestellt werden. Alternativ kann eine Korrelation oder Korrelationsvorschrift mithilfe des Simulationsmodells oder auf andere Art und Weise ermittelt werden. Es ist auch möglich, eine Korrelation oder Korrelationsvorschrift ohne Nutzung des Simulationsmodells aufzustellen, zum Beispiel durch die Nutzung von zusätzlicher Sensorik am Koordinatenmessgerät, zum Beispiel in einem Testbetrieb des Koordinatenmessgeräts, wie bereits erklärt zum Beispiel mithilfe von mehreren vordefinierten Messvorgängen.
  • Die beiden weiteren Aufzählungspunkte des vorgestellten Verfahrens können insbesondere mindestens teilweise mithilfe einer in das Koordinatenmessgerät integrierten oder mit ihm verbundenen Recheneinheit und/oder Steuerung ausgeführt werden.
  • Der Sensor zur Messung der physikalischen Größe (hierin auch nur als „der Sensor“ bezeichnet), welcher in dem erfindungsgemäßen Vefahren eingesetzt wird, ist zusätzlich zu der am Koordinatenmessgerät ohnehin und standardmäßig vorhandenen Sensorik, die der Koordinatenmessung dient, vorgesehen. Es handelt sich um einen Sensor, der nicht zur direkten Koordinatenmessung verwendet wird. Er dient zur Messung von Werten der physikalischen Größe, die dann zur Fehlerverringerung der Koordinatenmessung verwendet werden. Der erwähnte Sensor zur Messung der physikalischen Größe ist somit vorzugsweise kein Sensor zu Koordinatenmessung. Der erwähnte Sensor zur Messung der physikalischen Größe ist somit vorzugsweise zusätzlich zu einem oder mehreren Sensoren vorhanden, der/die zur Koordinatenmessung dienen.
    Die physikalische Größe ist vorzugsweise keine Größe, die zur Koordinatenbestimmung an einem Werkstück dient. Die physikalische Größe ist insbesondere keine Koordinate. Insbesondere kann der Sensor ausgestaltet sein, eine Verformung oder Beschleunigung des Koordinatenmessgeräts, insbesondere eines Teils des Koordinatenmessgeräts, zu messen. Insbesondere kann der Sensor ausgestaltet sein, eine dynamische und/oder rotatorische Verformung oder eine Beschleunigung, die aufgrund rotatorischer und/oder dynamischer Einflüsse entsteht, zu messen.
  • Es kann vorgesehen sein, einen oder mehrere der Sensoren zur Messung der physikalischen Größe zu verwenden bzw. vorzusehen, auch wenn in dieser Beschreibung die Singular-Form verwendet wird.
  • Der Sensor ist allgemein ausgestaltet, die physikalische Größe zu messen, und kann insbesondere ein Beschleunigungssensor oder ein Dehnungssensor sein. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um einen Sensor handeln, der mindestens eine der weiteren genannten physikalischen Größen messen kann, zum Beispiel einen Kraft- oder Momentsensor, einen Temperatursensor, einen Hall-Sensor oder einen induktiven Sensor, zum Beispiel ein induktiver Wegaufnehmer. Insbesondere kann der Sensor ein langzeitstabiler Sensor sein. Der Sensor kann somit ausgewählt sein aus einem oder mehreren dieser genannten Sensoren.
  • Der Sensor kann an dem Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät, an dem die zu messende physikalische Größe auftritt, in lösbarer oder fester Weise montiert oder verbaut sein. Er kann mit dem Koordinatenmessgerät über ein integrales Teil verbunden sein. Es ist auch denkbar, dass ein Sensor, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Art des Messbetriebs oder eines zu vermessenden Werkstücks, an verschiedenen Orten an oder in dem Koordinatenmessgerät montierbar ist. Weiterhin ist ein Sensor denkbar, der mehrere verschiedene physikalische Größen messen kann.
  • Mithilfe der Korrelationsvorschrift kann auf einen Fehler des Wertes der durch das Koordinatenmessgerät gemessenen Messgröße geschlossen werden. Ein solcher Fehler kann dann aus einem Wert der Messgröße herausgerechnet werden, zum Beispiel mittels Subtraktion. Der nunmehr korrigierte Wert der Messgröße kann zum Beispiel durch das Koordinatenmessgerät oder eine angeschlossene Datenverarbeitungseinrichtung ausgegeben werden. Die Beschreibung der Maschinenbewegung des Koordinatenmessgeräts und die Messgenauigkeit können somit verbessert werden.
  • Allgemein sei weiterhin erwähnt, dass, insbesondere, um verschieden geformte Objekte abtasten und vermessen zu können, am Koordinatenmessgerät unterschiedliche Taster oder Tastköpfe verwendbar sein können. Taster oder Tastköpfe können daher automatisch oder manuell austauschbar sein. Verschiedene Taster können zum Beispiel gleichzeitig montierbar sein und/oder zum Beispiel mit Hilfe von Drehgelenken zwischen Pinole und Taster durch eine Schwenkbewegung austauschbar sein. Mithilfe einer Anwendungs- oder Steuerungssoftware kann zum Beispiel festlegbar sein, welcher Taster aktuell verwendet wird. Zur Verwendung verschiedener Taster kann die Definition eines gemeinsamen Bezugspunkts an der Pinole notwendig sein. Dieser Bezugspunkt kann ein vordefinierter Ort an der Pinole sein, zum Beispiel an der Unterseite der Pinole und/oder einem Anschlussbereich. Zum Beispiel kann es sich um den Schnittpunkt von zwei Drehachsen eines Dreh-/Schwenkgelenks handeln, das zum Wechseln zwischen verschiedenen Tastern dient. Das Verhalten von unterschiedlichen Tastern oder Tastköpfen, zum Beispiel das strukturelle, dynamische Verhalten, können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mithilfe von unterschiedlichen Simulationsmodellen dargestellt werden. Alternativ oder zusätzlich können unterschiedliche Taster durch unterschiedliche Eingangs-/Geometrieparameter innerhalb eines gemeinsamen Simulationsmodells dargestellt werden. Messfehler von verschiedenen Tastern können mithilfe eines jeweils zugehörigen oder entsprechend angepassten Simulationsmodells und/oder mithilfe einer jeweils passenden Korrelationsvorschrift korrigiert werden. Daher kann insbesondere mithilfe einer Anwendungs- oder Steuerungssoftware des Koordinatenmessgeräts eine Auswahlmöglichkeit für einen aktuell zu verwendenden Taster gegeben sein, insbesondere am Koordinatenmessgerät. Eine passende Korrelationsvorschrift (und demgemäß auch ein entsprechendes Simulationsmodell) kann demgemäß zur Korrektur verwendet werden.
  • In einer kombinatorischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erfindungsgemäße Verfahren in Bezug auf den gemeinsamen Bezugspunkt an der Pinole zunächst derart angewendet, dass Positionsfehler in dessen drei Koordinatenrichtungen verringert werden. Daraus ergibt sich eine fehlerkorrigierte Position pb des Bezugspunktes. Zusätzlich wird das erfindungsgemäße Verfahren verwendet, um die Auswirkungen von rotatorischen Verformungen auf die verwendeten Taster zu verringern. Für den aktuellen Taster kann ein Tastervektor t bestimmt werden, der vom gemeinsamen Bezugspunkt zum Tasterbereich des Tasters zeigt. Die rotatorische Verformung wird auf bekannte Weise in eine Rotationsmatrix R umgerechnet. Die fehlerbereinigte Position p des Tasterbereichs wird dann mithilfe der folgenden Formel berechnet: p = pb + R · t. Die beiden genannten Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Rahmen der kombinatorischen Ausgestaltung können auch einzeln angewendet werden.
  • Das vorgestellte Verfahren stellt eine Möglichkeit dar, Messfehler zu verringern, insbesondere solche Messfehler, die durch dynamische, rotatorische Verformungen am Koordinatenmessgerät, die sich letztendlich auf den Tool-Center-Point auswirken, entstehen und solche Messfehler, die mithilfe der im Stand der Technik bekannten Verfahren nicht korrigiert werden können. Das vorgestellte Verfahren ist vom Aufwand her überschaubar, preisgünstig und einfach und schnell implementierbar. Insbesondere zukünftige Maschinengeneration, die leichte und nachgiebige Bauteile aufweisen, können durch das Verfahren in der Messgenauigkeit verbessert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens ist die physikalische Größe eine Dehnung oder eine Beschleunigung. Die Nutzung bzw. Betrachtung einer Dehnung als physikalische Größe ermöglicht den Einsatz besonders genauer, unempfindlicher und zuverlässiger Sensoren. Hieraus folgt insbesondere eine hohe Genauigkeit der Messungen, die daher für eine besonders exakte Fehlerkorrektur verwendet werden können. Mögliche Typen von Sensoren umfassen zum Beispiel: einen Ansetzaufnehmer oder einen optischen Dehnungssensor, insbesondere ein Videoextensometer. Weitere mögliche Typen von Sensoren sind zum Beispiel: Laserextensometer, Laser-Speckle-Extensometer, optische Grauwertkorrelation (Kreuzkorrelation von stochastischen Mustern auf einer Oberfläche an dem Ort), Traversenwegaufnehmer, Dehnungsmessstreifen, piezoelektrisch arbeitende Systeme. Insbesondere kann so außerdem ein berührungsloser oder sehr leichter Sensor verwendet werden. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch die mechanischen Eigenschaften des Koordinatenmessgeräts, zum Beispiel das Eigengewicht sowie Massenträgheits- und Deviationsmomente, unverändert oder weitgehend unverändert bleiben können. Dies vermeidet oder verringert Folgefehler aufgrund veränderter mechanischer Eigenschaften. Manche Dehnungssensoren sind überdies besonders preisgünstig, zum Beispiel ein Dehnungsmessstreifen. Weiterhin können Sensoren mit hoher zeitlicher Auflösung verwendet werden. Piezoelektrisch arbeitende Dehnungssensoren können zum Beispiel in Frequenzbereichen von weniger als 0,5 Hz bis hin zu mehr als 100.000 Hz verwendet werden, Videoextensometer bei bis ca. 4.000 Hz. Ein hohes zeitliches Auflösungsvermögen ist insbesondere für möglichst exakte Messungen bei dynamischen Verformungen, zum Beispiel aufgrund von Eigenschwingungen eines Bauteils des Koordinatenmessgeräts, von Vorteil.
  • Die Nutzung einer Beschleunigung als physikalische Größe ermöglicht ebenfalls die Nutzung besonders genauer, unempfindlicher und zuverlässiger Sensoren. Hieraus folgt wiederum insbesondere eine hohe Genauigkeit der Messungen, die daher für eine besonders exakte Fehlerkorrektur verwendet werden können. Mögliche Typen von Sensoren umfassen zum Beispiel: Systeme mit biegsamen Quarz-Stäbchen (z. B. Q-Flex), Systeme mit magnetisch stabilisierten Massen, piezoelektrische Systeme oder MEMS-Systeme („micro-electro mechanical system“), Systeme mit magnetischer Induktion, Systeme mit Ferraris-Sensor, wobei letztere insbesondere in hochdynamischen Antrieben verwendet werden. Insbesondere kann ein sehr leichter Sensor verwendet werden, dies kann z. B. auf ein MEMS-System zutreffen. Dies ist aus den bereits zuvor genannten Gründen vorteilhaft. Dies vermeidet oder verringert Folgefehler aufgrund veränderter mechanischer Eigenschaften. Weiterhin können Sensoren mit sehr hoher zeitlicher Auflösung verwendet werden, z. B. piezoelektrisch arbeitende Beschleunigungssensoren.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens wird an dem Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät eine konstruktive Maßnahme, insbesondere eine Verrippung, derart vorgenommen, dass durch den Sensor messbare Dehnungs- oder Beschleunigungswerte an dem Ort betragsmäßig erhöht sind.
  • Hierbei kann es sich insbesondere um mindestens eine Rippe, mindestens einen Steg, mindestens einen Hebel, mindestens einen Absatz oder mindestens ein vergleichbares konstruktives Merkmal handeln, das einen mithilfe des Sensors messbaren Dehnungswert oder Beschleunigungswert an dem Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät erhöhet. Eine Messung von höheren Dehnungs- oder Beschleunigungswerten kann zu einer höheren Aussagegüte und Genauigkeit einer solchen Messung führen. Liegen allgemein betragsmäßig höhere Dehnungs- oder Beschleunigungswerte vor, kann zum Beispiel exakter zwischen verschiedenen Werten bei vorgegebenem Auflösungsvermögen des Sensors differenziert werden. Insbesondere können auch Zustände, in denen nur ein geringer Dehnungswert oder Beschleunigungswert an einem Bauteil/einer Baugruppe des Koordinatenmessgeräts vorliegt, vergleichsweise exakt erkannt werden, wenn hieraus resultierende Dehnungs- oder Beschleunigungswerte durch die konstruktive Maßnahme erhöht sind. Mithilfe der vorgestellten Ausgestaltung kann die letztendliche Verringerung von Messfehlern des Koordinatenmessgeräts in ihrer Genauigkeit gesteigert werden, Messfehler können also noch effektiver verringert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Simulationsmodell ein FEM-Modell und/oder ein Mehrkörpersimulationsmodell und/oder ein Reduced-Order-Modell. Insbesondere kann es sich um ein Modell mindestens eines Teils des Koordinatenmessgeräts handeln. Allgemein kann ein besonders umfangreiches, detailliertes und/oder genau arbeitendes Simulationsmodell, zum Beispiel ein FEM-Modell, das die Simulation von statischen und dynamischen Verformungen an und in dem Koordinatenmessgerät und auch zum Beispiel von Temperatureinflüssen an und in dem Koordinatenmessgerät ermöglicht, einerseits dazu führen, dass ein geeigneter Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät mit hoher Genauigkeit festgestellt wird. Weiterhin kann ein solches Modell auch, soweit es dazu verwendet wird, hilfreich sein, eine besonders genaue Korrelationsvorschrift zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten des Fehlers der Messgröße zu ermitteln. Mithilfe einer solchen Ausgestaltung kann die letztendliche Verringerung von Messfehlern des Koordinatenmessgeräts in ihrer Genauigkeit gesteigert werden, Messfehler können also noch effektiver verringert werden.
  • Ein Mehrkörpersimulationsmodell und/oder ein Reduced-Order-Modell kann/können vom Umfang her deutlich einfacher sein als ein FEM-Modell. Die beiden erstgenannten Modelltypen eignen sich daher besonders gut, um bei der Feststellung eines Ortes an oder in dem Koordinatenmessgerät Rechenleistung und Zeit zu sparen. Ein Reduced-Order-Modell kann zum Beispiel ein reduziertes FEM-Modell oder ein reduziertes Mehrkörpersimulationsmodell oder ein vereinfachender analytischer oder numerischer, ggf. empirischer Zusammenhang sein, wobei lediglich wesentliche Einflüsse simuliert werden. Insbesondere kann es sich um ein lineares oder linearisiertes Modell handeln, bei dem Einflüsse und/oder Verformungen und/oder mathematische Terme höherer Ordnung nicht betrachtet werden. Ein mathematischer Term höherer Ordnung kann zum Beispiel ein solcher Term sein, in dem zwei Variablen, die Werte von geringen Verformungen oder Dehnungen repräsentieren, miteinander multipliziert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur weiteren Verringerung des Fehlers des Wertes der Messgröße zusätzlich ein von einem internen Sensor des Koordinatenmessgeräts gemessener Wert verwendet. Als „interner Sensor“ (oder auch: standardmäßig vorhandener Sensor) werden solche Sensoren des Koordinatenmessgeräts bezeichnet, die unabhängig von dem hier vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahren ohnehin im Koordinatenmessgerät vorhanden sind und zur Koordinatenmessung - unabhängig von der erfindungsgemäßen Fehlerverringerung - dienen. Hierbei kann es sich insbesondere um schaltende optische und/oder taktile Sensoren und/oder um messende optische und/oder taktile Sensoren handeln, deren Ausgestaltungen oder Typen dem Fachmann bekannt sind.
  • Der Wert der Messgröße kann insbesondere ein Wert einer von dem Koordinatenmessgerät gemessenen Koordinate sein. Auch ein Wert von einem weiteren am Koordinatenmessgerät vorhandenen Sensor, zum Beispiel einem Winkel, Dehnungs- oder Beschleunigungssensor, kann verwendet werden. Demgemäß kann es sich insbesondere um einen Wert eines Winkels, einer Dehnung oder einer Beschleunigung handeln.
  • Ein solcher Wert kann insbesondere im Rahmen der Korrelationsvorschrift verwendet werden. So ist es zum Beispiel möglich, dass das mechanische Systemverhalten - zum Beispiel Steifigkeiten - des Koordinatenmessgeräts von einer aktuellen x-, y- oder z-Position des Tasters bzw. der Messsonde oder von anliegenden Winkeln, zum Beispiel des Tasters oder der Messsonde oder eines anderen Bauteils/einer anderen Baugruppe abhängt. Auch eine Abhängigkeit des Systemverhaltens von Dehnungen und/oder Beschleunigungen ist möglich. Insoweit kann auch die Korrelationsvorschrift von diesen Positionen des Tasters oder der Messsonde und/oder von den genannten Winkeln, zwecks Steigerung der Aussagegüte abhängen.
  • Die Nutzung der von internen Sensoren gemessenen Werte kann die Messgenauigkeit weiter erhöhen.
  • Die Erfindung offenbart ferner ein Verfahren zur Verringerung von Messfehlern bei der Vermessung von Werkstücken durch ein Koordinatenmessgerät, insbesondere zur Verringerung solcher Messfehler, die durch dynamische, rotatorische Verformungen an dem Koordinatenmessgerät verursacht werden, aufweisend:
    • - Identifizieren eines internen Sensors an oder in dem Koordinatenmessgerät, an dem bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts eine physikalische Größe auftritt, die mit einem Fehler einer Messgröße des Koordinatenmessgeräts korreliert, mithilfe eines Simulationsmodells,
    • - Aufstellen einer Korrelationsvorschrift zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten des Fehlers der Messgröße,
    • - Messen eines Wertes der physikalischen Größe mithilfe des internen Sensors bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts,
    • - Nutzen des Wertes der physikalischen Größe zur Verringerung eines Fehlers eines Wertes der Messgröße mithilfe der Korrelationsvorschrift.
  • Im Unterschied zu vorangehend offenbarten Verfahren wird in diesem Verfahren ein interner Sensor (Sensor zur Koordinatenmessung) auch zur Messung der physikalischen Größe eingesetzt, also zur Koordinatenmessung und zur Messung der physikalischen Größe. Es wird vorzugsweise kein weiterer zuvor erwähnter Sensor, der sich von einem Koordinatenmessensor unterscheidet, zur Messung der physikalischen Größe verwendet.
  • Soweit vorgestellte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch auf dieses Verfahren anwendbar sind, sind sie an dieser Stelle auch offenbart.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren zusätzlich folgenden Schritt auf:
    • - Anpassen und/oder Validieren des Simulationsmodells mithilfe einer Deformationsmessung am Koordinatenmessgerät und/oder mithilfe von messtechnisch ermittelten Daten zu Eigenmoden und/oder dem dynamischen Systemverhalten des Koordinatenmessgeräts.
  • Eine Anpassung und/oder eine Validierung des Simulationsmodells kann insbesondere vor einer Nutzung des Simulationsmodells zur Feststellung eines Ortes an oder in dem Koordinatenmessgerät und vor einer Aufstellung der Korrelationsvorschrift erfolgen.
  • Deformationsmessungen am Koordinatenmessgerät können insbesondere mithilfe dem Fachmann bekannter Sensoren durchgeführt werden, die zusätzlich am Koordinatenmessgerät angebracht werden, wobei an einem Taster oder einer Messsonde zum Beispiel eine vorbestimmte Kraft oder ein vorbestimmtes Moment anliegt oder eine bestimmte Verformung eingestellt wird. Im Simulationsmodell können daraufhin zum Beispiel eine solche Last- oder Verformungssituation nachgestellt werden und daraufhin ggf. Anpassungen am Simulationsmodell, zum Beispiel an implementierten Steifigkeits-oder Nachgiebigkeitswerten oder -matrizen oder an Rand- oder Übergangsbedingungen zwischen Bauteilen/Baugruppen des simulierten Koordinatenmessgeräts, vorgenommen werden. Ebenso können Anpassungen an der konzeptionellen Ausgestaltung des Simulationsmodells, zum Beispiel im Hinblick auf eine Vernetzung im Falle eines FEM-Modells, vorgenommen werden.
  • Messtechnisch ermittelte Daten zu Eigenmoden und/oder dem dynamischen Systemverhalten des Koordinatenmessgeräts können ebenfalls mithilfe bekannter Sensoren ermittelt werden. Eine bestimmte Eigenfrequenz insbesondere eines Bauteils kann zum Beispiel im Rahmen eines Versuchs mittels Schwingungsanregungen an dem oder einem anderen Bauteil des Koordinatenmessgeräts erzeugt werden. Die hierbei auftretenden Amplituden und Frequenzen, insbesondere betreffend das Resonanzverhalten, können hierbei gemessen werden. Eine bestimmte dynamische Bewegung insbesondere eines Bauteils kann zum Beispiel im Rahmen eines Versuchs an dem oder einem anderen Bauteil mittels entsprechender Aktoren erzeugt werden. Das hierbei auftretende dynamische Systemverhalten kann hierbei gemessen werden, zum Beispiel translatorische und/oder rotatorische Auslenkungen, Biegungen, Dehnungen, Beschleunigungen und/oder Geschwindigkeiten.
  • Im Simulationsmodell können daraufhin ebenfalls zum Beispiel derartige Eigenmoden oder Bewegungssituationen nachgestellt werden und daraufhin ggf. Anpassungen am Simulationsmodell, zum Beispiel an implementierten Steifigkeits-oder Nachgiebigkeitswerten oder -matrizen oder an Rand- oder Übergangsbedingungen, vorgenommen werden. Ebenso können Anpassungen an der konzeptionellen Ausgestaltung des Simulationsmodells, zum Beispiel im Hinblick auf eine Vernetzung im Falle eines FEM-Modells, vorgenommen werden.
  • Mithilfe einer solchen Anpassung oder Validierung kann die Qualität des Simulationsmodells verbessert werden. Besitzt das Simulationsmodell eine hohe Qualität, kann der Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät mit höherer Genauigkeit bestimmt werden. Insbesondere kann außerdem, falls die Korrelationsvorschrift mithilfe des Simulationsmodells ermittelt wird, gleichsam die Qualität der Korrelationsvorschrift verbessert werden, mithin also die Korrelationsvorschrift einen genaueren Zusammenhang zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten des Fehlers der Messgröße darstellen. Somit werden Messfehler weiter reduziert.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren zusätzlich folgenden Schritt auf:
    • - Anpassen und/oder Validieren der Korrelationsvorschrift mithilfe von Messdaten, die durch die Nutzung von zusätzlichen Sensoren bei einem Messbetrieb oder bei einem Testbetrieb des Koordinatenmessgeräts gewonnen werden.
  • Mithilfe zusätzlicher Sensoren, die dem Fachmann bekannt sind, und mit ihnen ermittelter Messdaten können Messfehler des Koordinatenmessgeräts erkannt und quantifiziert werden. Hierdurch kann mittels entsprechender Anpassung die Genauigkeit der Korrelationsvorschrift, insbesondere, wenn sie mithilfe eines Simulationsmodells ermittelt worden ist, weiter verbessert werden und/oder validiert werden. Somit können Messfehler des Koordinatenmessgeräts weiter reduziert werden.
  • Es können Messdaten aus Versuchen verwendet werden, also aus einem Testbetrieb des Koordinatenmessgeräts. Hier kann es sich grundsätzlich, wie bereits beschrieben, zum Beispiel um Deformationsmessungen oder um Versuche zu Eigenmoden und/oder dem dynamischen Systemverhalten des Koordinatenmessgeräts handeln. Gleichwohl können auch Messdaten aus dem normalen Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts verwendet werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens werden mithilfe des Simulationsmodells und/oder eines anderen Simulationsmodells mögliche Auswirkungen einer Messunsicherheit und/oder einer Toleranz des Sensors auf den Fehler des Wertes der Messgröße ermittelt, indem Werte der physikalischen Größe als Eingangswerte des Simulationsmodells und/oder des anderen Simulationsmodells in den Grenzen der Messunsicherheit und/oder der Toleranz variiert werden.
  • Sensoren besitzen grundsätzlich eine bekannte oder zu ermittelnde Messungenauigkeit. Das heißt, dass ein durch einen Sensor ausgegebener Messwert der physikalischen Größe mit dem realen Wert insoweit übereinstimmt, als dass der reale Wert innerhalb eines Intervalls (Messunsicherheit und/oder Toleranz) um den ausgegebenen Messwert herum liegt.
  • In dem Simulationsmodell, das zur Feststellung eines Ortes an oder in dem Koordinatenmessgerät dient, oder in einem anderen Simulationsmodell (z. B. FEM-Modell, Mehrkörpersimulation und/oder Reduced-Order-Modell insbesondere des Koordinatenmessgeräts) ist es sinnvoll, Werte der physikalischen Größe an dem entsprechenden Ort, an dem der Sensor genutzt wird, innerhalb dieses Intervalls zu variieren. Diese variierten Werte dienen dann als Eingangswerte des verwendeten Simulationsmodells. Anschließend können dann die Abweichungen von Messgrößen des Koordinatenmessgeräts voneinander, die aufgrund der Variationen entstehen, ermittelt werden. Hieraus können wiederum mögliche Werte von Messfehlern des Koordinatenmessgeräts ermittelt werden, die von der Messungenauigkeit des Sensors - repräsentiert durch die innerhalb des Intervalls variierten Eingangswerte - abhängen, zum Beispiel mit bekannten Fehlerfortpflanzungsgesetzen.
  • Derartige Abweichungen können dementsprechend bei der Verwendung des vorgestellten Verfahrens auftreten. Es ist vorteilhaft, sie quantifizieren zu können, zum Beispiel beim Erstellen eines „digitalen Zwillings“, also einer digitalen, modellhaften Repräsentanz des Koordinatenmessgeräts insbesondere zum Zwecke der Simulation, Erprobung und Weiterentwi ckl u ng.
  • In dem Simulationsmodell, das zur Feststellung eines Ortes an oder in dem Koordinatenmessgerät dient, oder in einem anderen Simulationsmodell (z. B. FEM-Modell, Mehrkörpersimulation und/oder Reduced-Order-Modell insbesondere des Koordinatenmessgeräts) kann es gleichwohl sinnvoll sein, Werte der Geometrie und Materialbeschaffenheit des Koordinatenmessgeräts und/oder von Teilen desselben (z. B. die Dicke oder die Materialbeschaffenheit eines Halters und/oder eines Trägers etc.) in real möglichen Toleranzen zu variieren. Diese variierten Werte dienen dann als Eingangswerte des verwendeten Simulationsmodells. Anschließend können dann die Abweichungen von Messgrößen des Koordinatenmessgeräts voneinander, die aufgrund der Variationen entstehen, ermittelt werden. Hieraus können wiederum mögliche Messfehler des Koordinatenmessgeräts ermittelt werden, die von der Geometrie und Materialbeschaffenheit des Koordinatenmessgeräts und/oder Teilen desselben - repräsentiert durch die innerhalb des Intervalls variierten Eingangswerte - abhängen, zum Beispiel mit bekannten Fehlerfortpflanzungsgesetzen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren zusätzlich auf:
    • - Feststellen eines weiteren Ortes an oder in dem Koordinatenmessgerät mithilfe des Simulationsmodells und/oder eines weiteren Simulationsmodells, an dem bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts eine weitere physikalische Größe auftritt, die mit dem Fehler der Messgröße des Koordinatenmessgeräts korreliert,
    • - Nutzen von Werten der weiteren physikalischen Größe bei der Aufstellung der Korrelationsvorschrift,
    • - Messen eines Wertes der weiteren physikalischen Größe mithilfe eines weiteren Sensors, der ausgestaltet ist, die weitere physikalische Größe zu messen, an dem weiteren Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts,
    • - Nutzen des Wertes der weiteren physikalischen Größe zur Verringerung des Fehlers des Wertes der Messgröße mithilfe der Korrelationsvorschrift.
  • Mithilfe der Nutzung einer weiteren physikalischen Größe kann die Verringerung von Messfehlern mithilfe des vorgestellten Verfahrens weiter verbessert werden. Grundsätzlich kann die weitere physikalische Größe ähnlich oder gleich beschaffen sein, wie die physikalische Größe - es kann sich zum Beispiel in beiden Fällen um eine Dehnung in einer übereinstimmenden, vordefinierten Richtung handeln, jedoch an zwei verschiedenen Orten an oder im Koordinatenmessgerät. Gleichwohl kann die weitere physikalische Größe sich von der physikalischen Größe in ihrer Art unterscheiden. Die Korrelationsvorschrift enthält nunmehr zusätzlich die weitere physikalische Größe, zum Beispiel kann jeweils ein zum Beispiel linearer Zusammenhang zwischen der physikalischen Größe und der weiteren physikalischen Größe sowie dem Fehler der Messgröße des Koordinatenmessgeräts vorliegen. Ebenfalls kann eine Wechselbeziehung zwischen der physikalischen Größe und der weiteren physikalischen Größe bestehen, zum Beispiel ähnlich einer Steifigkeitsmatrix, zum Beispiel, wenn es sich bei der physikalischen Größe und der weiteren physikalischen Größe um Dehnungen bzw. Längenänderungen handelt.
  • Die obigen Bemerkungen und Vorteile in Bezug auf die oben vorgestellten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten, soweit anwendbar, insbesondere entsprechend auf das weitere Simulationsmodell, den weiteren Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät, die weitere physikalische Größe und den weiteren Sensor.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist die weitere physikalische Größe eine Dehnung oder eine Beschleunigung. Die obigen Bemerkungen und Vorteile gelten, soweit anwendbar, entsprechend.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen ein Koordinatenmessgerät, wobei das Koordinatenmessgerät mindestens einen Sensor aufweist, wobei der Sensor an einem Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät vorgesehen ist,
    wobei an dem Ort bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts eine physikalische Größe auftritt, die mit einem Fehler einer Messgröße des Koordinatenmessgeräts korreliert, wobei das Koordinatenmessgerät ausgestaltet ist, mithilfe des Sensors, der ausgestaltet ist, die physikalische Größe zu messen, einen Wert der physikalischen Größe an dem Ort bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts zu messen.
  • Insbesondere kann das Koordinatenmessgerät derart ausgestaltet sein, dass es zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden kann. Die Beschreibungen in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere in Bezug auf Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, gelten analog auch für das erfindungsgemäße Koordinatenmessgerät, das ebenfalls dementsprechend ausgestaltet sein kann.
  • Insbesondere kann die physikalische Größe eine Dehnung oder Beschleunigung sein. Der Sensor kann ein Dehnungssensor oder ein Beschleunigungssensor sein. Das Koordinatenmessgerät kann insbesondere eine konstruktive Maßnahme aufweisen, insbesondere eine Verrippung, die derart ausgestaltet ist, dass durch den Sensor messbare Dehnungs- oder Beschleunigungswerte an dem Ort betragsmäßig erhöht sind. Das Koordinatenmessgerät kann insbesondere einen internen Sensor aufweisen und derart ausgestaltet sein, dass zur Verringerung des Fehlers des Wertes der Messgröße zusätzlich ein von dem internen Sensor gemessener Wert verwendet werden kann. Die obigen Bemerkungen in Bezug auf den Begriff der „internen Sensoren“, die die standardmäßigen, bestehenden und bekannten Sensoren des Koordinatenmessgeräts, die zur Koordinatenmessung dienen, bezeichnen, gelten analog.
  • Das Koordinatenmessgerät kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass der Ort mithilfe eines Simulationsmodells bestimmt ist. Auf die entsprechenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere zu dem Simulationsmodell und dessen Vorteile, wird Bezug genommen.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist das Koordinatenmessgerät eine Schnittstelle zu einer internen oder angekoppelten externen Recheneinheit auf, wobei das Koordinatenmessgerät derart ausgestaltet ist, dass mittels der internen oder angekoppelten externen Recheneinheit ein mithilfe des Sensors gemessener Wert der physikalischen Größe mithilfe einer Korrelationsvorschrift zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten des Fehlers der Messgröße zur Verringerung eines Fehlers eines Wertes der Messgröße genutzt wird.
  • Die interne Recheneinheit kann insbesondere ein in das Koordinatenmessgerät integrierter Computer oder eine integrierte Steuerungseinheit sein. Die angekoppelte externe Recheneinheit kann insbesondere ein/eine mit dem Koordinatenmessgerät drahtgebunden und/oder drahtlos verbundener Computer/verbundene Steuerungseinheit sein.
  • Die entsprechenden Beschreibungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere in Bezug auf die Recheneinheit, die Korrelationsvorschrift und die Fehlerverringerung des Wertes der Messgröße, gelten analog. Auf sie wird Bezug genommen.
  • In einer vorteilhaften, erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Sensor ein Dehnungssensor oder ein Beschleunigungssensor. Die Beschreibungen und Vorteile in Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten analog, auf sie wird Bezug genommen.
  • Allgemein kann das Koordinatenmessgerät in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung derart eingerichtet sein, dass es zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden kann. Dies bezieht sich entsprechend auf die verschiedenen Ausgestaltungen des Koordinatenmessgeräts. Die Beschreibungen in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere auch in Bezug auf Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, gelten analog auch für das erfindungsgemäße Koordinatenmessgerät, das ebenfalls dementsprechend ausgestaltet sein kann. Angewendet werden können die Sachverhalte, die Beschreibungen des Verfahrens darstellen, analog auf das Koordinatenmessgerät. Auf die Beschreibungen des Verfahrens wird daher Bezug genommen.
  • Ausführungsbeispiele der vorgestellten Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
    • 1: eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 2a: eine schematische Darstellung eines Koordinatenmessgeräts, das bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt wird, wobei der Tastbereich sich auf einer vorbestimmten, tiefen Vertikalposition (z-Achse) befindet,
    • 2b: eine schematische Darstellung eines Koordinatenmessgeräts, das bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt wird, wobei der Tastbereich sich auf einer vorbestimmten, mittleren Vertikalposition (z-Achse) befindet,
    • 2c: eine schematische Darstellung eines Koordinatenmessgeräts, das bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt wird, wobei der Tastbereich sich auf einer vorbestimmten, hohen Vertikalposition (z-Achse) befindet.
    • 3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Koordinatenmessgeräts.
  • Gleiche Bezugszeichen werden für gleiche oder wesensgleiche Teile/Bereiche/Baugruppen/Schritte/Sachverhalte verwendet.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten, optionalen Schritt S1 wird ein Ortsbereich OB (der Übersicht halber nur auf 2a dargestellt) an einem Koordinatenmessgerät 1 (vgl. 2a, 2b, 2c) angegeben, von dem bekannt ist, dass sich in ihm Orte befinden, in denen eine physikalische Größe auftreten kann, die mit einem Fehler der vom Koordinatenmessgerät 1 gemessenen x-Koordinate des Koordinatensystems 1 (vgl. (2a, 2b, 2c) korreliert. Die x-Koordinate soll die x-Position des Tastbereichs 2b (2a, 2b, 2c) des Tasters 2a (2a, 2b, 2c) angeben. Bei der physikalischen Größe handelt es sich um die Beschleunigung in x-Richtung an einer Frontfläche 5 einer Pinole 4. Der Ortsbereich OB entspricht grob dem unteren Drittel der Frontfläche 5 der Pinole 4 und ist nur qualitativ angegeben. Der Ortsbereich OB kann zum Beispiel im Vorfeld mittels Messungen, zum Beispiel Messungen mit zusätzlicher Sensorik an dem Koordinatenmessgerät 1, oder Simulationen, zum Beispiel FEM-Simulationen des Koordinatenmessgeräts 1, erkannt worden sein oder aufgrund von Erfahrungswerten oder physikalischen Überlegungen bekannt sein.
  • In einem zweiten Schritt S2 wird ein Ort AO mithilfe eines Simulationsmodells S des Koordinatenmessgeräts 1 bestimmt wie im Folgenden näher erläutert wird. Das Simulationsmodell kann zum Beispiel ein FEM-Modell, und/oder ein Mehrkörpersimulationsmodell und/oder ein Reduced-Order-Modell umfassen. In diesem Beispiel liegt der Ort AO in dem Ortsbereich OB, am unteren Ende der Frontfläche 5 der Pinole 4. Der Ort AO muss aber nicht notwendigerweise in einem vorbekannten Ortsbereich liegen; ohnehin ist der erste Schritt S1 und somit die Angabe eines Ortsbereichs allgemein optional.
  • Der Ort AO zeichnet sich dadurch aus, dass an ihm bei sechs verschiedenen im Simulationsmodell S simulierten Messsituationen im Vergleich zu anderen Orten im Ortsbereich OB betragsmäßig hohe Beschleunigungswerte in x-Richtung auftreten, die mit Messfehlern des Koordinatenmessgeräts 1 bei diesen Messsituationen korrelieren. Die Messfehler betreffen vom Koordinatenmessgerät 1 gemessene Werte der x-Koordinate und sind für die sechs verschiedenen Messsituationen z1-FA, z1-FB, z2-FA, z2-FB, z3-FA, z3-FB bekannt. Diese Messfehler können zum Beispiel im Vorfeld oder parallel mittels Messungen, zum Beispiel Messungen mit zusätzlicher Sensorik am realen Koordinatenmessgeräts 1, oder Simulationen, zum Beispiel FEM-Simulationen des Koordinatenmessgeräts 1, erkannt werden oder worden sein, ggf. unter Verwendung des Simulationsmodells S.
  • Notwendig wären zur Aufstellung einer Korrelation im einfachsten Falle lediglich zwei im Simulationsmodell S simulierte Messsituationen.
  • Die sechs Messsituationen z1-FA, z1-FB, z2-FA, z2-FB, z3-FA, z3-FB in diesem Ausführungsbeispiel werden im Folgenden erläutert:
    • - Messsituation z1-FA
    • - Messsituation z1-FB
    • - Messsituation z2-FA
    • - Messsituation z2-FB
    • - Messsituation z3-FA
    • - Messsituation z3-FB
    z1, z2 und z3 (vgl. 2a, 2b, 2c) stellen verschiedene z-Koordinaten des Tastbereichs 2b des Tasters dar. Bei der (ersten) z-Koordinate z1 befindet sich der Tastbereich 2b an einer vergleichsweise tiefen Vertikalposition (2a). Bei der (zweiten) z-Koordinate z2 befindet sich Tastbereich 2b vergleichsweise an einer mittigen Vertikalposition (2b). Bei der (dritten) z-Koordinate z3 befindet sich der Tastbereich 2b vergleichsweise an einer hohen Vertikalposition (2c). FA und FB sind zwei verschiedene auf den Tastbereich 2b wirkende Kräfte in x-Richtung, wobei FB größer ist als FA. Es handelt sich also um sechs Messsituationen, die sich durch die jeweilige z-Koordinate (z1, z2 oder z3) des Tastbereichs 2b sowie die anliegende Kraft (FA oder FB) unterscheiden.
  • Mithilfe des Simulationsmodells S (alternativ oder zusätzlich auf andere Art und Weise, zum Beispiel mittels Messungen am realen Koordinatenmessgerät 1) wird für jede der sechs Messituationen z1-FA, z1-FB, z2-FA, z2-FB, z3-FA, z3-FB ein Wert der Beschleunigung in x-Richtung am ausgewählten Ort AO bestimmt.
  • Mithilfe
    • - der Werte der Beschleunigung in x-Richtung am Ort AO für jede Messsituation z1-FA, z1-FB, z2-FA, z2-FB, z3-FA, z3-FB und
    • - der Werte der Messfehler betreffen vom Koordinatenmessgerät 1 gemessene Werte der x-Koordinate für jede Messsituation z1-FA, z1-FB, z2-FA, z2-FB, z3-FA, z3-FB
    wird im dritten Schritt S3 eine Korrelationsvorschrift KV aufgestellt, zum Beispiel durch eine Regressionsanalyse, in der die sechs entstandenen Wertepaare berücksichtigt werden. Die Korrelationsvorschrift KV könnte zum Beispiel die folgende lineare Form haben:
  • [Beschleunigung in x-Richtung] x [konstantem Umrechnungsfaktor] = [Messfehler der x-Koordinate]
  • Es ist denkbar, dass anstelle eines konstanten Umrechnungsfaktor ein von einer am Tastbereich 2b anliegenden Kraft abhängiger Umrechnungsfaktor oder ein von einer z-Koordinate des Tastbereichs 2b abhängiger Umrechnungsfaktor verwendet wird, insbesondere, wenn hierdurch die Korrelationsvorschrift KV eine höhere Güte gewinnen kann. Möglicherweise wäre hierfür die Betrachtung weiterer Messsituationen von Vorteil.
  • Es ist auch denkbar, dass anstelle der Korrelationsvorschrift KV mehrere verschiedene Korrelationsvorschriften, jeweils für eine Kraft FA oder FB (bei veränderlichen z-Positionen) oder jeweils für eine z-Position z1, z2, oder z3 (bei veränderlicher Kraft) zwecks Verwendung zur Verringerung von Messfehlern des Koordinatenmessgeräts 1 aufgestellt und verwendet werden.
  • In einem vierten Schritt S4 wird ein Sensor 6 am ausgewählten Ort AO an einem realen Modell des Koordinatenmessgeräts 1 angebracht, der ausgestaltet ist, die Beschleunigung in x-Richtung zu messen.
  • In einem fünften Schritt S5 wird eine Messung, zum Beispiel im Rahmen einer Vermessung eines Werkstücks, am Koordinatenmessgerät 1 durchgeführt. Hierbei wird der Wert einer x-Koordinate, zum Beispiel an einer Stelle des Werkstücks, durch das Koordinatenmessgerät 1 gemessen. Der Sensor 6 misst hierbei zusätzlich einen Wert der Beschleunigung in x-Richtung. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Beschleunigung in x-Richtung handeln, die aufgrund einer rotatorischen, dynamisch auftretenden Verformung der Pinole 4 oder des Portals 7 auftritt. Auch in den Messsituationen z1-FA, z1-FB, z2-FA, z2-FB, z3-FA, z3-FB, mit deren Hilfe die Korrelationsvorschrift KV aufgestellt worden ist, können rotatorische, dynamisch auftretende Verformungen der Pinole 4 oder des Portals 7 ursächlich für die jeweils auftretenden Messfehler sein.
  • In einem sechsten Schritt S6 wird der Wert der x-Koordinate mithilfe eines Werts der Beschleunigung in x-Richtung, die der Sensor 6 am ausgewählten Ort AO des realen Koordinatenmessgeräts 1 im Zuge der Messung des fünften Schritts S5 aufgenommen hat, unter Verwendung der Korrelationsvorschrift KV angepasst, sodass ein Messfehler des Wertes der x-Koordinate verringert wird. Hierzu kann zum Beispiel eine im Koordinatenmessgerät 1 integrierte Recheneinheit 12 (siehe 3) oder eine externe Recheneinheit 12 (siehe 3) verwendet werden.
  • In einem siebten, optionalen Schritt S7 wird der im Fehler verringerte Wert der x-Koordinate ausgegeben, zum Beispiel mithilfe eines Ausgabegeräts 13 (siehe 3) oder mithilfe einer Anwendungs- oder Steuerungssoftware des Koordinatenmessgeräts 1.
  • In den 2a, 2b und 2c ist jeweils das Koordinatenmessgerät 1 schematisch dargestellt, wobei sich, und hierin liegt der Unterschied der drei Figuren, die z-Koordinate des Tastbereichs 2b unterscheidet. Der Tastbereich kann zum Beispiel eine Kugel sein, dafür ausgestaltet, Werkstücke bei der Vermessung zu berühren.
  • Das Koordinatenmessgerät 1 ist ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise. Am Koordinatenmessgerät 1 wird das Koordinatensystem K verwendet, dessen Ursprung sich, wie dargestellt, an einer Ecke der Grundplatte befindet. Eine z-Koordinate von Null ergäbe sich in der x-y-Ebene auf der Grundplatte. Ein Verfahren des Portals 7 kann die y-Koordinate des Tastbereichs 2b ändern. Die Pinole 4 befindet sich an einem Verschiebeelement 6, dass in x-Richtung bewegbar auf dem Portal 7 gelagert ist. Ein Verfahren des Verschiebeelements 6 bewirkt demgemäß eine Änderung der x-Koordinate des Tastbereichs 2b. Die Pinole 4 ist wiederum bewegbar am Verschiebeelement 6 gelagert. Ein Verfahren der Pinole 4 bewirkt eine Änderung der z-Koordinate des Tastbereichs 2b. Somit sind Änderung der Koordinaten des Tastbereichs 2b in allen Raumrichtungen des dreidimensionalen Raums möglich.
  • Das Koordinatenmessgerät 1 kann insbesondere ein Koordinatenmessgerät sein, das in vergleichsweise leichter Bauweise hergestellt worden ist. Insbesondere die Pinole 4 kann eine vergleichsweise schlanke Pinole sein. Liegt, wie bei den sechs betrachteten Messsituationen z1-FA, z1-FB, z2-FA, z2-FB, z3-FA, z3-FB eine Kraft in x-Richtung an, kann dies zu einer rotatorischen Verformung, also zu einer Verdrehung der Pinole 4 führen. Eine solche rotatorische Verformung kann im Moment des Anliegens einer solchen Kraft statisch sein. Sie kann aber auch dynamisch sein, zum Beispiel begünstigt durch eine rotatorische Eigenschwingung der Pinole 4. Durch eine dynamische rotatorische Verformung werden in diesem Ausführungsbeispiel Beschleunigungen in x-Richtung im Ortsbereich OB verursacht.
  • Wie bereits oben erläutert, weist die Pinole 4 die Frontfläche 5 auf. Ungefähr im unteren Drittel der Frontfläche 5 befindet sich der Ortsbereich OB. Der Ortsbereich OB ist in der 2a durch eine Ellipse gekennzeichnet. In den anderen Figuren ist der Ortsbereich OB aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Der ausgewählte Ort AO befindet sich am unteren Ende des Ortsbereichs OB. Der ausgewählte Ort AO wird durch ein Kreuz dargestellt. An der Stelle des ausgewählten Ortes AO wird der Sensor 3 angebracht. Der Sensor 3 ist in den 2a, 2b und 2c aus Gründen der Übersicht nicht explizit dargestellt. An dem ausgewählten Ort AO könnte eine konstruktive Maßnahme (nicht dargestellt in den Figuren, zum Beispiel eine Rippe, oder ein stabförmiger Abschnitt), die sich ausgehend von der Frontfläche 5 zum Beispiel in negativer y-Richtung erstreckt, vorgesehen sein. Sie dient dazu, vom Sensor 3 gemessene Werte der Beschleunigung in x-Richtung zu erhöhen.
  • An der Unterseite der Pinole 4 ist der Taster 2a montiert. Er weist an seinem von der Pinole 4 abgewandten Ende den Tastbereich 2b auf.
  • Die in den Messsituationen z1-FA, z1-FB, z2-FA, z2-FB, z3-FA, z3-FB betrachteten Kräfte FA und FB sind durch verschieden lange Pfeile dargestellt. Die Kraft FB hat einen höheren Betrag als die Kraft FA. Die z-Koordinaten z1, z2 und z3 sind durch jeweils verschieden lange Pfeile, die von der Grundplatte des Koordinatenmessgeräts 1 bis zu einer gestrichelt dargestellten Verlängerung des Tasters 2a reichen, in den Figuren dargestellt.
  • Ein oder mehrere interne Sensoren des Koordinatenmessgeräts 1, d.h. ein Sensor/Sensoren zur Koordinatenmessung, können sich zum Beispiel am Übergang zwischen der Pinole 4 und dem Verschiebeelement 6, am Übergang zwischen dem Verschiebeelement 6 und dem Portal 7 und an den Füßen des Portals 7 befinden. Aufgrund ihrer Lage können Sie nicht dazu dienlich sein, die in diesem Ausführungsbeispiel thematisierten Messfehler vollständig zu verringern. Befände sich zum Beispiel im Bereich der Frontfläche 5 ein interner Sensor, der zum Beispiel eine rotatorische Verformung der Pinole 4 messen kann, könnte er ebenfalls, in Form einer Eingangsgröße einer angepassten Korrelationsvorschrift, zur Verringerung von Messfehlern in x-Richtung dienen.
  • Am oder im Koordinatenmessgerät 1 könnte ein weiterer Ort festgestellt werden, zum Beispiel am Verschiebeelement 6 oder am Portal 7, an dem eine weitere physikalische Größe auftritt, die zur Verringerung von Messfehlern des Koordinatenmessgeräts 1 dienlich ist. Hierzu könnte zum Beispiel das Simulationsmodell S oder ein weiteres Simulationsmodell dienen. An dem weiteren Ort könnte zwecks Verringerung von Messfehlern ein weiterer Sensor angebracht werden. Messwerte dieses weiteren Sensors könnten Eingang in eine dann entsprechend angepasste Korrelationsvorschrift KV finden.
  • In 3 wird ein erfindungsgemäßes Koordinatenmessgerät 1 dargestellt. Es ist insbesondere ausgestaltet, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Insbesondere kann es ausgestaltet sein, das vormals beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zu realisieren. Die Beschreibungen in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren gelten insoweit analog auch für das Koordinatenmessgerät. Der Sensor 3, der sich am Ort AO befindet, misst die Beschleunigung in x-Richtung. Auch kann der Sensor ausgestaltet sein, eine andere physikalische Größe, zum Beispiel eine Dehnung, alternativ oder zusätzlich zur Durchführung des Verfahrens zwecks Verringerung von Messfehlern zu messen.
  • Das Koordinatenmessgerät 1 ist über eine schematisch dargestellt Schnittstelle 11 mit einer schematisch dargestellten Recheneinheit 12 verbunden. Die Recheneinheit 12 kann optional ein Ausgabegerät 13 aufweisen oder mit einem solchen verbunden sein. Die Recheneinheit 12 kann insbesondere einen in das Koordinatenmessgerät 1 integrierten, internen und/oder einen externen Computer aufweisen. Sie kann insbesondere ausgestaltet sein, den beschriebenen sechsten Schritt S6 des Verfahrens oder, allgemein ausgedrückt, eine Anpassung eines Messwerts des Koordinatenmessgeräts 1 in Form einer Fehlerverringerung unter Verwendung einer Korrelationsvorschrift wie beschrieben, zu realisieren.
  • Die Schnittstelle 12 kann insbesondere ein Kabel, ausgestaltet zur Übermittlung von Daten, oder eine drahtlose Verbindung aufweisen. Eine solche drahtlose Verbindung kann insbesondere beidseitig jeweils einen Sender und einen Empfänger umfassen.
  • Das Ausgabegerät 13 kann zum Beispiel ein Monitor sein oder einen solchen aufweisen. Eine Ausgabe der Schnittstelle 12 kann alternativ oder zusätzlich zum Beispiel an einen Datenspeicher und/oder an eine weitere Recheneinheit erfolgen. Das Ausgabegerät 13 kann insbesondere ausgestaltet sein, den optionalen siebten Schritt S7 zu realisieren, oder, allgemein ausgedrückt, eine Ausgabe eines im Fehler verringerten Messwerts des Koordinatenmessgeräts 1 vorzunehmen.
  • Das Koordinatenmessgerät 1 kann an der Pinole 4 eine konstruktive Maßnahme (nicht dargestellt) aufweisen, die bewirkt, dass durch den Sensor 3 gemessene Beschleunigungswerte vom Betrag her erhöht sind. Zum Beispiel kann der Sensor 3 an einem/einer in Richtung der negativen y-Achse abstehenden Arm/Verrippung befestigt sein. Aufgrund des hierdurch entstehenden Hebels wird verursacht, dass Beschleunigungen in X-Richtung erhöht sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Koordinatenmessgerät
    11
    Schnittstelle
    12
    Recheneinheit
    13
    Ausgabegerät
    2a
    Taster
    2b
    Tastbereich des Tasters
    3
    Sensor
    4
    Pinole
    5
    Frontfläche der Pinole
    6
    Verschiebeelement
    7
    Portal
    AO
    ausgewählter Ort
    FA
    auf den Taster wirkende Kraft
    FB
    auf den Taster wirkende Kraft
    K
    Koordinatensystem
    KV
    Korrelationsvorschrift
    OB
    Ortsbereich
    S
    Simulationsmodell des Koordinatenmessgeräts
    S1
    erster Schritt
    S2
    zweiter Schritt
    S3
    dritter Schritt
    S4
    vierter Schritt
    S5
    fünfter Schritt
    S6
    sechster Schritt
    S7
    siebter Schritt
    x
    Koordinatenrichtung
    y
    Koordinatenrichtung
    z
    Koordinatenrichtung
    z1
    erste z-Koordinate des Tasters
    z2
    zweite z-Koordinate des Tasters
    z3
    dritte z-Koordinate des Tasters
    z1-FA
    Messsituation
    z1-FB
    Messsituation
    z2-FA
    Messsituation
    z2-FB
    Messsituation
    z3-FA
    Messsituation
    z3-FB
    Messsituation
  • 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 0684447 A2 [0005, 0010]
    • US 2012072156 A1 [0011, 0012]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Verringerung von Messfehlern bei der Vermessung von Werkstücken durch ein Koordinatenmessgerät (1), insbesondere zur Verringerung solcher Messfehler, die durch dynamische, rotatorische Verformungen an dem Koordinatenmessgerät (1) verursacht werden, aufweisend: - Feststellen eines Ortes (AO) an oder in dem Koordinatenmessgerät (1), an dem bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts (1) eine physikalische Größe auftritt, die mit einem Fehler einer Messgröße des Koordinatenmessgeräts (1) korreliert, mithilfe eines Simulationsmodells (S), - Aufstellen einer Korrelationsvorschrift (KV) zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten des Fehlers der Messgröße, - Messen eines Wertes der physikalischen Größe mithilfe zumindest eines Sensors (3), der ausgestaltet ist, die physikalische Größe zu messen, an dem Ort (AO) an oder in dem Koordinatenmessgerät (1) bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts (1), - Nutzen des Wertes der physikalischen Größe zur Verringerung eines Fehlers eines Wertes der Messgröße mithilfe der Korrelationsvorschrift (KV).
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die physikalische Größe eine Dehnung oder eine Beschleunigung ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei an dem Ort (AO) eine konstruktive Maßnahme, insbesondere eine Verrippung, derart vorgenommen wird, dass durch den Sensor (3) messbare Dehnungs- oder Beschleunigungswerte an dem Ort betragsmäßig erhöht sind.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei das Simulationsmodell (S) ein FEM-Modell und/oder ein Mehrkörpersimulationsmodell und/oder ein Reduced-Order-Modell umfasst.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei zur Verringerung des Fehlers des Wertes der Messgröße zusätzlich ein von einem internen Sensor des Koordinatenmessgeräts (1), welcher der Koordinatenmessung dient, gemessener Wert verwendet wird.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei es zusätzlich folgenden Schritt aufweist: - Anpassen und/oder Validieren des Simulationsmodells (S) mithilfe einer Deformationsmessung am Koordinatenmessgerät (1) und/oder mithilfe von messtechnisch ermittelten Daten zu Eigenmoden und/oder dem dynamischen Systemverhalten des Koordinatenmessgeräts (1).
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei es zusätzlich folgenden Schritt aufweist: - Anpassen und/oder Validieren der Korrelationsvorschrift (KV) mithilfe von Messdaten, die durch die Nutzung von zusätzlichen Sensoren bei einem Messbetrieb oder bei einem Testbetrieb des Koordinatenmessgeräts (1) gewonnen werden.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei mithilfe des Simulationsmodells (S) und/oder eines anderen Simulationsmodells mögliche Auswirkungen einer Messunsicherheit und/oder einer Toleranz des Sensors (3) auf den Fehler des Wertes der Messgröße ermittelt werden, indem Werte der physikalischen Größe als Eingangswerte des Simulationsmodells (S) und/oder des anderen Simulationsmodells in den Grenzen der Messunsicherheit und/oder der Toleranz variiert werden.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-8, wobei es zusätzlich aufweist: - Feststellen eines weiteren Ortes an oder in dem Koordinatenmessgerät (1) mithilfe des Simulationsmodells (S) und/oder eines weiteren Simulationsmodells, an dem bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts (1) eine weitere physikalische Größe auftritt, die mit dem Fehler der Messgröße des Koordinatenmessgeräts korreliert, - Nutzen von Werten der weiteren physikalischen Größe bei der Aufstellung der Korrelationsvorschrift (KV), - Messen eines Wertes der weiteren physikalischen Größe mithilfe eines weiteren Sensors, der ausgestaltet ist, die weitere physikalische Größe zu messen, an dem weiteren Ort an oder in dem Koordinatenmessgerät (1) bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts (1), - Nutzen des Wertes der weiteren physikalischen Größe zur Verringerung des Fehlers des Wertes der Messgröße mithilfe der Korrelationsvorschrift (KV).
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die weitere physikalische Größe eine Dehnung oder eine Beschleunigung ist.
  11. Koordinatenmessgerät (1), wobei das Koordinatenmessgerät (1) mindestens einen Sensor (3) aufweist, welcher kein Koordinatenmesssensor ist, wobei der Sensor (3) an einem Ort (AO) an oder in dem Koordinatenmessgerät (1) vorgesehen ist, wobei an dem Ort (AO) bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts (1) eine physikalische Größe auftritt, die mit einem Fehler einer Messgröße des Koordinatenmessgeräts (1) korreliert, wobei das Koordinatenmessgerät (1) ausgestaltet ist, mithilfe des Sensors (3), der ausgestaltet ist, die physikalische Größe zu messen, einen Wert der physikalischen Größe an dem Ort (AO) bei einem Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts (1) zu messen.
  12. Koordinatenmessgerät (1) gemäß Anspruch 11, wobei das Koordinatenmessgerät (1) eine Schnittstelle (11) zu einer internen oder angekoppelten externen Recheneinheit (12) aufweist, wobei das Koordinatenmessgerät (1) derart ausgestaltet ist, dass mittels der internen oder angekoppelten externen Recheneinheit (12) ein mithilfe des Sensors (3) gemessener Wert der physikalischen Größe mithilfe einer Korrelationsvorschrift (KV) zwischen Werten der physikalischen Größe und Werten des Fehlers der Messgröße zur Verringerung eines Fehlers eines Wertes der Messgröße nutzbar ist.
  13. Koordinatenmessgerät (1) gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei der Sensor (3) ausgewählt ist aus einem oder mehreren der Folgenden: einem Dehnungssensor, einem Beschleunigungssensor, einen Kraftsensor, einem Momentsensor, einem Temperatursensor, einem Hall-Sensor und/oder einem induktiven Sensor.
  14. Koordinatenmessgerät (1), ausgestaltet zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113515087A (zh) * 2021-04-22 2021-10-19 中国计量大学 一种三维螺纹综合测量机接触式测头耦合误差建模方法

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