DE19644712A1 - Kugelquader - Google Patents

Kugelquader

Info

Publication number
DE19644712A1
DE19644712A1 DE19644712A DE19644712A DE19644712A1 DE 19644712 A1 DE19644712 A1 DE 19644712A1 DE 19644712 A DE19644712 A DE 19644712A DE 19644712 A DE19644712 A DE 19644712A DE 19644712 A1 DE19644712 A1 DE 19644712A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cuboid
ball
stylus
measured
sphere
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19644712A
Other languages
English (en)
Inventor
Eugen Dr Trapet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trapet Eugen Dr-Ing 57537 Wissen De
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19644712A priority Critical patent/DE19644712A1/de
Priority to US08/956,096 priority patent/US6023850A/en
Publication of DE19644712A1 publication Critical patent/DE19644712A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/042Calibration or calibration artifacts

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

Eine Optimierung des Aufwandes für die Kalibrierung und Überwachung von Koordinatenmeßgeräten (KMG) und Werkzeugmaschinen erreicht man durch zeitlich und im Aufwand gestaffelte Prüfmethoden: in größeren Zeitintervallen werden vollständigere aber relativ aufwendige Verfahren eingesetzt und daz­ wischen in kurzen Zeitabständen weniger vollständige, die dann aber sehr ein­ fach, schnell und kostengünstig sind. Diese Erfindung bezieht sich auf ein sol­ ches einfaches und kostengünstiges Verfahren und das zugehörige Normal, das bezogen auf den Aufwand mehr Information über den Zustand des Gerätes liefert, als irgendein bisher bekanntes Verfahren.
Fig. 1 verdeutlicht vereinfachend, daß der Informationsgehalt über die Meßab­ weichungen, hier: die Verzerrung des Koordinatensystems des geprüften Gerätes, pro "investiertem" Meßpunkt bei zweidimensionalen Prüfkörpern (besser: "Normalen") größer ist als bei eindimensionalen Prüfkörpern:
  • - Meßabweichungen von KMG verursachen z. B. die Verzerrung einer recht­ eckigen Anordnung von vier Punkten in einer Meßebene. Um die Verzerrung dieser Anordnung von vier Punkten (d. h. Rechtwinkligkeitsabweichung, Längenabweichung in X, Längenabweichung in Y, Gieren in X, Gieren in Y) vollständig zu untersuchen, benötigt man eine kalibrierte Kugelplatte mit vier Kugeln und muß jede der Kugeln einmal messen.
  • - Um die gleiche Information über die Meßabweichungen eines KMG mit einem kalibrierten Kugelstab (etwa äquivalent zu einem Endmaß) zu erhalten, muß man, entsprechend Fig. 1 (wie aus einfachen geometrischen Beziehungen folgt), den Kugelstab aber in fünf Lagen messen, das heißt, man braucht fünfmal mehr Aufstellungen und 2,5mal mehr Meßpunkte als bei der Kugelplatte.
Das Beispiel läßt sich verallgemeinern und auf dreidimensionale Probleme übertragen: für jede Art von Genauigkeitsuntersuchungen sind demnach zweidimensionale Normale vorteilhafter als eindimensionale Normale. Insbe­ sondere gilt, daß die Bestimmung aller ein Gerät vollständig beschreibenden geometrischen Abweichungskomponenten mit eindimensionalen Normalen zwar theoretisch möglich ist, sich aber wegen des hohen Aufwands nicht wirt­ schaftlich rechtfertigen läßt. Bekanntlich setzen sich die geometrischen Ab­ weichungskomponenten jeder linearen Bewegungsachse aus den Positionsab­ weichungen, den Geradheitsabweichungen, dem Rollen, dem Gieren und dem Nicken zusammen (siehe VDI/VDE 2617 Blatt 3). Es läßt sich zeigen, daß hierzu mindestens 14 Stellungen nötig sind, dabei muß das Normal in den meisten Stellungen jeweils mit unterschiedlichen Taststiften gemessen werden. Fig. 2 verdeutlicht die 10 Stellungen, die selbst noch für die Bestimmung der linearen Näherungen der Abweichungskomponenten bei KMG vom Bautyp "Portal" mit einem kalibrierten Kugelstab erforderlich sind und die jeweils zu benutzenden Taststifte. Fig. 2g zeigt im Überblick alle zu messenden Kugelstab-Stellungen (fette Linien). Fig. 2a zeigt die oberen horizontalen Stellungen, Fig. 2b die un­ teren horizontalen Stellungen, Fig.2c die Stellungen in der YZ-Ebene und Fig. 2d die Stellungen in der XZ-Ebene. Sind zwei Taststifte eingezeichnet, muß der Kugelstab in diesen Stellungen jeweils mit beiden Taststiften gemessen werden.
Weil in der Vergangenheit ausschließlich eindimensionale Normale wie End­ maße und Stufenendmaße verfügbar waren, und damit eine umfassende Er­ mittlung der Abweichurigen zeitaufwendig ist, empfehlen die gültigen Normen und Richtlinien zur Untersuchung der Meßabweichungen von KMG nur relativ kleine Stichproben. Diese bergen aber das Risiko der Unterschätzung der wahren Abweichungen und sie lassen auch keine Analyse der Meßabweichung­ sursachen zu.
Die Bestimmung der Abweichungskomponenten mit Kugelplatten (vier Stellun­ gen) dagegen ist bereits erheblich informativer und dabei wirtschaftlicher, Fig. 3 zeigt die erforderlichen Stellungen.
Mit dreidimensionalen Normalen sinkt der Aufwand weiter erheblich: es ist mit dem erfindungsgemäßen sog. Kugelquader (siehe Fig.4) lediglich eine einzige Aufstellung nötig, um die gleichen Informationen über das geprüfte Gerät zu er­ halten wie mit den Anordnungen in Fig. 2 für eindimensionale Normale und Fig. 3 für zweidimensionale Normale. Hierbei ist die Beschränkung auf lineare Näherungen der Abweichungskomponenten vorausgesetzt, da Quader mit mehr als 8 Kugeln nicht mit vertretbarem Aufwand kalibrierbar sind.
Damit ergibt sich dann auch die Beschränkung des Kugelquaders: er kann sehr gut zur Prüfung der Stabilität von Abweichungskomponenten eingesetzt wer­ den, da Änderungen der Abweichungskomponenten sich entsprechend der Er­ fahrung überwiegend als Konstanten (Rechtwinkligkeitsabweichungen) und lin­ ear ortsabhängige Effekte bemerkbar machen. Zur Erstabnahme oder "vollständigen Abweichungsanalyse" ist er weniger geeignet als z. B. Kugelplat­ ten, da mit diesen die Abweichungsverläufe mit kleinen Stützstellenrastern auf­ genommen werden können.
Die Gleichungen in Anhang 1 zeigen, wie die Abweichungskomponenten (zur Nomenklatur siehe VDI/VDE 2617, Blatt 3) in linearer Näherung aus den ge­ messenen Kugel-Mittelpunktskoordinaten berechnet werden können. Weitere spezielle Geometrie-Abweichungskomponenten können anhand einfacher geo­ metrischer Beziehungen aus den Quadermessungen ermittelt werden. So läßt sich z. B. das Ständekippen bei Horizontalarm-KMG als Quotient von Ständer- Kippwinkel und Pinolenauskragung aus den Quadermessungen bestimmen; der Kippwinkel ist dabei die Differenz der Längenmeßabweichungen in Z (horizontale Pinolenachse) für die beiden durch die Quaderabmaße gegebenen Höhen in Y (vertikale Ständerachse) dividiert durch diese Höhe.
Fig. 4 zeigt exemplarisch einen ausgeführten Kugelquader in Plattenbauweise: sechs Platten (1) sind über Eckwürfel (2) und Kantenverbinder (5) zusammenge­ fügt (z. B. durch Klebung). An den Eckwürfeln (2) sind Kugeln (3) über Stifte (4) angebracht. Es ergibt sich eine stabile Kastenstruktur, die vorzugsweise statisch bestimmt aufgestellt wird. Hierzu eignet sich z. B. die in Fig. 4 dargestellte Dreierkombination von Blattfeder-Füßen (6), die z. B. durch Klebung oder durch Verschraubung (7) am Quader-Grundkörper befestigt werden. Über Bohrungen (8) in den Platten (1) sind Gewinde (9) in den Eckwürfeln (2) erreichbar. Diese dienen zur Fixierung aller Teile während der Montage (z. B. durch Klebung). Später können an ihnen Schutzvorrichtungen für die Kugeln befestigt werden.
Die Kalibrierung von dreidimensionalen Normalen auf Koordinatenmeßgeräten ist nicht nach ähnlich einfachen Verfahren möglich, wie die von zweidimension­ alen Normalen (Umschlagverfahren). Es bleiben nur die Messung im Vergleich zu einem ähnlichen Quader oder die Kalibrierung durch Längenmessungen. Da für die Vergleichsmessung aber erst einmal ein "Ur-Quader" kalibriert werden muß (dies geht nur so genau wie das verfügbare KMG dies erlaubt), kann diese nicht generell eingesetzt werden. Die Vergleichskalibrierung von einzelnen Kugelabständen am Quader ist dagegen sehr genau und einfach möglich: ne­ ben der Vergleichsmessung zu einem der jeweiligen Meßlinie am Quader paral­ lelen Längennormal (z. B. einem kalibrierten Kugelstab) auf einem KMG kommt insbesondere das im folgenden beschriebene erfindungsgemäße Verfahren in Betracht.
Erfindungsgemäß erfolgt die Kalibrierung des Kugelquaders vorzugsweise durch einen selbstzentrierenden Komparator (Fig 5), bestehend aus einem Inkremen­ taltaster (10), an dessen Taststift ein selbstzentrierendes Element (11) befestigt ist. Ein weiteres selbstzentrierende Element (12) befindet sich an gegenüber­ liegenden Seiten einer Stabstruktur (13), bevorzugterweise aus Kohlenstoffaser- Verbundwerkstoff. Diese gesamte Einheit wird zunächst auf eine kalibrierte Kugelleiste (Fig. 6) aufgestellt, und die Klemmschlitten so verschoben, daß Selbstzentrierung auf beiden Seiten erfolgt, und die Anzeige des Inkremental­ tasters wird genullt. Der Taster soll sich in der Mitte seines Meßbereichs befin­ den. Die gleiche Prozedur (ausschließlich der Verschiebung der Klemmschlitten) wird für Kugelpaare am Quader durchgeführt. Die Tasteranzeige entspricht der Differenz der Kugelabstände am Quader zur Referenzlänge am Kugelstab. Ins­ gesamt werden alle Kantenlängen, entsprechend dem Abstand L12 in Fig.6, und alle Flächendiagonalen, entsprechend dem Abstand L14 in Fig.6, so kalibriert. Abschließend werden aus den Kugelabständen am Quader die Kugelkoordi­ naten berechnet, hierzu kommen übliche Verfahren der Ausgleichsrechnung zur Anwendung. Die Temperaturen von Kugelstab und Kugelquader während der Messungen werden in die Rechnung miteinbezogen, so daß die Koordinaten für die Bezugstemperatur 20°C gelten.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Reihenfolge für die Messung der Kugeln: Beginn bei Kugel 5 mit Taststift Y und Ende bei Kugel 7 mit Taststift -Z. Die Wiederholung der Messung in umgekehrter Reihenfolge erlaubt die Elimination und die Bes­ timmung der Drifteffekte. Fig. 8 zeigt, wie die einzelnen Kugeln (symmetrisch) angetastet werden, um ein Minimum an elastischen Einflüssen auf die Mit­ telpunktskoordinaten zu erhalten. Diese Antaststrategie entspricht der er­ findungsgemäßen Auslegung der Kugelanbringung, die eine symmetrische An­ tastung in jeweils drei Hauptachsrichtungen erlaubt, um elastische Effekte im Quader und in dessen Aufstellkomponenten zu kompensieren.
Annex 1 Formeln
Die folgenden Formeln dienen zur schnellen Berechnung der 15 Abweichungskompo­ nenten als lineare Näherungen. Eingangsdaten zu den Formeln sind die 5mal 4 Ab­ weichungsvektoren (im Bezug auf die Kalibrierwerte) so wie sie sich aus einer Quader­ messung mit 5 Taststiften ergeben.
Variablenliste
A1x . . . E8z sind die Vektorkomponenten der Positionsabweichungen des KMG an den Orten der acht Kugeln für die fünf Taststifte. Die Vorzeichen entsprechen der Re­ gel "Kalibrierwerte minus Meßwerte".
A1x X-Koordinate der Kugel 1 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A1y Y-Koordinate der Kugel 1 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A1z Z-Koordinate der Kugel 1 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A3x X-Koordinate der Kugel 3 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A3y Y-Koordinate der Kugel 3 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A3z Z-Koordinate der Kugel 3 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A5x X-Koordinate der Kugel 5 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A5y Y-Koordinate der Kugel 5 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A5z Z-Koordinate der Kugel 5 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A7x X-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A7y Y-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
A7z Z-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite A)
B2x X-Koordinate der Kugel 2 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B2y Y-Koordinate der Kugel 2 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B2z Z-Koordinate der Kugel 2 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B4x X-Koordinate der Kugel 4 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B4y Y-Koordinate der Kugel 4 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B4z Z-Koordinate der Kugel 4 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B6x X-Koordinate der Kugel 6 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B6y Y-Koordinate der Kugel 6 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B6z Z-Koordinate der Kugel 6 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B8x X-Koordinate der Kugel 8 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B8y Y-Koordinate der Kugel 8 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
B8z Z-Koordinate der Kugel 8 gemessen mit Taststift in -X-Richtung (Seite B)
C1x X-Koordinate der Kugel 1 gemessen mit Taststift in +X-Richtung (Seite C)
C1y Y-Koordinate der Kugel 1 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C1z Z-Koordinate der Kugel 1 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C2x X-Koordinate der Kugel 2 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C2y Y-Koordinate der Kugel 2 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C2z Z-Koordinate der Kugel 2 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C5x X-Koordinate der Kugel 5 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C5y Y-Koordinate der Kugel 5 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C5z Z-Koordinate der Kugel 5 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C6x X-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C6y Y-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
C6z Z-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in +Y-Richtung (Seite C)
D3x X-Koordinate der Kugel 3 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D3y Y-Koordinate der Kugel 3 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D3z Z-Koordinate der Kugel 3 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D4x X-Koordinate der Kugel 4 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D4y Y-Koordinate der Kugel 4 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D4z Z-Koordinate der Kugel 4 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D7x X-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D7y Y-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D7z Z-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D8x X-Koordinate der Kugel 8 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D8y Y-Koordinate der Kugel 8 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
D8z Z-Koordinate der Kugel 8 gemessen mit Taststift in -Y-Richtung (Seite D)
E5x X-Koordinate der Kugel 5 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E5y Y-Koordinate der Kugel 5 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E5z Z-Koordinate der Kugel 5 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E6x X-Koordinate der Kugel 6 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E6y Y-Koordinate der Kugel 6 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E6z Z-Koordinate der Kugel 6 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E7x X-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E7y Y-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E7z Z-Koordinate der Kugel 7 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E8x X-Koordinate der Kugel 8 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E8y Y-Koordinate der Kugel 8 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
E8z Z-Koordinate der Kugel 8 gemessen mit Taststift in -Z-Richtung (Seite E)
Cube_x Seitenlänger des Quaders in X-Richtung
Cube_y Seitenlänger des Quaders in Y-Richtung
Cube_z Seitenlänger des Quaders in Z-Richtung
Prb_X Taststift mit Schaft in -X-Richtung
Prb_Y Taststift mit Schaft in -Y-Richtung
PrbX Taststift mit Schaft in +X-Richtung
PrbY Taststift mit Schaft in +Y-Richtung
Prb_Z Taststift mit Schaft in -Z-Richtung
xpx Abweichungskomponente "Positionsabweichung in X" (lineare Näherung)
xrx Abweichungskomponente "Rollen in X" (lineare Näherung)
xry Abweichungskomponente "Nicken in X" (lineare Näherung)
xrz Abweichungskomponente "Gieren in X" (lineare Näherung)
ypy Abweichungskomponente "Positionsabweichung in Y" (lineare Näherung)
yrx Abweichungskomponente "Nicken in Y" (lineare Näherung)
yry Abweichungskomponente "Rollen in Y" (lineare Näherung)
yrz Abweichungskomponente "Gieren in Y" (lineare Näherung)
ywx Rechtwinkligkeitsabweichung zwischen Y-Achse und X-Achse
zpz Abweichungskomponente "Positionsabweichung in Z" (lineare Näherung)
zrx Abweichungskomponente "Gieren in X" (lineare Näherung)
zry Abweichungskomponente "Nicken in X" (lineare Näherung)
zrz Abweichungskomponente "Rollen in X" (lineare Näherung)
zwx Rechtwinkligkeitsabweichung zwischen Z-Achse und X-Achse
zwy Rechtwinkligkeitsabweichung zwischen Z-Achse und Y-Achse

Claims (18)

1. Kugelquader zur periodischen Ermittlung (Überwachung) der Ab­ weichungskomponenten "Rollen, Gieren, Nicken, Positionsabweichung, Rechtwinkligkeitsabweichung und Ständerkippung" sowie der Längen­ meßabweichungen von Koordinatenmeßgeräten und Werkzeugmaschinen mit drei kartesischen Bewegungsachsen, basierend auf einem Quader bei dem in mindestens sieben der acht Ecken jeweils eine Kugel angebracht ist, deren Mittelpunktskoordinaten durch Kalibrierung bekannt sind, wobei die Kugeln mit mehreren Taststiften gemessen werden.
2. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader als Hohlkörper ausgeführt ist.
3. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader aus Plattensegmenten zusammengefügt ist.
4. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader aus Plattensegmenten besteht, die über eine innere Rahmenstruktur zusammengehalten werden.
5. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader aus Plattensegmenten besteht, die über eine äußere Rahmenstruktur zusammengehalten werden.
6. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader aus Plattensegmenten besteht, die durch Schweißen oder Kleben unmittel­ bar zusammengefügt sind.
7. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader aus Plattensegmenten besteht, die statisch bestimmt durch biegsame Ele­ mente zusammengefügt sind.
8. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader aus Schalen zusammengefügt ist.
9. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader aus Plattensegmenten zusammengefügt ist, wobei die Platten aus Material mit kleinem thermischem Ausdehnungskoeffizienten bestehen.
10. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader als weitgehend geschlossener Hohlkörper ausgeführt ist, wobei der Tem­ peraturfühler zur Erfassung der Quadertemperatur ins Quaderinnere ge­ bracht ist, so daß er durch die Hohlraumstrahlung eine gute Ankopplung an die mittlere Quadertemperatur erfährt.
11. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader an seinen Ecken mit diagonal zum Quader ausgerichteten mit ihm fest verbun­ denen Stiften versehen ist, auf die Kugeln aufgestielt sind, so daß jede Kugel mit drei zueinander orthogonalen Taststiften angetastet werden kann, die alle drei jeweils zu einer anderen Quaderseitenfläche orthogonal stehen, und zwar jeweils aus einem Raumwinkelbereich, der größer oder gleich dem einer Hemisphäre ist.
12. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader statisch bestimmt auf drei Federelementen aufgestellt wird, die am Quader­ gehäuse befestigt sind.
13. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader statisch überbestimmt auf elastischen Fixatoren aufgestellt wird, welche Deformationen des Quaders durch die Aufspannung verhindern, aber noch ausreichend steif für Schwingungen und Antastkräfte sind.
14. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kalibri­ erung des Quaders durch Messung von Mittelpunktsabständen der Kugeln geschieht mit nachfolgender Berechnung der Raumkoordinaten der Kugelmittelpunkte.
15. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kalibri­ erung des Quaders durch Messung von Mittelpunktsabständen der Kugeln geschieht mit nachfolgender Berechnung der Raumkoordinaten der Kugelmittelpunkte, wobei die Messung der Mittelpunktsabstände durch einen selbstzentrierenden Komparator durchgeführt wird, der durch Aufset­ zen auf eine kalibrierte Kugelleiste eingestellt (genullt) wird.
16. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Quader aus Material mit kleinem thermischem Ausdehnungskoeffizienten besteht und daß sich am Quader zusätzlich mindestens ein Längennormal befindet, das einen endlichen (üblichen) thermischen Ausdehnungskoeffizienten be­ sitzt.
17. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die aufgestiel­ ten Kugeln derart in die Quaderecken eingelassen sind, daß sie weitgehend vor unbeabsichtigten Stößen geschützt sind, aber für die Antastung mit je drei orthogonal zueinander ausgerichteten Taststiften im Bereich jeweils einer Hemisphäre zugänglich sind.
18. Kugelquader nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß er zur Bes­ timmung der sechs Abweichungskomponenten "Winkelposition, Axialschlag, Radialschlag und Taumeln" von rotatorischen Achsen auf Koordinaten­ meßgeräten und Werkzeugmaschinen verwendet wird, wozu der Quader nicht kalibriert sein muß.
DE19644712A 1996-10-28 1996-10-28 Kugelquader Ceased DE19644712A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19644712A DE19644712A1 (de) 1996-10-28 1996-10-28 Kugelquader
US08/956,096 US6023850A (en) 1996-10-28 1997-10-24 Ball cube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19644712A DE19644712A1 (de) 1996-10-28 1996-10-28 Kugelquader

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19644712A1 true DE19644712A1 (de) 1998-05-07

Family

ID=7810183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19644712A Ceased DE19644712A1 (de) 1996-10-28 1996-10-28 Kugelquader

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6023850A (de)
DE (1) DE19644712A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011008421A1 (de) * 2011-01-12 2012-07-12 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren und Anordnung zum Kalibrieren von messwertgebenden Sensoren eines taktilen Koordinatenmessgerätes
WO2012117474A1 (en) * 2011-03-01 2012-09-07 Sintokogio, Ltd. A Cubic Standard

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19840334A1 (de) * 1998-02-02 1999-08-05 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zur Verwendung als Navigationskulisse bei der Vermessung von Objekten
JP3005681B1 (ja) * 1998-12-17 2000-01-31 工業技術院長 Cmm校正ゲージ及びcmmの校正方法
DE19915012A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-05 Metronom Indvermessung Gmbh Prüfkörper
JP3210963B2 (ja) * 1999-06-18 2001-09-25 経済産業省産業技術総合研究所長 ボールステップゲージ
JP3462180B2 (ja) * 2000-02-22 2003-11-05 株式会社浅沼技研 検査用マスタブロック及びその製造方法
US6598306B2 (en) * 2001-04-17 2003-07-29 Homer L. Eaton Self-loading spatial reference point array
DE50208406D1 (de) * 2002-02-20 2006-11-23 Metronom Ag Thermisch kompensierter Prüfkörper für Koordinatenmessmaschinen
US7282052B2 (en) * 2002-09-17 2007-10-16 Ebi, L.P. Unilateral fixator
WO2004045377A2 (en) * 2002-11-14 2004-06-03 Visionmed, Llc Method for using a fixator device
DE20320701U1 (de) * 2003-12-03 2005-01-20 Metronom Ag Variabler Prüfkörper und Halterung für variable Prüfkörper
EP1541959A1 (de) * 2003-12-09 2005-06-15 metronom AG Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen von Positionskoordinaten
US7693325B2 (en) 2004-01-14 2010-04-06 Hexagon Metrology, Inc. Transprojection of geometry data
US6901673B1 (en) * 2004-05-20 2005-06-07 The Boeing Company Tie-in device for the correlation of coordinate systems
DE102005008055B4 (de) * 2005-02-22 2009-01-02 Deckel Maho Pfronten Gmbh Verfahren zum Vermessen einer programmgesteuerten Werkzeugmaschine
US20070084072A1 (en) * 2005-10-17 2007-04-19 Miller Jimmie A Kite square
GB0525306D0 (en) 2005-12-13 2006-01-18 Renishaw Plc Method of machine tool calibration
FI119483B (fi) * 2006-03-07 2008-11-28 Saides Oy Menetelmä, järjestelmä ja tietokoneohjelmatuote mittauslaitteen paikantamiseksi ja suurten kappaleiden mittaamiseksi
DE102006039445A1 (de) * 2006-08-23 2008-02-28 Metronom Automation Gmbh Justierkörper und Verfahren zum Justieren eines Lasers
US7640674B2 (en) * 2008-05-05 2010-01-05 Hexagon Metrology, Inc. Systems and methods for calibrating a portable coordinate measurement machine
US20110112786A1 (en) * 2009-11-06 2011-05-12 Hexagon Metrology Ab Cmm with improved sensors
JP5667431B2 (ja) * 2010-12-24 2015-02-12 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター 三次元座標測定機簡易検査用ゲージ
DE102012207336A1 (de) 2012-05-03 2013-11-07 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Achse eines Drehtisches bei einem Koordinatenmessgerät.
JP6159647B2 (ja) * 2013-11-12 2017-07-05 三菱重工工作機械株式会社 工作機械の加工検査ワークを用いた機上計測方法
USD795925S1 (en) * 2014-04-16 2017-08-29 Hitachi, Ltd. Display screen or portion thereof with icon
JP2016097459A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 ファナック株式会社 回転軸中心位置計測用治具および該治具を用いた回転軸中心位置計測方法
US9952044B2 (en) * 2015-02-02 2018-04-24 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Multi-axis calibration block
JP6360448B2 (ja) * 2015-02-18 2018-07-18 株式会社浅沼技研 直角ステップゲージ
CN107014331B (zh) * 2017-05-31 2023-01-20 中国计量大学 一种关节臂测量力误差辨识装置及误差辨识校正方法
CN107756408B (zh) * 2017-11-22 2020-10-23 浙江优迈德智能装备有限公司 一种基于主动红外双目视觉的机器人轨迹示教装置及方法
JP6419380B1 (ja) * 2018-06-28 2018-11-07 株式会社浅沼技研 検査マスタ
US11293745B2 (en) 2018-06-28 2022-04-05 Asanuma Giken Co., Ltd. Inspection master
US10888968B2 (en) * 2018-08-30 2021-01-12 D4D Technologies, Llc Milling machine calibration method, and article of manufacture
NL2021673B1 (en) * 2018-09-20 2020-05-07 Prodim Int B V A method of calibrating an apparatus for pointing spatial coordinates as well as a corresponding apparatus.
JP6631984B1 (ja) 2019-06-25 2020-01-15 株式会社浅沼技研 検査マスタ
DE102019122654A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 M & H Inprocess Messtechnik Gmbh Vorrichtung zur Kalibrierung einer Geschwindigkeit einer Bewegungsachse einer Maschine
DE102020134786A1 (de) 2020-12-23 2022-06-23 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren und Prüfkörper zur rein optischen Überprüfung der Rechtwinkligkeit der Ausrichtung der Führungsachsen bei einem Koordinatenmessgerät
JP2022160911A (ja) 2021-04-07 2022-10-20 株式会社ミツトヨ 校正方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3637410A1 (de) * 1986-11-03 1988-05-11 Zeiss Carl Fa Verfahren zur messung von drehtischabweichungen
DE3823684C1 (de) * 1988-07-13 1989-05-18 Uranit Gmbh, 5170 Juelich, De
DE58903515D1 (de) * 1988-10-03 1993-03-25 Zeiss Carl Fa Pruefkoerper fuer koordinatenmessgeraete.
DE3930223A1 (de) * 1989-09-11 1991-03-14 Wild Leitz Messtechnik Pruefkoerper fuer koordinatenmessgeraete aus stabsegmenten
US5313410A (en) * 1991-03-28 1994-05-17 Alpha Q, Inc. Artifact and method for verifying accuracy of a positioning apparatus
GB9601679D0 (en) * 1996-01-27 1996-03-27 Renishaw Plc Ball bar apparatus for calibrating a machine

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HESPER, H.-J.: Auswertung von Kugelmessungen zur Beurteilung der Veränderung der Genauigkeit von Koordinatenmeßgeräten während des Betriebes, VDI Berichte 529, Koordinatenmeßtechnik, VDI Verlag GmbH Düsseldorf 1984, S. 117-135 *
SCHÜSSLER, H.-H.: Meßtechnische Beurteilung von Prüfkörpern u. Koordinatenmeßgeräten anhand von Streckenmessungen, Rechteck- und Quader-Kennwer- ten, Technisches Messen, Heft 10/1985, S. 353-366 *
SCHÜSSLER, H.-H.: Periodische Überwachung von Koordinatenmeßgeräten mittels kalibrierter Prüfkörper, Technisches Messen, 3/1990, S.103-113 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011008421A1 (de) * 2011-01-12 2012-07-12 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren und Anordnung zum Kalibrieren von messwertgebenden Sensoren eines taktilen Koordinatenmessgerätes
WO2012117474A1 (en) * 2011-03-01 2012-09-07 Sintokogio, Ltd. A Cubic Standard

Also Published As

Publication number Publication date
US6023850A (en) 2000-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19644712A1 (de) Kugelquader
EP0362626B1 (de) Prüfkörper für Koordinatenmessgeräte
EP0491734B1 (de) Prüfkörper für koordinatenmessgeräte aus stabsegmenten
EP1462760B1 (de) Vorrichtung zur Erfassung der Lage eines Tastelements in einem Mehrkoordinatenmessgerät
US4819195A (en) Method for calibrating a coordinate measuring machine and the like and system therefor
EP3049758B1 (de) Reduzierung von fehlern einer drehvorrichtung, die bei der bestimmung von koordinaten eines werkstücks oder bei der bearbeitung eines werkstücks verwendet wird
US4945501A (en) Method for determining position within the measuring volume of a coordinate measuring machine and the like and system therefor
EP0082441B1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung und Korrektur von Führungsfehlern
EP0638781B1 (de) Kalibrier-Verfahren zum Ermitteln und Kompensieren unterschiedlicher Antastkraft-Verhältnisse bei Mehrkoordinaten-Tastsystemen
DE3714862A1 (de) Flexible cnc-vielstellenmesseinrichtung
DE3740070A1 (de) Dreh-schwenk-einrichtung fuer tastkoepfe von koordinatenmessgeraeten
DE102015205567A1 (de) Kalibrierung einer an einem beweglichen Teil eines Koordinatenmessgeräts angebrachten Drehvorrichtung
DE10122080A1 (de) Verfahren zum Bestimmen von Eigenschaften eines Koordinatenmeßgeräts sowie Testobjekt hierzu
DE102008024444B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Koordinatenmessgerätes
EP1462757B1 (de) Vorrichtung zum Erfasssen der räumlichen Lage eines in einer Koordinatenachse verfahrbaren Schlittens
EP0703430B1 (de) Verfahren zur Kalibrierung eines Koordinatenmessgerätes mit zwei rotatorischen Achsen
DE29618726U1 (de) Kugelquader
DE102010056039B4 (de) Koordinatenmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts
EP3265756B1 (de) Anordnung zur ermittlung eines bewegungsfehlers einer drehvorrichtung
DE102020108407B4 (de) Kalibriernormal zur Geometrieeinmessung eines taktil oder/und optisch arbeitenden Messsystems, Verfahren zur Kalibrierung sowie Koordinatenmessgerät
DE102013112188B4 (de) Verfahren zur Montage von Bauteilen mit Hilfe eines Koordinatenmessgeräts
DE3241074A1 (de) Verfahren zur fehlerkompensation bei dreidimensionalen mess- und/oder anreissgeraeten
EP3407012B1 (de) Kalibrierkörper
DE102016212651A1 (de) Verfahren zum Vermessen eines Werkstücks unter Verwendung von zumindest einem Referenzkörper
DE19640674C2 (de) Verfahren zur Ermittlung und Korrektur der maschinenbedingten Meßfehler eines Koordinatenmeßgerätes von nicht kartesischem und/oder nichtstarrem Aufbau

Legal Events

Date Code Title Description
ON Later submitted papers
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: TRAPET, EUGEN, DR.-ING., 57537 WISSEN, DE

8131 Rejection