DE19736986A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit des Positionierungswinkels für Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit des Positionierungs- oder Schaltwinkels eines Tisches einer Werkzeugmaschine, auf dem ein Werkstück oder ein Werkzeug angeordnet ist. Insbeson­ dere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit des Positionie­ rungs- oder Schaltwinkels für Werkzeugmaschinen, das bzw. die eine Messung der Genauigkeit des Positionierungs- oder Schaltwinkels innerhalb eines Bereichs von 360° oder mehr er­ laubt durch Verwendung einer Relativwinkel-Meßeinrichtung, die dazu in der Lage ist, einen Relativwinkel mit hoher Ge­ nauigkeit innerhalb eines vorgegebenen Bereichs meßbarer Win­ kel zu messen.

Eine Werkzeugmaschine, wie beispielsweise ein Bearbeitungs­ zentrum, weist einen Tisch auf, auf dem ein Werkstück ange­ ordnet ist. Der Tisch kann gedreht werden. Das Bearbeitungs­ zentrum ist für große Dimensionen und ein Arbeiten mit hoher Genauigkeit ausgelegt. Es ist erforderlich, die Genauigkeit eines Positionierungs- oder Schaltwinkels im Verlauf des Ein­ stellens des Tisches auf einen vorgegebenen Winkel zu verbes­ sern. Einige groß dimensionierte Bearbeitungszentren weisen eine Positionierungs- oder Schaltwinkelauflösung, das heißt, eine Fähigkeit zum Einstellen oder Schalten eines Winkels, in der Größenordnung mehrerer Sekunden auf. Es ist notwendig, die Genauigkeit beim Einstellen oder Schalten des Winkels eines gerade hergestellten Tisches zu prüfen, und es ist da­ her erforderlich, den Drehwinkel des Tisches für ein Win­ kelinkrement zu messen, das gleich groß ist wie oder kleiner ist als die Positionierungswinkelauflösung der Werkzeugma­ schine.

Bei einer in der Vergangenheit angewandten Methode zum Messen der Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Tisches wird so vorgegangen, daß beispielsweise ein Spiegel auf dem Tisch festgelegt wird, Laserlicht von außerhalb auf den Tisch eingestrahlt wird und die Position des von dem Spiegel re­ flektierten Laserlichts detektiert wird. Für eine einfache und rasche Detektion der Position des Laserlichts wird das Laserlicht gescannt, und die Position des Laserlichts wird gemäß einer bestimmten zeitlichen Abstimmung der Detektion detektiert. Übrigens muß die Genauigkeit der Einstellung des Winkels des Tisches mit einer feinen Intervallteilung über eine volle Umdrehung, das heißt 360°, gemessen werden. Jedoch ist bei dem bekannten Verfahren, bei dem die Position des von dem Spiegel auf dem Tisch reflektierten Laserlichts detektiert wird, die Größe des Intervalls durch die Anzahl von Facetten des Polygonspiegels vorgegeben. Beispielsweise beträgt das Intervall 60°, wenn die Anzahl der Facetten 6 be­ trägt. Die Anzahl der Facetten muß erhöht werden, um das In­ tervall zu verkleinern. Dies erhöht jedoch die Kosten des Po­ lygonspiegels. Folglich besteht bei dem bekannten Verfahren, bei dem ein Polygonspiegel verwendet wird, das Problem, daß die Messung nicht mit einer feinen Intervallteilung ausge­ führt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Messen der Genauigkeit der Winkeleinstel­ lung zu schaffen, das es erlaubt, die Genauigkeit der Ein­ stellung des Winkels eines Tisches über 360° hinweg kontinu­ ierlich zu messen. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Messen der Genau­ igkeit der Winkeleinstellung zu schaffen, die eine solche Messung ausführen kann.

Bei einem Verfahren und bei einer Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit des Positionierungswinkels für Werkzeugmaschinen gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Relativwinkel-Meß­ einrichtung verwendet, die zwei getrennte Teile aufweist und dazu in der Lage ist, eine Änderung des Relativwinkels zwischen den beiden Teilen über einen vorgegebenen Bereich meßbarer Winkel zu messen. Eine Dreheinrichtung ist so auf einem selbständigen Teil angeordnet, der sich nicht zusammen mit dem Tisch einer Werkzeugmaschine dreht, daß deren Dreh­ achse im wesentlichen mit der Drehachse des Tisches zusammen­ fällt. Einer der beiden Teile der Relativwinkel-Meßeinrich­ tung ist an dem Tisch festgelegt, und der andere Teil ist an der Dreheinrichtung angeordnet.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, daß die Dreheinrich­ tung so auf dem Tisch angeordnet ist, daß deren Drehachse im wesentlichen mit der Drehachse des Tisches zusammenfällt. In diesem Fall ist einer der beiden Teile der Relativwinkel-Meß­ einrichtung an dem Bereich festgelegt, der sich nicht zusammen mit dem Tisch dreht, und der andere Teil ist an der Dreheinrichtung angeordnet.

In beiden Fällen werden die beiden Teile so eingestellt, daß der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen gemessen werden kann. Nach dem Einstellen der beiden Teile werden ein Drehen des Tisches um eine Winkeleinheit und ein Messen des Rela­ tivwinkels zwischen den beiden Teilen wiederholt, bis der Re­ lativwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze eines Be­ reichs festgelegter Winkel erreicht, der kleiner ist als der vorgegebene Bereich meßbarer Winkel. Wenn der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze des Bereichs festge­ legter Winkel erreicht, wird die Dreheinrichtung verwendet, um den anderen der beiden Teile so zu drehen, daß der Rela­ tivwinkel zwischen den beiden Teilen die andere Grenze des Bereichs festgelegter Winkel erreicht. Diese Vorgänge werden über den gesamten Bereich von Winkeln ausgeführt, bei denen die Genauigkeit der Einstellung des Winkels gemessen wird.

In anderen Worten wird bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen der Genauigkeit eines Positionierungs- oder Schaltwinkels für Werkzeugmaschinen eine Relativwinkel-Meßeinrichtung verwendet, die zwei ge­ trennte Teile aufweist und dazu in der Lage ist, eine Ände­ rung des Relativwinkels zwischen den beiden Teilen über einen vorgegebenen Bereich meßbarer Winkel zu messen, und die Ge­ nauigkeit der Einstellung des Winkels eines Tisches einer Werkzeugmaschine, auf der ein Werkstück angeordnet ist, ge­ messen. Einer der beiden Teile ist auf dem Tisch festgelegt, und der andere Teil ist an einer Dreheinrichtung angeordnet, die an einem von der Drehbewegung des Tisches unabhängigen Bereich der Werkzeugmaschine festgelegt ist und die um die Drehachse des Tisches als einen Mittelpunkt dreht. Die beiden Teile werden somit so eingestellt, daß der Relativwinkel zwi­ schen denselben gemessen werden kann. Anschließend werden ein Schritt, bei dem der Tisch um eine Winkeleinheit gedreht wird, und ein Schritt, bei dem der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen gemessen wird, innerhalb eines Bereichs von Winkeln wiederholt, innerhalb dessen der Relativwinkel zwi­ schen den beiden Teilen eine Grenze eines Bereichs festgeleg­ ter Winkel, der kleiner ist als der vorgegebene Bereich meß­ barer Winkel, erreicht. Nachdem der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze des Bereichs festgelegter Win­ kel erreicht hat, wird ein Schritt, bei dem der andere der beiden Teile unter Verwendung der Dreheinrichtung gedreht wird, ausgeführt, bis der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen die andere Grenze des Bereichs festgelegter Winkel er­ reicht. Diese Schritte werden über den gesamten Bereich von Winkeln ausgeführt, bei denen die Genauigkeit der Einstellung des Winkels gemessen wird.

Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen der Genauigkeit des Positionierungswinkels für Werkzeugmaschinen unterscheidet sich von der ersten Ausfüh­ rungsform lediglich darin, daß einer der Teile der Rela­ tivwinkel-Meßeinrichtung an dem von der Drehbewegung des Ti­ sches unabhängigen Bereich festgelegt ist, der andere Teil an der Dreheinrichtung, die an dem Tisch festgelegt ist und um die Drehachse des Tisches als einen Mittelpunkt dreht, ange­ ordnet ist und die beiden Teile so eingestellt sind, daß der Relativwinkel zwischen denselben gemessen werden kann.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit eines Positionierungswinkels für Werkzeugmaschinen ist eine Meßvorrichtung zum Messen der Ge­ nauigkeit der Einstellung des Winkels eines Tisches einer Drehmaschine, auf dem ein Werkstück angeordnet ist. Die Vor­ richtung zum Messen der Genauigkeit eines Positionierungswin­ kels umfaßt eine Relativwinkel-Meßeinrichtung, die zwei ge­ trennte Teile aufweist und dazu in der Lage ist, eine Ände­ rung des Relativwinkels zwischen den beiden Teilen über einen vorgegebenen Bereich meßbarer Winkel zu messen, eine Drehein­ richtung, die um die Drehachse des Tisches dreht und an einem von der Drehbewegung des Tisches unabhängigen Bereich einer Werkzeugmaschine festgelegt ist, und eine Steuerungseinheit zum Verarbeiten eines von der Relativwinkel-Meßeinrichtung gemessenen Wertes und zum Steuern der Werkzeugmaschine und der Dreheinrichtung. In einem Zustand, in dem einer der bei­ den Teile an dem Tisch festgelegt ist, der andere dieser Teile an der Dreheinrichtung angeordnet ist und die beiden Teile so eingestellt sind, daß der Relativwinkel zwischen denselben gemessen werden kann, steuert die Steuerungseinheit die Werkzeugmaschine so, daß sich der Tisch um eine Win­ keleinheit dreht innerhalb eines Bereichs von Winkeln, inner­ halb dessen der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze eines Bereichs festgelegter Winkel, der gleich groß ist wie oder kleiner ist als der vorgegebene Bereich meßbarer Winkel, erreicht. Nach jeder Drehung um eine Winkeleinheit wiederholt die Steuerungseinheit einen Vorgang, bei dem der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen, der von der Rela­ tivwinkel-Meßeinrichtung ausgegeben wird, eingelesen wird. Nachdem der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze des Bereichs festgelegter Winkel erreicht hat, steuert die Steuerungseinheit die Dreheinrichtung so, daß sie den an­ deren der beiden Teile dreht, bis der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen die andere Grenze des Bereichs festgelegter Winkel erreicht. Die Steuerungseinheit wiederholt diese Vor­ gänge über den gesamten Bereich von Winkeln, bei denen die Genauigkeit der Einstellung des Winkels gemessen wird.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit des Positionierungswinkels für Werkzeugmaschinen unterscheidet sich von der ersten Ausfüh­ rungsform lediglich darin, daß eine Dreheinrichtung auf dem Tisch der Werkzeugmaschine festgelegt und so angeordnet ist, daß die Dreheinrichtung um die Drehachse des Tisches als einen Mittelpunkt drehen kann, einer der beiden Teile der Re­ lativwinkel-Meßeinrichtung an dem von der Drehbewegung des Tisches unabhängigen Bereich festgelegt ist und der andere Teil der Relativwinkel-Meßeinrichtung an der Dreheinrichtung angeordnet ist.

Was den Drehwinkel des anderen der beiden Teile angeht, so kann die Dreh- oder Verwinklungseinrichtung einen Kodierer umfassen, und ein von dem Kodierer detektierter Wert kann als der Drehwinkel übernommen werden. Alternativ hierzu kann die Relativwinkel-Meßeinrichtung dazu verwendet werden, den Dreh­ winkel zu detektieren.

Die Relativwinkel-Meßeinrichtung muß dazu in der Lage sein, den Relativwinkel mit kleiner Auflösung zu messen, und ist vorzugsweise unter Verwendung eines Laserinterferometers aus­ gebildet. Ein geeignetes Laserinterferometer umfaßt eine La­ serinterferenzeinheit und eine Doppel-Rückreflexions-Einheit, die zwei nebeneinander angeordnete Rückreflexions-Elemente aufweist, und mißt eine Änderung der Differenz zwischen den Entfernungen von der Laserinterferenzeinheit zu den beiden Rückreflexions-Elementen durch Detektieren einer Änderung des Interferenzring- oder Interferenzstreifenmusters, das sich aus der Interferenz der von der Laserinterferenzeinheit aus­ gesandten und von den beiden Rückreflexions-Elementen re­ flektierten Laserlichtstrahlen ergibt. In diesem Fall ist beispielsweise die Laserinterferenzeinheit an dem Tisch fest­ gelegt, und die Doppel-Rückreflexions-Einheit ist an dem von der Drehbewegung des Tisches unabhängigen Bereich angeordnet.

Als Rückreflexions-Elemente können optische Elemente verwen­ det werden, die einen einfallenden Lichtstrahl so zurückre­ flektieren, daß der reflektierte Strahl im wesentlichen pa­ rallel zu dem einfallenden Strahl verläuft. Insbesondere kön­ nen Tripelprismen, die jeweils drei unter Winkeln von 90° zu­ einander ausgerichtete totalreflektierende Prismenflächen aufweisen, oder Tripelspiegel, die jeweils drei unter Winkeln von 90° zueinander ausgerichtete Spiegelflächen aufweisen, verwendet werden.

Außerdem ist es erforderlich, daß der Tisch sich drehen kann, wenn die Laserinterferenzeinheit auf dem Tisch festgelegt ist. Ferner sollte die Laserinterferenzeinheit vorzugsweise von kompakter Größe sein. Das Laserinterferometer ist vor­ zugsweise ein solches vom sogenannten getrennten Typ, welches eine von der Laserinterferenzeinheit getrennte Laserlicht­ quelle zum Zuführen von Laserlicht zu der Laserinter­ ferenzeinheit und einen von der Laserinterferenzeinheit ge­ trennten Streifen- oder Ringzähler zum Zählen von Änderungen der Anzahl der Interferenzstreifen oder Interferenzringe des sich ergebenden Laserlichts umfaßt, wobei das Laserlicht der Laserinterferenzeinheit von der Laserlichtquelle durch eine Lichtleitfaser zugeführt wird und das sich ergebende Laser­ licht über eine Lichtleitfaser von der Laserinterferenzein­ heit zu dem Streifen- oder Ringzähler übermittelt wird. Ein derartiges Laserinterferometer vom getrennten Typ ist bei­ spielsweise in der japanischen Gebrauchsmuster-Veröffentli­ chung (Kokai) Nr. 63-159706 offenbart.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1A eine perspektivische Darstellung der Grundbe­ standteile eines Bearbeitungszentrums, das einen Werkstückhaltetisch und eine Bewegungs­ einrichtung umfaßt;

Fig. 1B eine perspektivische Darstellung der Grundbe­ standteile einer NC-Revolver-Drehmaschine, die eine Drehwelle, an der ein Werkstück an­ geordnet ist, einen Revolverkopf und Einrich­ tungen zum Bewegen derselben umfaßt;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Gesamt­ anordnung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Werkstückhaltetisches eines Bearbeitungszen­ trums;

Fig. 3 eine Darstellung der Anordnung einer Doppel- Rückreflexions-Einheit und einer Laserinter­ ferenzeinheit der ersten Ausführungsform;

Fig. 4A und 4B schematische Darstellungen zur Erläuterung der Drehung der Doppel-Rückreflexions-Einheit und der Laserinterferenzeinheit der ersten Ausführungsform;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das einen Steuerungsvorgang bei der ersten Ausführungsform beschreibt;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Gesamt­ anordnung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Werkstückhaltetisches eines Bearbeitungszen­ trums;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das einen Steuerungsvorgang bei der zweiten Ausführungsform beschreibt;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Gesamt­ anordnung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Werkstückhaltetisches eines Bearbeitungszen­ trums; und

Fig. 9A und 9B schematische Darstellungen der Anordnung einer Doppel-Rückreflexions-Einheit und einer Laserinterferenzeinheit der dritten Ausfüh­ rungsform.

Zunächst wird eine Werkzeugmaschine beschrieben werden, an die die vorliegende Erfindung angepaßt ist. Eine Werkzeugma­ schine, wie beispielsweise ein Bearbeitungszentrum, weist einen Tisch auf, auf dem ein Werkstück angeordnet wird und der sich drehen kann. Fig. 1A ist eine Darstellung der Grund­ bestandteile des Bearbeitungszentrums, die den Tisch des Be­ arbeitungszentrums, eine Drehachse oder Drehwelle, an der ein Werkzeug angeordnet ist, und Einrichtungen zum Bewegen der­ selben umfassen. Fig. 1B ist eine Darstellung der Grundbe­ standteile einer "numerical-control"-(NC)-Revolver-Drehma­ schine, die eine Drehwelle der NC-Revolver-Drehmaschine, an der ein Werkstück angeordnet ist, einen Revolverkopf und Ein­ richtungen zum Bewegen derselben umfassen. In Fig. 1A sind eine Spindel oder Drehwelle 101, an der ein Werkzeug angeordnet ist, eine Z-Richtung-Bewegungs-Grundplatte oder ein Z-Richtungs-Bewegungs-Schlitten 102, an dem die Drehwelle festgelegt ist und der sich in Richtung der Z-Achse bewegt, ein Tisch 105, eine Dreheinrichtung für den Tisch 106 und eine Y-Richtung-Bewegungs-Grundplatte oder ein Y-Richtung-Be­ wegungs-Schlitten 107 zum Bewegen des Tisches 105 in Richtung der Y-Achse gezeigt. Eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Z-Richtung-Bewegungs-Grundplatte oder des Z-Richtung-Bewegungs-Schlittens 102 in Richtung der X-Achse ist ebenfalls vorhanden, jedoch nicht zeichnerisch dargestellt. In Fig. 1B sind eine Spindel oder Drehwelle 111, an der ein Werkstück angeordnet ist und von der das Werkstück gedreht wird, und ein Revolverkopf 112, an dessen Oberflächen Werkzeuge gehalten sind, gezeigt. Der Revolverkopf 112 ist an einer Bewegungsgrundplatte oder einem Bewegungsschlitten 113 festgelegt und kann auf einen gewünschten Winkel gedreht werden. Wenn im folgenden der Begriff "Tisch" benutzt wird, so schließt dieser Begriff einen Revolverkopf mit ein. Die folgende Beschreibung bezieht sich beispielhaft auf ein Bearbeitungszentrum. Die Erfindung kann jedoch ebenso auch für andere Werkzeugmaschinen, beispielsweise eine Drehmaschine, angewandt werden.

Bei an dem Tisch 105 festgelegtem Werkstück wird ein zur Be­ arbeitung geeignetes Werkzeug an der Drehwelle 101 angeord­ net. Anschließend wird die Bearbeitung ausgeführt, während eine Stellung, in die der Tisch 105 gedreht wird, und die Stellungen der Bewegungsschlitten ordnungsgemäß eingestellt werden.

Das Bearbeitungszentrum ist auf große Dimensionen und auf ein Arbeiten mit hoher Genauigkeit ausgelegt. Daher ist es erfor­ derlich, die Genauigkeit beim Einstellen oder Schalten eines Winkels im Verlauf des Einstellens des Tisches 105 auf einen gewünschten Winkel zu verbessern. Bei einigen großen Bearbei­ tungszentren beträgt die Breite des Tisches 105 fast einen Meter, und die Auflösung für die Winkeleinstellung liegt in der Größenordnung von mehreren Sekunden. Eine scheibenförmige Skala wird verwendet, um den Winkel des Tisches des Bearbei­ tungszentrums zu detektieren. Wenn die Breite des Tisches 105 größer wird und der Durchmesser der Skala ebenfalls größer wird, kann die Auflösung für die Winkeleinstellung verringert werden. Jedoch ist es notwendig, die Genauigkeit der Einstel­ lung des Winkels eines gerade hergestellten Tisches zu prü­ fen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Drehwinkels eines Tisches für ein Winkelinkrement, das gleich groß ist wie oder kleiner ist als die Positionierungswinkelauflösung der Werkzeugmaschine.

Fig. 2 ist eine Darstellung der Gesamtanordnung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Mes­ sen der Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Werk­ stückhaltetisches eines Bearbeitungszentrums.

Ein Bearbeitungszentrum wie das in Fig. 2 gezeigte ist an sich bekannt. Eine Haupteinheit 100 umfaßt eine X-Achse-Bewe­ gungseinrichtung 104, eine Z-Achse-Bewegungseinrichtung 103, die in Richtung der X-Achse mittels der X-Achse-Bewegungsein­ richtung 104 bewegbar ist, eine Z-Richtung-Bewegungs-Grund­ platte oder einen Z-Richtung-Bewegungs-Schlitten 102, der in Richtung der Z-Achse mittels der Z-Achse-Bewegungseinrichtung 103 bewegt wird, eine an dem Z-Richtung-Bewegungs-Schlitten 102 festgelegte Spindel oder Drehwelle 101, an der ein Werkzeug angeordnet ist, eine Y-Achse-Bewegungseinrichtung 108, eine Y-Richtung-Bewegungs-Grundplatte oder einen Y-Richtung-Bewegungs-Schlitten 107, der in Richtung der Y-Achse mittels der Y-Achse-Bewegungseinrichtung 108 bewegt wird, eine auf dem Y-Richtung-Bewegungs-Schlitten 107 angeordnete Tischdreheinrichtung 106, einen mittels der Tischdreheinrichtung 106 drehbaren Werkstückhaltetisch 105 und eine Steuerungseinheit 110 des Bearbeitungszentrums zum Steuern des Bearbeitungszentrums.

Bei dieser Ausführungsform wird ein Laserinterferometer vom Lichtleitfasereinkopplungstyp, das eine Laserlichtquelle, eine Laserinterferenzeinheit und einen Ringe- oder Streifen­ zähler aufweist, wobei diese Bestandteile alle voneinander getrennt sind, zum Messen eines Relativwinkels verwendet. In den Fig. 2 und 3 sind eine Laserlichtquelle 11, ein Streifen­ zähler 12, eine Laserinterferenzeinheit 15, eine Lichtleitfa­ ser 13, durch die Laserlicht von der Laserlichtquelle 11 der Laserinterferenzeinheit 15 zugeführt wird, eine Doppel-Rück­ reflexions-Einheit 16, die zwei nebeneinander angeordnete und parallel zueinander ausgerichtete Rückreflexions-Elemente, beispielsweise Tripelprismen oder Tripelspiegel oder Würfelecken (corner cubes), aufweist, ein Computer 17 zum Steuern der Vorrichtung, eine an der Drehwelle des Bearbeitungszentrums festgelegte Dreheinrichtungshalteeinheit 21, eine an der Dreheinrichtungshalteeinheit 21 festgelegte Dreheinrichtung 22 und ein Drehkodierer 23 zum Detektieren des Ausmaßes einer von der Dreheinrichtung 22 ausgeführten Drehung gezeigt. Der Tisch 105 und die Dreheinrichtungs­ halteeinheit 21 werden mittels der X-Achse-Bewegungs­ einrichtung 104 und der Y-Achse-Bewegungseinrichtung 108 so bewegt, daß die Drehachse des Tisches 105 im wesentlichen mit dem Drehungsmittelpunkt der Dreheinrichtung 22 zusammenfällt. Die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 ist an der Dreh­ einrichtung 22 angeordnet. Die Laserinterferenzeinheit 15 ist an dem Werkstückhaltetisch 105 festgelegt und dreht sich zusammen mit dem Tisch. Der Computer 17 gibt Signale an die Steuerungseinheit 110 des Bearbeitungszentrums aus, die dazu verwendet werden, Anweisungen für die Verarbeitung des Einlesens der von dem Streifenzähler 12 bereitgestellten Anzahl von Änderungen der Interferenzstreifen und für die Berechnung einer Änderung des Relativwinkels zwischen der Laserinterferenzeinheit 15 und der Doppel-Rückreflexions-Einheit 16, für die Steuerung der Drehung der Dreheinrichtung 22, für die Drehung des Werkstückhaltetisches 105 des Bearbeitungszentrums und für die Bewegung der Bewe­ gungseinrichtungen zu geben.

Das bei dieser Ausführungsform verwendete Laserinterferometer ist ein Laserinterferometer vom getrennten Typ, wie es in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-159706 beschrieben ist. Das Laserinterferometer vom ge­ trennten Typ ist ein Laserinterferometer, bei dem die Laser­ lichtquelle 11 und die Laserinterferenzeinheit 15 mittels der Lichtleitfaser 13, bei der es sich um eine Einmodenfaser oder eine polarisationsebenenerhaltende Faser handelt, miteinander verbunden sind. Die Verwendung des Laserinterferometers vom getrennten Typ erübrigt die Notwendigkeit, die Laserlicht­ quelle 11 und die Laserinterferenzeinheit 15 aufeinander aus­ zurichten, und vergrößert die Freiheit bei der Anordnung die­ ser Bauteile. Darüber hinaus ist der Streifenzähler 12 mit einem Photodetektor versehen, und Interferenzstreifen enthal­ tende Lichtquellen werden durch die Lichtleitfaser 14 zu dem Photodetektor in dem Streifenzähler 12 übertragen. Infolge­ dessen kann die Laserinterferenzeinheit 15 kompakt ausgelegt werden. Die Laserinterferenzeinheit 15 ist an dem Werkstück­ haltetisch 105 des Bearbeitungszentrums festgelegt und dreht sich zusammen mit der Drehbewegung des Tisches. Da die Licht­ leitfasern 13 und 14 eine mechanische Flexibilität aufweisen, kann die Laserinterferenzeinheit 15 um 360° gedreht werden.

Der Aufbau des Laserinterferometers vom getrennten Typ ist in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-159706 beschrieben, so daß an dieser Stelle auf eine de­ taillierte Beschreibung des Interferometers verzichtet wird. Ein Verfahren zum Messen eines Relativwinkels unter Verwen­ dung des Laserinterferometers wird im folgenden kurz be­ schrieben werden.

Fig. 3 ist eine Darstellung einer schematischen Anordnung der Laserinterferenzeinheit 15 und der Doppel-Rückreflexions-Ein­ heit 16 eines Laserinterferometers, das zum Messen eines Re­ lativwinkels verwendet werden soll. Eine Viertelwellenplatte oder λ-Viertel-Platte oder ein ähnliches Bauteil wird in der Praxis verwendet, ist jedoch nicht zeichnerisch dargestellt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt die Laserinterferenzeinheit 15 eine Linse 151 zum Kollimieren von Laserlicht, das sich durch die Lichtleitfaser 13 ausbreitet, einen Strahlteiler 153 und eine Linse 152 zum Bündeln von Laserlichtstrahlen, die mit­ einander interferieren, an einem Einfallsbereich der Licht­ leitfaser 14. Die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 weist zwei nebeneinander angeordnete Rückreflexions-Elemente 161 und 162 auf, die als Tripelprismen oder Tripelspiegel oder Wür­ felecken (corner cubes) ausgebildet sind. Sich durch die Lichtleitfaser 13 ausbreitendes Laserlicht wird durch die Oberfläche 154 des Strahlteilers 153 in zwei Anteile aufge­ spalten. Einer der Anteile trifft auf das Rückreflexions-Ele­ ment 161, kehrt in einer entgegengesetzten Richtung zurück und trifft erneut auf die Oberfläche 154 des Strahlteilers 153. Der andere Anteil des Laserlichts wird von der Oberflä­ che 155 des Strahlteilers 153 reflektiert, trifft auf das Rückreflexions-Element 162, kehrt in einer entgegengesetzten Richtung zurück, wird erneut von den Oberflächen 155 und 154 des Strahlteilers 153 reflektiert, interferiert mit von dem Rückreflexions-Element 161 reflektiertem Licht, trifft auf die Lichtleitfaser 14 und wird dann an den Streifenzähler 12 übermittelt. Wenn sich der Relativwinkel zwischen der Doppel- Rückreflexions-Einheit 16 und der Laserinterferenzeinheit 15 ändert, variieren die Längen eines optischen Weges, längs dessen Licht von dem Rückreflexions-Element 161 reflektiert wird und zurückkehrt, und eines optischen Weges, längs dessen Licht von dem Rückreflexions-Element 162 reflektiert wird und zurückkehrt. Dies bewirkt, daß sich die Anzahl der Inter­ ferenzstreifen ändert. Eine Änderung des Relativwinkels kann daher durch Detektieren einer Änderung der Anzahl der Inter­ ferenzstreifen detektiert werden.

Die Fig. 4A und 4B sind Schaubilder, die der Erläuterung einer Änderung des Relativwinkels zwischen der Doppel-Rückre­ flexions-Einheit 16 und der Laserinterferenzeinheit 15 die­ nen, die beim Messen der Genauigkeit der Einstellung des Win­ kels eines Tisches berücksichtigt werden muß.

Nehmen wir einmal an, daß die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 in dem in Fig. 4A gezeigten Zustand gehalten wird. Der Strahlteiler 153 der Laserinterferenzeinheit 15 wird anfangs in einen Zustand gebracht, der in gebrochenen Linien darge­ stellt ist. Mit der Drehbewegung des Tisches dreht sich der Strahlteiler 153 um einen Winkel von 2θ, um den in durchgezo­ genen Linien dargestellten Zustand einzunehmen. Wenn sich der Strahlteiler 153 so dreht, daß er von dem in gebrochenen Li­ nien dargestellten Zustand zu dem in durchgezogenen Linien dargestellten Zustand wechselt, so wird die Länge des opti­ schen Weges des Laserlichts, das von dem Rückreflexions-Ele­ ment 161 reflektiert wird, relativ größer. Dies bewirkt, daß sich die Interferenzstreifen in einfacher Weise verändern. Solange θ einen kleinen Wert annimmt, ist der Drehwinkel pro­ portional zu einer Änderung der Anzahl der Streifen und kann daher durch Detektieren der Änderung der Anzahl der Inter­ ferenzstreifen detektiert werden.

Jedoch ist der Bereich von Winkeln θ, innerhalb dessen der Drehwinkel mit hoher Genauigkeit detektiert werden kann, nicht sehr groß. Wenn θ gleich groß ist wie oder größer ist als ein bestimmter Winkel, kann der Drehwinkel nicht gemessen werden. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform wird des­ halb, wenn der in Fig. 4A in durchgezogenen Linien darge­ stellte Zustand erreicht ist, die Drehung der Laserinter­ ferenzeinheit 15 angehalten. Die Dreheinrichtung 22 bewirkt, daß sich die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 um einen Winkel von 2θ dreht und dadurch den in Fig. 4B gezeigten Zustand einnimmt. Der Relativwinkel zwischen der Doppel-Rückrefle­ xions-Einheit 16 und der Laserinterferenzeinheit 15 in dem in Fig. 4B gezeigten Zustand ist identisch mit dem Relativwinkel in dem in gebrochenen Linien in Fig. 4A dargestellten Zu­ stand. Das bedeutet, daß die Laserinterferenzeinheit 15 wie­ derum um einen Winkel von 2θ gedreht werden kann und dabei eine Änderung des Relativwinkels gemessen werden kann. Durch Wiederholung dieses Vorgangs kann eine von der Drehung der Laserinterferenzeinheit 15 herrührende Änderung des Rela­ tivwinkels kontinuierlich über einen Winkel gleich groß wie oder größer als 360° gemessen werden. Folglich kann die Ge­ nauigkeit der Einstellung des Winkels des Tisches gemessen werden.

Die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 muß bis zu der anderen Grenze des Bereichs der festgelegten Winkel, das heißt bis -θ, gedreht werden. Bei der hier beschriebenen Ausführungs­ form ist ein Kodierer 23 zum Messen des Drehwinkels der Dreheinrichtung 22 vorgesehen. Unter Verwendung des Kodierers wird der Drehwinkel der Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 ge­ messen. Wenn die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 gedreht wird, ändert sich die Anzahl der Interferenzringe in einer entgegengesetzten Richtung, wie im folgenden beschrieben wer­ den wird. Durch Detektieren der Änderung der Anzahl der In­ terferenzringe kann der Drehwinkel der Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 gemessen werden.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Messung bei der hier be­ schriebenen Ausführungsform erläutert.

In Schritt 501 wird ein Anfangs-Relativwinkel zwischen der Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 und der Laserinterferenzein­ heit 15 in einem Anfangszustand gemessen und gespeichert. In Schritt 502 wird der Tisch um eine Winkeleinheit gedreht. Die Winkeleinheit ist eine kleinste Einheit, um die der Tisch ge­ dreht wird. Bei dieser Drehung dreht sich die Laserinter­ ferenzeinheit 15. In Schritt 503 wird eine von der Drehung herrührende Änderung der Anzahl der Interferenzringe detek­ tiert, um eine Änderung des Relativwinkels zu messen. Die ge­ messene Änderung des Relativwinkels wird anschließend gespei­ chert. In Schritt 504 wird beurteilt, ob der gemessene Winkel gleich groß ist wie ein festgelegter Winkel θ oder nicht. Das Vorgehen der Schritte 502 und 503 wird wiederholt, bis der gemessene Winkel gleich groß ist wie der festgelegte Winkel θ. Wenn der gemessene Winkel gleich groß wird wie der festge­ legte Winkel θ, wird in Schritt 505 die Dreheinrichtung 22 gedreht, um die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 in der Ge­ genrichtung zu drehen, bis der Relativwinkel zu -θ wird. Der Kodierer wird dazu verwendet, den Relativwinkel der Doppel- Rückreflexions-Einheit 16 in bezug auf die Laserinter­ ferenzeinheit 15 zu messen. Der Relativwinkel der Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 in bezug auf die Laserinter­ ferenzeinheit 15 stimmt daher am Ende der Drehbewegung mit -θ überein. In Schritt 506 wird beurteilt, ob die Messung über einen Gesamtbereich auszumessender Winkel, das heißt im vor­ liegenden Fall 360° oder mehr, gemessen worden ist oder nicht. Das Vorgehen gemäß der Schritte 501 bis 505 wird wie­ derholt, bis die Messung über den Gesamtbereich auszumessen­ der Winkel abgeschlossen ist.

Bei der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung ist die Laserinterferenzeinheit 15 an dem Tisch 105 festgelegt, und die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 ist an der Dreheinrichtung 22 angeordnet, welche von einem von dem Tisch 105 unabhängigen Bereich gehalten wird. Alternativ hierzu kann die Doppel-Rückreflexions-Einheit an dem Tisch festgelegt sein, und die Laserinterferenzeinheit 15 kann an der Dreheinrichtung angeordnet sein, welche von dem von dem Tisch unabhängigen Bereich gehalten ist. Bei der zweiten Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein sol­ cher alternativer Aufbau verwendet.

Fig. 6 ist eine Darstellung des Gesamtaufbaus der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Aus­ führungsform lediglich darin, daß die Laserinterferenzeinheit 15 direkt an der Dreheinrichtung 22 angeordnet ist und daß die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 an einem Sockel auf dem Tisch 105 festgelegt ist. Der Kodierer 23 zum Detektieren des Drehwinkels der Dreheinrichtung 22 fehlt bei dieser Ausfüh­ rungsform. Statt dessen wird das Laserinterferometer dazu verwendet, den Drehwinkel der von der Dreheinrichtung 22 ausgeführten Drehung zu detektieren.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das die Messung mit der zwei­ ten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung be­ schreibt. Wie aus einem Vergleich mit Fig. 5 hervorgeht, be­ steht ein Unterschied zu der Messung mit der ersten Ausfüh­ rungsform darin, daß in Schritt 605 die Laserinterferenzein­ heit 15 gedreht wird, da es nunmehr die Laserinterferenzein­ heit 15 ist, die an der Dreheinrichtung 22 angeordnet ist, und darin, daß der Drehwinkel der Dreheinrichtung 22 unter Verwendung des Laserinterferometers gemessen wird. Wie vor­ stehend beschrieben, wird die Messung des Drehwinkels mittels des Laserinterferometers dadurch ausgeführt, daß eine Ände­ rung der Anzahl der Streifen des interferierenden Lichtes ge­ zählt wird.

Bezüglich der übrigen Schritte 601, 602, 603, 604 und 606 stimmt die Messung bei der zweiten Ausführungsform mit den Schritten 501, 502, 503, 504 bzw. 506 der in Fig. 5 darge­ stellten Messung bei der ersten Ausführungsform überein, auf deren Erläuterung Bezug genommen wird.

Die Drehachse der Dreheinrichtung muß im wesentlichen mit der Drehachse des Tisches übereinstimmen. Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Dreheinrichtung so an dem von dem Tisch unabhängigen Bereich angeordnet, daß die Drehachse der Dreheinrichtung mit der Drehachse des Tisches übereinstimmt. Die Laserinter­ ferenzeinheit oder die Doppel-Rückreflexions-Einheit wird an dem Tisch festgelegt. Mit dem Fortschreiten der Messung dre­ hen sich die Laserinterferenzeinheit oder die Doppel-Rückre­ flexions-Einheit um die Dreheinrichtung herum. Alternativ hierzu kann die Dreheinrichtung an dem Tisch festgelegt sein. Bei der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung wird dieser alternative Aufbau verwendet.

Fig. 8 ist eine Darstellung des Gesamtaufbaus der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung. Bei der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Dreheinrichtung 22 so auf dem Tisch 105 angeordnet, daß deren Drehachse mit der Drehachse des Tisches 105 überein­ stimmt. Die Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 ist an der Dreheinrichtung 22 angeordnet. Die Laserinterferenzeinheit 15 ist an einem Sockel 24 festgelegt, der an der von dem Tisch 105 unabhängigen Y-Achse-Bewegungseinrichtung 108 angeordnet ist. Alternativ hierzu kann die Laserinterferenzeinheit 15 an der Dreheinrichtung 22 angeordnet sein, und die Doppel-Rück­ reflexions-Einheit 16 kann auf dem Sockel 24 angeordnet sein.

Die Fig. 9A und 9B zeigen Darstellungen der Anordnung der La­ serinterferenzeinheit 15 und der Doppel-Rückreflexions-Ein­ heit 16 bei der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Obwohl die Anordnung bei der dritten Ausfüh­ rungsform von der Anordnung bei der ersten Ausführungsform verschieden ist, ist der Ablauf der Messung mit der dritten Ausführungsform identisch zu dem in Fig. 5 für die erste Aus­ führungsform beschriebenen, da die Doppel-Rückreflexions-Ein­ heit 16 wie bei der ersten Ausführungsform an der Drehein­ richtung 22 angeordnet ist. Bei der in Schritt 502 durchge­ führten Drehung des Tisches 101 dreht sich die Doppel-Rückre­ flexions-Einheit 16. In Schritt 505 wird die Doppel-Rückre­ flexions-Einheit 16 mittels der Dreheinrichtung 22 in einer entgegengesetzten Richtung gedreht. Dies bewirkt, daß der Winkel der Doppel-Rückreflexions-Einheit 16 relativ zu der Laserinterferenzeinheit 15 stets in einen vorgegebenen Be­ reich von Winkeln fällt. Das Detektieren des Relativwinkels in Schritt 505 wird durch Detektieren einer Änderung der An­ zahl der mittels der Laserinterferenzeinheit 15 erzeugten In­ terferenzstreifen unter Verwendung des Streifenzählers 12 er­ reicht. Die übrigen Vorgehensschritte sind identisch mit den­ jenigen bei der ersten Ausführungsform.

Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Er­ findung die Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Werkstückhaltetisches einer Werkzeugmaschine kontinuierlich und genau über einen Winkelbereich von 360° gemessen werden. Dies ermöglicht eine drastische Arbeitseinsparung beim Schritt der Überprüfung der betreffenden Werkzeugmaschine.

Claims (12)

1. Verfahren zum Messen der Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Tisches einer Werkzeugmaschine unter Ver­ wendung einer Relativwinkel-Meßeinrichtung, die zwei ge­ trennte Teile aufweist und eine Änderung des Relativwin­ kels zwischen den beiden Teilen über einen vorgegebenen Bereich meßbarer Winkel messen kann, dadurch gekenn­ zeichnet, daß,
nachdem der erste der beiden Teile an dem Tisch festge­ legt worden ist, der zweite Teil an einer Dreheinrich­ tung angeordnet worden ist, die an einem von der Drehbe­ wegung des Tisches unabhängigen Bereich der Werkzeugma­ schine festgelegt ist und im wesentlichen um die Dreh­ achse des Tisches als einen Mittelpunkt dreht, und die beiden Teile so eingestellt worden sind, daß der Rela­ tivwinkel zwischen den beiden Teilen gemessen werden kann,
innerhalb eines Bereichs von Winkeln, innerhalb dessen der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze eines Bereichs festgelegter Winkel, der gleich groß ist wie oder kleiner ist als der vorgegebene Bereich meßba­ rer Winkel, erreicht,
ein Schritt, in dem der Tisch um eine Winkeleinheit ge­ dreht wird, und ein Schritt, in dem der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen gemessen wird, wiederholt werden;
daß, nachdem der Relativwinkel zwischen den beiden Tei­ len eine Grenze (θ) des Bereichs festgelegter Winkel er­ reicht hat, ein Schritt, in dem der zweite der beiden Teile unter Verwendung der Dreheinrichtung gedreht wird, ausgeführt wird, bis der Relativwinkel zwischen den bei­ den Teilen die andere Grenze (-θ) des Bereichs festge­ legter Winkel erreicht; und
daß die vorstehend genannten Schritte über einen gesam­ ten Bereich von Winkeln ausgeführt werden, bei denen die Genauigkeit der Einstellung eines Winkels gemessen wird.

2. Verfahren zum Messen der Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Tisches einer Werkzeugmaschine unter Ver­ wendung einer Relativwinkel-Meßeinrichtung, die zwei ge­ trennte Teile aufweist und eine Änderung des Relativwin­ kels zwischen den beiden Teilen über einen vorgegebenen Bereich meßbarer Winkel messen kann, dadurch gekenn­ zeichnet, daß,
nachdem der erste der beiden Teile an einem von der Drehbewegung des Tisches unabhängigen Bereich festgelegt worden ist, der zweite Teil an einer Dreheinrichtung an­ geordnet worden ist, die an dem Tisch festgelegt ist und im wesentlichen um die Drehachse des Tisches als einen Mittelpunkt dreht, und die beiden Teile so eingestellt worden sind, daß der Relativwinkel zwischen denselben gemessen werden kann,
innerhalb eines Bereichs von Winkeln, innerhalb dessen der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze eines Bereichs festgelegter Winkel, der gleich groß ist wie oder kleiner ist als der vorgegebene Bereich meßba­ rer Winkel, erreicht,
ein Schritt, in dem der Tisch um eine Winkeleinheit ge­ dreht wird, und ein Schritt, in dem der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen gemessen wird, wiederholt werden;
daß, nachdem der Relativwinkel zwischen den beiden Tei­ len eine Grenze (θ) des Bereichs festgelegter Winkel er­ reicht hat, ein Schritt, in dem der zweite der beiden Teile unter Verwendung der Dreheinrichtung gedreht wird, ausgeführt wird, bis der Relativwinkel zwischen den bei­ den Teilen die andere Grenze (-θ) des Bereichs festge­ legter Winkel erreicht; und
daß die vorstehend genannten Schritte über einen gesam­ ten Bereich von Winkeln ausgeführt werden, bei denen die Genauigkeit der Einstellung eines Winkels gemessen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Dreheinrichtung verwendet wird, die einen Kodierer umfaßt, und daß der Drehwinkel des zweiten der beiden Teile mittels des Kodierers detek­ tiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der von der Drehung des zweiten der beiden Teile mittels der Dreheinrichtung herrührende Drehwinkel unter Verwendung der Relativwinkel-Meßein­ richtung detektiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als die beiden getrennten Teile der Relativwinkel-Meßeinrichtung eine Laserinterferenzein­ heit und eine Doppel-Rückreflexions-Einheit, die zwei nebeneinander angeordnete Rückreflexions-Elemente auf­ weist, verwendet werden und daß die Relativwinkel-Meßeinrichtung eine Änderung des Relativwinkels zwischen der Laserinterferenzeinheit und der Doppel-Rückrefle­ xions-Einheit durch Detektieren einer Änderung eines In­ terferenzmusters, das von der Interferenz von der La­ serinterferenzeinheit ausgesandter und von den beiden Rückreflexions-Einheiten reflektierter Laserlichtstrah­ len herrührt, mißt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Relativwinkel-Meßeinrichtung verwendet wird, die eine Laserlichtquelle zum Zuführen von Laserlicht zu der Laserinterferenzeinheit, einen Ringe- oder Streifenzäh­ ler zum Zählen der Anzahl der Änderungen in dem Inter­ ferenzmuster, eine Lichtleitfaser, durch die Laserlicht von der Laserlichtquelle der Laserinterferenzeinheit zu­ geführt wird, und eine Lichtleitfaser, durch die das sich ergebende Laserlicht von der Laserinterferenzein­ heit zu dem Ringe- oder Streifenzähler übermittelt wird, umfaßt.

7. Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Tisches (105) einer Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung folgendes umfaßt:
eine Relativwinkel-Meßeinrichtung, die zwei getrennte Teile aufweist und so ausgebildet ist, daß sie eine Än­ derung des Relativwinkels zwischen den beiden Teilen über einen vorgegebenen Bereich meßbarer Winkel messen kann;
eine Dreheinrichtung (22), die an einem von der Drehbe­ wegung des Tisches (105) unabhängigen Bereich der Werk­ zeugmaschine festgelegt ist und im wesentlichen um die Drehachse des Tisches (105) als einen Mittelpunkt dreht; und
eine Steuerungseinheit (17) zum Verarbeiten eines von der Relativwinkel-Meßeinrichtung gemessenen Wertes und zum Steuern der Werkzeugmaschine und der Dreheinrichtung (22),
wobei die Steuerungseinheit (17) in einem Zustand, in dem der erste der beiden Teile der Relativwinkel-Meßein­ richtung an dem Tisch (105) festgelegt ist, der zweite Teil an der Dreheinrichtung (22) angeordnet ist und die beiden Teile so eingestellt sind, daß der Relativwinkel zwischen denselben gemessen werden kann,
innerhalb eines Bereichs von Winkeln, innerhalb dessen der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze eines Bereichs festgelegter Winkel, der gleich groß ist wie oder kleiner ist als der vorgegebene Bereich meßba­ rer Winkel, erreicht,
wiederholt einen Einlesevorgang des Relativwinkels zwischen den beiden Teilen, der von der Relativwinkel-Meß­ einrichtung ausgegeben wird, ausführt, nachdem der Tisch (105) durch Steuerung der Werkzeugmaschine jeweils um eine Winkeleinheit gedreht worden ist;
wobei die Steuerungseinheit (17), nachdem der Rela­ tivwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze (θ) des Bereichs festgelegter Winkel erreicht hat, die Drehein­ richtung (22) so steuert, daß dieselbe den zweiten der beiden Teile dreht, bis der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen die andere Grenze (-θ) des Bereichs festgelegter Winkel erreicht; und
wobei die Steuerungseinheit (17) die vorstehend genann­ ten Vorgänge wiederholt über einen gesamten Bereich von Winkeln ausführt, bei denen die Genauigkeit der Einstel­ lung eines Winkels gemessen wird.

8. Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Einstellung des Winkels eines Tisches (105) einer Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung folgendes umfaßt:
eine Relativwinkel-Meßeinrichtung, die zwei getrennte Teile aufweist und so ausgebildet ist, daß sie eine Än­ derung des Relativwinkels zwischen den beiden Teilen über einen vorgegebenen Bereich meßbarer Winkel messen kann;
eine Dreheinrichtung (22), die an dem Tisch (105) fest­ gelegt ist und im wesentlichen um die Drehachse des Ti­ sches (105) als einen Mittelpunkt dreht; und
eine Steuerungseinheit (17) zum Verarbeiten eines von der Relativwinkel-Meßeinrichtung gemessenen Wertes und zum Steuern der Werkzeugmaschine und der Dreheinrichtung (22),
wobei die Steuerungseinheit (17)
in einem Zustand, in dem der erste der beiden Teile der Relativwinkel-Meßeinrichtung an einem von der Drehbewe­ gung des Tisches (105) unabhängigen Bereich festgelegt ist, der zweite der beiden Teile an der Dreheinrichtung (22) angeordnet ist und die beiden Teile so eingestellt sind, daß der Relativwinkel zwischen denselben gemessen werden kann,
innerhalb eines Bereichs von Winkeln, innerhalb dessen der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze eines Bereichs festgelegter Winkel, der gleich groß ist wie oder kleiner ist als der vorgegebene Bereich meßba­ rer Winkel, erreicht,
wiederholt einen Einlesevorgang des Relativwinkels zwischen den beiden Teilen, der von der Relativwinkel-Meß­ einrichtung ausgegeben wird, ausführt, nachdem der Tisch (105) durch Steuerung der Werkzeugmaschine jeweils um eine Winkeleinheit gedreht worden ist;
wobei die Steuerungseinheit (17), nachdem der Rela­ tivwinkel zwischen den beiden Teilen eine Grenze (θ) des Bereichs festgelegter Winkel erreicht hat, die Drehein­ richtung (22) so steuert, daß dieselbe den zweiten der beiden Teile dreht, bis der Relativwinkel zwischen den beiden Teilen die andere Grenze (-θ) des Bereichs festgelegter Winkel erreicht; und
wobei die Steuerungseinheit (17) die vorstehend genann­ ten Vorgänge wiederholt über einen gesamten Bereich von Winkeln ausführt, bei denen die Genauigkeit der Einstel­ lung eines Winkels gemessen wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung (22) einen Ko­ dierer (23) zum Detektieren des Drehwinkels des zweiten der beiden Teile umfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (17) den Dreh­ winkel des zweiten der beiden Teile, um den der zweite Teil durch die Dreheinrichtung (22) gedreht wird, auf der Grundlage eines von der Relativwinkel-Meßeinrichtung gemessenen Wertes detektiert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile eine Laserinter­ ferenzeinheit (15) und eine Doppel-Rückreflexions-Ein­ heit (16), die zwei nebeneinander angeordnete Rückrefle­ xions-Elemente (161, 162) aufweist, sind und daß die Relativwinkel-Meßeinrichtung eine Änderung des Relativwinkels zwischen der Laserinterferenzeinheit (15) und der Doppel-Rückreflexions-Einheit (16) durch Detektieren einer Änderung eines Interferenzmusters, das sich aus der Interferenz von der Laserinterferenzeinheit (15) ausgesandter und von den beiden Rückreflexions-Einheiten (161, 162) reflektierter Laserlichtstrahlen ergibt, mißt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativwinkel-Meßeinrichtung folgendes umfaßt:
eine Laserlichtquelle (11) zum Zuführen von Laserlicht zu der Laserinterferenzeinheit (15), einen Ringe- oder Streifenzähler (12) zum Zählen der Anzahl von Änderungen in dem Interferenzmuster, eine Lichtleitfaser (13), durch die Laserlicht von der Laserlichtquelle (11) der Laserinterferenzeinheit (15) zugeführt wird, und eine Lichtleitfaser (14), durch die das sich ergebende Laser­ licht von der Laserinterferenzeinheit (15) zu dem Ringe- oder Streifenzähler (12) übermittelt wird.