DE2829222C3 - Vorrichtung zum Überwachen der Stellung eines beweglichen Organs - Google Patents

Vorrichtung zum Überwachen der Stellung eines beweglichen Organs

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen der Stellung eines beweglichen Organs, das längs einer zu einer ersten Richtung parallelen Gleitführung auf einem Schlitten verschiebbar ist, der seinerseits längs einer zu einer zweiten Richtung parallelen Gleitführung auf einem Gestell verschiebbar ist, mit einer Markiereinrichtung zum Markieren der Stellung des beweglichen Organs entlang der Gleitführung auf dem Schlitten und der Stellung des Schlittens entlang der Gleitführung auf dem Gestell und mit einer Meßeinrichtung zum Messen von Geradlinigkeitsfehlern der Gleitführung auf dem Gestell, die aus einem Sender für die Abstrahlung eines eine Bezugsachse festlegenden feinen Laserstrahls parallel zur Gleitführung auf dem Gestell und aus einem photoelektrischen Detektor für diesen Laserstrahl aufgebaut ist der für die transversale Abweichung des Schlittens von der Bezugsachse repräsentative Signale für die transversale Abweichung des Laserstrahls gemäß einer mit der ersten und der zweiten Richtung einen rechtwinkligen Trieder bildenden dritten Richtung repräsentative Signale abgibt.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 26 49 641
so bekannt, und auch in der DE-AS 21 19 486 ist ein ähnlicher Aufbau beschrieben. Bei diesen bekannten Vorrichtungen verlaufen die Meßstrahlen für die Lageüberwachung über verschiedene semireflektierende Oberflächen, was zwangsläufig mit Lichtverlusten verbunden ist, so daß die eingesetzten Lichtquellen sehr leistungsstark ausgeführt werden müssen. Darüber hinaus ergeben sich aber auch dann Schwierigkeiten, wenn das eigentliche Überwachungsobjekt sehr große Abmessungen aufweist, wie das beispielsweise bei Bearbeitungsmaschinen für sehr große Werkstücke der Fall ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sie bei gesteigerter Arbeitsgenauigkeit und vereinfachter Handhabung die Erfassung von Bi iebsvorgängen auch an sehr ausgedehnten Maschinen ermöglicht und mit Lichtquellen relativ kleiner Leistung auskommt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zur Erfassung von Chthogonalitätsfehlern der Gleitführung auf dem Schlitten vorgesehen ist, die aus einer Ablenkoptik, die auf einem um eine zur zweiten Richtung parallele Achse auf dem Schlitten drehbaren Tisch befestigt ist und unter rechtwinkliger Umlenkung des Laserstrahls eine die erste Richtung definierende zweite Bezugsachse erzeugt, und aus einem photoelektrischen Detektor zum periodischen Erfassen der transversalen Abweichungen des Schlittens von der ersten Bezugsachse und des Laserstrahls entlang der dritten Richtung bei jedem Durchgang der Ablenkoptik durch den Laserstrahl der zweiten Richtung besteht
Der im Rahmen der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung als Lichtquelle verwendete Laser kann eine relativ geringe Leistung aufweisen, da es durch die drehbare Anordnung der Ablenkoptik möglich ist, auf eine Strahlführung mittels semireflektierender Oberflächen zu verzichten und so die damit zwangsläufig verbundenen Lichtverluste zu vermeiden, und außerdem ergibt sich auf diese Weise eine Modulation des Laserlichts, was zu einer Verbesserung des Signal/ Rausch-Verhältnisses an den für die Strahlerfassung verwendeten Detektoren und damit zu einer Steigerung der Störungsunempfindlichkeit der Vorrichtung führt und deren Arbeitsgenauigkeit erhöht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Die Erfindung wird weiter anhand der Zeichnung ίο erläutert. Darin zeigen
F i g. 1 und 2 in Seiten- und Draufsicht eine Vorrichtung zur Überwachung der Stellung eines beweglichen Organs, nämlich eines Tasters, der die Kontrolle der Maße eines Gegenstands ermöglicht,
F i g. 3 ein Funktionsschema für die Vorrichtung von Fig. 2,
Fig.4 ein Funktionsschema zur Berechnung und Sichtbarmachung der Maße,
F i g. 5 eine Variante der Überwachungsvorrichtung.
Gemäß F i g. 1 und 2 ist ein zu kontrollierender Gegenstand A mit einer Höhenerstreckung H, der zylindrisch und groß sein kann, auf einem Drehtisch 25 in Nähe eines senkrechten Gestells 26 abgestellt, an dem eine Gleitführung 10 ausgebildet ist. Längs der Gleitführung tO verschiebt sich ein Schlitten 80, an dem senkrecht zur Gleitführung 10 eine Gleitführung 81 ausgebildet ist, längs deren sich ein Arm 170 verschieben kann, der an seinem Ende einen Taster 27 trägt.
Nicht eigens dargestellte übliche Vorrichtungen ermöglichen eine Verstellung des Armes 170 gegenüber dem Schlitten 80 und des Schlittens 80 längs der Gleitführung 10.
Weiter sind zwei Maßstäbe 120 und 230 vorgesehen, von denen der eine (120) längs der Gleitführung 10 und der andere (230) längs des Armes 170 angeordnet ist. Am Schlitten 80 sind zwei optische Leser 110 und 220 gegenüber den Maßstäben 120 bzw. 230 angeordnet.
Die dargestellte Vorrichtung ermöglicht die Erfassung der Stellung jedes Punkts des Gegenstandes A in bezug auf ein System von Achsen jur'und yy', die durch die beiden Gleitführungen 10 und 81 definiert sind, wobei die Maße χ und y an den Maßstäben 120 bzw. 230 durch die Leser 110 bzw. 220 gemessen werden. Ein kreisförmiger optischer Kodierer ermöglicht die Messung des Drehwinkels des Drehtisches 25 gegenüber einer Bezugsrichtung in der Wei^e, daß jeder Meridian vollständig erfaßt wird. Da der Gegenstand A zylindrisch ist, läßt er sich bei Festlegung des Armes 170 in einer gegebenen Höhe χ auf dem Drehtisch 25 drehen, wobei die Messung durch den Taster 27 kontinuierlich erfolgt
Die bisher beschriebene Vorrichtung kann aber nur dann genaue Ergebnisse liefern, wenn die Gleitführungen 10 und 81 vollkommen geradlinig sind und die Vorrichtung absolut steif ist Diese Voraussetzungen lassen sich aber bei sehr großen Abmessungen des Gegenstandes A nur sehr schwer und unter großem Aufwand erfüllen.
Die nachfolgend behandelte Ausbildung der Vorrichtung ermöglicht die Durchführung der Kontrolle des Gegenstandes A mit großer Genauigkeit auch dann, wenn Steifheit und Geradlinigkeit der Vorrichtung nicht vollkommen sind.
Die Darstellung in F i g. 3 ist ein Funktionsschema der Vorrichtung und zeigt gestrichelt nur die Gleitführung 10, den Schlitten 80 und den Arm 170. Am Fuß des Gestells 26 ist an einem Ständer 28 ein Lasersender 50 vom Einwelien-Typ befestigt, der einen Laserstrahl mit zur Gleitführung 10 paralleler Achse xx'aussendet
Dieser Laserstrahl mit der Achse xx' trifft auf einen am Schlitten 80 befestigten photoelektrischen Detektor 90. Dies gestattet die Messung der Querabweichung Ay, die bedingt ist durch Geradlinigkeitsfehler der Gleitführung 10 oder durch eine Verbiegung des Gestells 26, und ermöglicht so eine Korrektur des vom Leser 220 gelesenen Maßes y.
Eine am Schlitten 80 befestigte Ablenkoptik 180 ermöglicht die Bildung eines zweiten Laserstrahls mit einer Achse yy', die senkrecht zur Achse xx'des ersten Laserstrahls verläuft.
Der entlang der Richtung yy' umgelenkte zweite Laserstrahl trifft auf einen photoelektrischen Detektor 210, der am Ende des Armes 170 möglichst nahe dem Taster 27 angebracht sein kann und zur Messung ^er Querabweichung Ax in der Stellung des Tasters 27 dient, die durch einen Geradlinigkeitsfehler der Gleitführung 81 oder durch eine Verbiegung des Armes 170 in der xy-Ebene bedingt ist
Ist die Abweichung Ax bekannt, so kann das vom Leser 110 gelesene Maß * entsprechend korrigiert werden.
Der Detektor 210 gestattet es auch, bezüglich einer Achse zz', die senkrecht zu der durch die Achsen jwr'und yy' definierten xy-Ebene verläuft, die Abweichung Az des Tasters 27 zu messen, die bedingt ist durch eine Biegung des Armes 170 in der yz- Ebene. Ist diese Abweichung bekannt, so kann die Stellung des Armes 170 in der /z-Ebene korrigiert und somit der Taster 27 berichtigt und auf seinen Meridian zurückgeführt werden.
Der Detektor 210 ist vorzugsweise am Schlitten 80 angebracht, wobei der Laserstrahl von einer in der Nähe des Tasters 27 angeordneten Optik 29 um 180° umgelenkt und parallel zu sich zurückgeführt wird. Auf diese Weise mißt der Detektor 210 die doppelte Querabweichung Ax oder Az. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist die Optik 29 als Dreiflach ausgebildet
Die Vorrichtung ist mit einem Rechner kombiniert, der die Maße χ, y und ζ in Abhängigkeit von von den Lesern 110 und 120 empfangenen kodierten Signalen liefert. P.s ist dann leicht, die von den Detektoren 210 und 90 gelieferten Informationen in Signale umzuwandeln, die für die Meßabweichungen repräsentativ sind und zu den von den Lesern 110 und 220 ausgesandten Signalen passen, so daß der Rechner die algebraischen
Summen der gemessenen Maße und der Abweichungen bildet und die tatsächlichen Maße in bezug auf die Bezugsachsen liefert.
Bei dem Beispiel von F i g. 3 werden die Abweichungen Δχ und Az zunächst durch zwei geteilt, um der durch die Optik 29 bedingten Verdopplung der Verschiebung Rechnung zu tragen.
Bezüglich der Maße χ und y ist es auch möglich, die Abweichung dadurch automatisch zu korrigieren, daß unmittelbar auf die Leser 110 und 220 eingewirkt wird. Dazu ist jeder Leser an einem Schieber befestigt, der parallel zum jeweiligen Maßstab 120 oder 230 durch ein Antriebsorgan 111 bzw. 221 verschiebbar ist. Das von dem entsprechenden Detektor wie z. B. dem Detektor 90 ausgesandte Abweichungssignal ermöglicht mittels einer herkömmlichen Steuerung ein Einwirken auf das Antriebsorgan 221 zur Verschiebung des Lesers 220 entgegengesetzt zur gemessenen Abweichung. In diesem Fall wird das Maß genau durch den Leser 220 gegenüber der Bezugsachse xx' gemessen, wobei folglich eine algebraische Addition der gemessenen Abweichungen vermieden wird.
Der Detektor 90 könnte auch mit dem Leser 220 verbunden sein und sich zur Beseitigung des Fehlers automatisch auf den Laserstrahl zentrieren.
Ebeno ermöglicht das vom Detektor 210 ausgesandte Abweichungssignal ein Einwirken auf das Antriebsorgan 111 in der Weise, daß der Leser 110 zur Beseitigung der Abweichung bezüglich Größe und Vorzeichen um den gewünschten Betrag verschoben wird, d. h. im Fall von Fig.3 um die Hälfte des Betrags. Das Maß wird somit bezüglich der Achse yy'gemessen.
Die dargestellte Vorrichtung weist noch folgende Besonderheiten auf:
Die Ablenkoptik 180 ist auf einem Tisch 31 angebracht, der um eine zum Schlitten 80 senkrechte Achse drehbar gelagert ist und durch einen Synchronmotor 32 angetrieben wird, vgl. F i g. 3. Eine mit dem Tisch 31 verbundene Abdeckung ermöglicht eine abwechselnde Durchführung der Messung von χ und y, wobei der Laserstrahl abwechselnd zum Detektor 90 und zum Detektor 210 gelangt. Diese Art der Strahlführung vermeidet die mit der Verwendung von semireflektierenden Flächen verbundenen Lichtverluste und hat überdies den Vorteil einer Modulation des Laserstrahls und damit einer Verbesserung des Signal/ Rausch-Verhältnisses an den Detektoren 90 und 210.
Die Messungen werden von einem speziellen System rechnerisch verarbeitet, dessen Blockschaltbild in F i g. 4 angegeben ist Die von den Lesern 110 und 220 abgegebenen Informationen werden zu Rechnern geleitet, die die von den Detektoren 210 und 90 gemessenen Abweichungen Δχ, Ay und Az berücksichtigen. Zur Vereinfachung des Schemas sind nur zwei Rechner 33 und 34 für χ und y dargestellt Diese Rechner 33 und 34 bestimmen die genauen Maße x'und y", die in Speichern 35 und 36 registriert werden. Der Drehwinkel θ des Drehtisches 25 wird von einem nicht gezeigten kreisförmigen Kodierer gemessen, der mittels eines Dekodiersystems 37 ein in einem Speicher 38 registriertes Maß liefert
An Skalen 39, 40, 41 und 42 können die gemessenen und von den Speichern 35,36 und 38 registrierten Maße und Winkel θ wie auch gegebenenfalls die von einem Wärmemeßfühler gelieferte Temperatur f sichtbar gemacht werden.
Gemäß einer speziellen Anordnung ermöglicht ein System zur Sperrung der Speicher, daß die von den Rechnern aufgezeigten Maße nur in einem gewünschten Augenblick registriert werden. Dieses Sperrsystem wird durch die Einstellung des Tasters 27 auf Null gesteuert. Dieser trägt in üblicher Weise eine Stange 270, die mittels einer Feder ausgefahren wird. Wenn die Stange 270 ausgefahren ist. liefert sie eine Spannung, z. B. — v. Wenn der Taster 27 eingedrückt wird, nimmt die Spannung ab, durchläuft Null und wird positiv. Der Nulldurchgang entspricht einer genauen Eindrückstellung des Tasters. In diesem Augenblick erzeugt der Taster 27 einen Sperrimpuls für die Speicher 35,36 und 38, der so auf Eingänge 43,44 und 45 gegeben wird, daß in den Speichern 35, 36 und 38 nur die in diesem Augenblick von den Meßinstrumenten abgelesenen Informationen registriert werden. Auf diese Weise entsprechen die registrierten Maße stets derselben Stellung des Tasters 27, was die Handhabung des Armes 170 durch eine Bedienungsperson erleichtert und gegebenenfalls eine Automatisierung des Betriebs ermöglicht. Die Messung des Durchmessers des Gegenstandes A kann daher in folgender Weise erfolgen:
Der Schlitten 80 wird auf das Maß χ des in Betracht gezogenen Durchmessers geführt Der Arm 170 bewegt sich vorwärts, bis die Anlagefläche des Tasters 27 in Berührung mit dem Gegenstand A tritt und eingedrückt wird. Das gemessene Maß y entwickelt sich folglich in dem Maß, wie sich der Arm 170 vorwärtsbewegt Der Taster 27 gibt einen Impuls ab, wenn er um einen gleichbleibenden Betrag von beispielsweise 5 mm eingedrückt wird: Der Impuls entspricht daher einem bekannten des Tasters 27.
Wenn der Taster 27 seinen impuls abgibt, wird das korrigierte Maß y' gespeichert, und zwar erfolgt dies
is gleichzeitig mit der Speicherung für das korrigierte Maß x'und den Winkel Θ. Der Arm 170 führt seine Bewegung weiter aus und bleibt vor der gesamten Eindrückung des Tasters 27 allmählich stehen. Dieser Stillstand wird entweder automatisch durch den vom Taster 27 gelieferten Impuls oder durch die Bedienungsperson herbeigeführt, die durch ein vom Impuls ausgesandtes Zeichen und durch das abgelesene MaB benachrichtigt wird.
Auf diese Weise wird die Messung ohne einen plötzlichen Stillstand des Armes 170 ausgeführt, was jeglichen Stoß und jegliche Schwingung vermeidet Der Rechner 9 empfängt dann die Informationen, die in den Speichern 35, 36 und 38 und gegebenenfalls in einem Speicher 46 enthalten sind, in dem beispielsweise die
Temperatur f registriert ist Der Rechner 9 führt dann an den Maßen die gewünschten Korrekturen durch. Die Temperaturabweichungen und -Veränderungen, die die gesamte der Messung dienende Konstruktion ausdehnen und verformen, können somit ebenso in Betracht gezogen werden wie auch weitere Fehlerquellen, wie auf die Laserstrahlen einwirkende Turbulenzen und Schwingungen des Gestells 26. Der Rechner 9 kann so programmiert werden, daß er die gewünschten Korrekturen in Abhängigkeit von diesen verschiedenen
Parametern ausführt So kann er z. B. die Eichkurven der Maßstäbe gespeichert haben zur Durchführung von
Korrekturen in Abhängigkeit von der Stellung des Schlittens 80 und der Dehnungen.
In dem FaIL daß sich die gemessenen Querabweichungen nicht durch eine Verschiebung der entsprechenden Leser 110 bzw. 120 für die automatische Korrektur der Abweichung, sondern durch von den Detektoren 90 und 210 unmittelbar gelieferte Analogsignale ausdrücken.
kann der Rechner 9 die Eichkurve jeder der Detektoren 90 und 210 gespeichert haben, so daß er die auszuführende Korrektur der Querabweichung nach Maßgabe des Maßes berechnet, wobei die Detektoren eine der Verschiebung des Laserstrahls proportionale Information liefern.
Die in Fig.3 dargestellte Ausbildung ermöglicht weiter eine Kontrolle der Rechtwinkligkeit der Bezugsachse xx' zum Drehtisch 25. Der Drehtisch 25 und das Gestell 26 sind auf einem feststehenden Ständer 28 befestigt. Auf diesem Ständer 28 sind der Lasersender 50 und ein selbstausrichtendes Fernrohr 43 befestigt, das längs einer Achse 44' eine gleichzeitige Anvisierung eines Spiegels 45', der parallel zur Achse xx' am Lasersender 50 befestigt ist, und einer Ablenkoptik 450 ermöglicht, die ein unveränderliches Bezugsmaß mit zwei senkrechten Flächen bildet, wobei eine Fläche auf dem Drehtisch 25 angeordnet ist, während die andere Fläche vom selbstausrichtenden Fernrohr 43' anvisiert wird. Auf diese Weise kann kontrolliert werden, ob der Spiegel 45' und damit die Achse χα·' senkrecht zum Drehtisch 25 ausgerichtet ist. Ist die Achse x*'auf diese Weise eingestellt, so können ebenfalls die Rechtwinkligkeitsabweichungen des Drehtisches 25 während dessen Bewegung gemessen werden.
In ähnlicher Weise könnten die Abweichungen gemessen werden, die durch die Befestigung des zu kontrollierenden Gegenstands A auf dem Drehtisch 25 bedingt sind.
Dank diesen Anordnungen können folglich in den gemessenen Abweichungen die zu kontrollierenden Konstruktionsabweichungen von den Abweichungen getrennt we; den, die durch die Befestigung des Gegenstands A am Drehtisch 25 und durch dessen Bewegungen bedingt sind.
Eine in Fig.5 schematisch dargestellte weitere Verbesserung ermöglicht eine Messung der zusätzlichen Abweichung, die durch eine eventuelle Torsion des Gestells 26 bedingt ist und die um so mehr in Betracht gezogen werden muß, als sie durch die Länge des Arms 170 vervielfacht wird.
Bei dieser verbesserten Ausfiihrungsform enthält die Vorrichtung wieder die wesentlichen beschriebenen Elemente.
Der Lasersender 50 ist aber parallel zur Platte 25 am Ständer 28 befestigt, wobei die Bezugsachse xx' durch Ablenkung des Laserstrahls mittels einer Ablenkoptik 47 mit einer geneigten halbdurchlässigen Fläche erhalten wird. Ein Detektor 211 ermöglicht die Kontrolle der waagerechten Ausrichtung des vom Lasersender 50 ausgesandten Laserstrahls.
Als Beispiel und zur Unterscheidung gegenüber F i g. 3 wurde das unmittelbare Meßverfahren der Querabweichungen Ax und Az mittels eines photoelektrischen Detektors 210 dargestellt, der am Ende des Arms 170 so angeordnet ist, daß er die Bezugsachse yy' schneidet.
ίο Bei dieser Vorrichtung erzeugt der Laseisender 50 nicht nur den ersten Laserstrahl mit der Achse xx', sondern mittels einer am Ständer 28 befestigten Ablenkoptik 48 auch einen senkrechten zum Laserstrahl VX' parallelen zweiten Laserstrahl aa'. Dabei verlaufen
ι ■> die beiden Laserstrahlen voneinander um einen Abstand entfernt, der gleich der Breite des Schlittens 80 ist und etwa in der Größenordnung von einem Meter liegt Der Laserstrahl mit der Achse aa' wird von einem photoelektrischen Detektor 91 aufgefangen, und die
2(i beiden Detektoren 90 und 91 geben jeweils in Abhängigkeit von der Verschiebung der Mitte des aufgefangenen Leuchtflecks längs der Richtung yy'bzw. längs der zur Meßebene xx', //'senkrechten Richtung zz' zwei elektrische Signale ab. Wie oben angegeben,
>, berechnet der Rechner 9 unter Beachtung der Eichkurve des Detektors 90 die an der Messung des Maßes /auszuführende Korrektur Ay. Es kann sich aber auch um eine Berechnung der Stellungsabweichung des Tasters 27 in der Richtung zz' handeln, und zwar in
«ι Abhängigkeit von der Länge des Arms 170 und der Torsion des Gestells 26.
Der Winkel dieser Torsion ist gleich der Differenz zwischen den von den Detektoren 90 und 91 gemessenen Abweichungen Az1 und Az2, geteilt durch den diese Detektoren 90 und 91 trennenden Abstand.
Das bewegliche Organ, das im beschriebenen Fall ein Taster 27 zur Kontrolle von Maßen ist könnte beispielsweise auch ein Bearbeitungs- oder Schneidwerkzeug sein. Das Prinzip der Erfindung kann bei zahlreichen Maschinenarten mit großen Abmessungen angewendet werden. Dieses Prinzip besteht in der Verwendung eines oder mehrerer Laserstrahlen ais Bezugsachsen an Betten oder Rahmen mit einer Länge in der Größenordnung von 10 Metern, während bis heute die auf Laserstrahlen basierenden Messungen nur für weniger große Strecken und für geringere Zwecke verwendet wurden, z. B. für die Führung von Maschinen oder bei topographischen Messungen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Überwachen der Stellung eines beweglichen Organs, das längs einer zu einer ersten Richtung parallelen Gleitführung auf einem Schlitten verschiebbar ist, der seinerseits längs einer zu einer zweiten Richtung parallelen Gleitführung auf einem Gestell verschiebbar ist, mit einer Markiereinrichtung zum Markieren der Stellung des beweglichen Organs entlang der Gleitführung auf dem Schlitten und der Stellung des Schlittens entlang der Gleitführung auf dem Gestell und mit einer Meßeinrichtung zum Messen von Geradlinigkeitsfehlern der Gleitführung auf dem Gestell, die aus einem Sender für die Abstrahlung eines eine Bezugsachse festlegenden feinen Laserstrahls parallel zur Gleitführung auf dem Gestell und aus einem photoelektrischen Detektor für diesen Laserstrahl aufgebaut ist, der für die transversale Abweichung des Schlittens von der Bezugsachse repräsentative Signale und für die transversale Abweichung des Laserstrahls gemäß einer mit der ersten und der zweiten Richtung einen rechtwinkligen Trieder bildenden dritten Richtung repräsentative Signale abgibt, dadurchgekennzeichnet,
daß eine Einrichtung zur Erfassung von Orthogonalitätsfehlern der Gleitführung (81) auf dem Schlitten (80) vorgesehen ist, die
aus einer Ablenkoptik (180), die auf einem um eine zur zweiten Richtung (xx1) parallele Achse auf dem Schlitten (80) drehbaren Tisch (31) befestigt ist und unter rechtwinkliger Umlenkung des Laserstrahls eine die erste Richtung (yy1) definierende zweite Bezugsachse erzeugt, und
aus einem photoelektrischen Detektor (210) zum periodischen Erfassen der transversalen Abweichungen (Δχ und Δζ) des Schlittens (80) von der ersten Bezugsachse und des Laserstrahls entlang der dritten Richtung (zz1) bei jedem Durchgang der Ablenkoptik (180) durch den Laserstrahl der zweiten Richtung (xx1) besteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege des Laserstrahls eine weitere Ablenkoptik (47,48) angeordnet ist, die diesen einen zur zweiten Richtung (xx1) parallelen Strahlengang mit festem Abstand von der ersten Bezugsachse zu einem weiteren photoelektrischen Detektor (91) durchlaufen läßt, der in Verbindung mit dem Detektor (90) für die Erfassung des Laserstrahls der zweiten Richtung (xx1) ein Maß für die Torsion des Gestells (26) liefert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Vermessung eines auf einem Drehtisch (25) mit zur ersten Richtung (y/) paralleler Ebene und zur zweiten Richtung (xx') paralleler Drehachse angeordneten zylindrischen Meßobjekts (A) mit zur zweiten Richtung (xx1) paralleler Achse zur Überwachung der senkrechten Einstellung der Ebene des Drehtisches (2S) in bezug auf die zweite Richtung (xx1) ein selbstausrichtendes Fernrohr (43') für eine gleichzeitige Beobachtung eines parallel zur zweiten Richtung (xx1) an einem Lasersender (50) für die Aussendung des Laserstrahls angebrachten Spiegels (45') und eines Bezugsmaßes (450) mit zwei zueinander senkrechten Flächen vorgesehen ist, von denen die eine auf dem Drehtisch (25) aufliegt und die andere dem Fernrohr
(43') zugewandt ist
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Detektoren (90,210) ein eigener Speicher (35,36) zugeordnet ist, in dem jeweils die algebraische Summe aus den entsprechenden Achskoordinaten (x, y, z) und den zugehörigen Abweichungen (Δχ, Ay, Δζ) unter Steuerung durch das in Form eines an einem Meßobjekt (A) entlanggeführten Tasters (27) ausgebildete bewegliche Organ festgehalten wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (27) eine federbelastete Stange (270) enthält, die bei ihrem Nulldurchgang eine gleichzeitige Auslesung der Speicher (35, 36) auslöst
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nulldurchgang der Stange (270) des Tasters (27) eine gleichzeitige Auslesung auch weiterer Speicher (38, 46) für die Speicherung des Drehwinkels (Θ) eines das Meßobjekt (A) tragenden Drehtisches (25) bzw. der Umgebungstemperatur (t) auslöst
DE2829222A 1977-07-08 1978-07-03 Vorrichtung zum Überwachen der Stellung eines beweglichen Organs Expired DE2829222C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2829222A1 DE2829222A1 (de) 1979-01-11
DE2829222B2 DE2829222B2 (de) 1980-12-18
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JP (1) JPS5440660A (de)
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IT (1) IT1108669B (de)
NL (1) NL7807230A (de)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE3618T1 (de) * 1979-12-04 1983-06-15 Oerlikon Buehrle Ag Vorrichtung zum positionieren eines werkstueckes.
US4483618A (en) * 1982-05-24 1984-11-20 Hamar M R Laser measurement system, virtual detector probe and carriage yaw compensator
FR2531205A1 (fr) * 1982-07-29 1984-02-03 Commissariat Energie Atomique Dispositif de palpage a laser pour controle dimensionnel
FR2542080B1 (fr) * 1983-03-02 1986-12-26 Manurhin Dispositif de mesure de cotes horizontales sur une piece
DE3309737A1 (de) * 1983-03-18 1984-09-20 Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen Vorrichtung zum exakten positionieren eines gegenstandes im raum
JPS6080704A (ja) * 1983-10-11 1985-05-08 Mitsutoyo Mfg Co Ltd 立体物測定機
DE3508143A1 (de) * 1985-03-07 1986-09-11 Franz Haimer Zweikoordinaten-laengenmessgeraet
US4714344A (en) * 1986-04-24 1987-12-22 Hamar M R Laser apparatus for monitoring geometric errors
FI76382C (fi) * 1986-10-03 1988-10-10 Outokumpu Oy Foerfarande och anordning foer loesgoering av en elektrolytisk avlagrad utfaellning.
DE3719422A1 (de) * 1986-12-19 1988-06-30 Hommelwerke Gmbh Vorrichtung zur beruehrungsfreien messung eines abstandes von einer oberflaeche, insbesondere zur abtastung einer kontur einer oberflaeche eines werkstueckes laengs eines messweges
GB8705301D0 (en) * 1987-03-06 1987-04-08 Renishaw Plc Calibration of machines
GB8705302D0 (en) * 1987-03-06 1987-04-08 Renishaw Plc Combined scale & interferometer
JPH01502530A (ja) * 1987-03-06 1989-08-31 レニショウ パブリック リミテッド カンパニー 位置決定装置
JPH0821153B2 (ja) * 1987-10-12 1996-03-04 オリンパス光学工業株式会社 形状寸法測定装置におけるデータ転送システム
DE3833779A1 (de) * 1988-10-05 1990-04-12 Mauser Werke Oberndorf Mehrkoordinaten-messmaschine
DE3843286C1 (en) * 1988-12-22 1990-06-13 Hoesch Stahl Ag, 4600 Dortmund, De Profile measuring device
DE3936465C2 (de) * 1989-11-02 1998-09-10 Zeiss Carl Fa Koordinatenmeßgerät
EP0518572A3 (en) * 1991-06-14 1993-05-19 Spectra-Physics Laserplane, Inc. System for leveling workpieces
AU2087295A (en) * 1995-03-15 1996-10-02 Tovarishestvo S Ogranichennoi "Otvetstvennostju "Lapik" Industrial module and a device for measuring movements relative to the said module
DE19719336A1 (de) * 1997-05-07 1998-11-12 Beiersdorf Ag Verfahren und Meßgerät zur in vivo-Messung der elastischen Eigenschaften der Haut
FR2801965A1 (fr) * 1999-12-02 2001-06-08 Mecalix Controle Et Mesure Dispositif de mesure en deux dimensions d'un profil d'une piece
WO2008065683A1 (en) * 2006-11-27 2008-06-05 Sintesi S.C.P.A. Optoelectronic measuring system for acquiring position and orientation measures in an industrial machine
CN101915560B (zh) * 2010-06-25 2012-09-05 北京市普锐科创科技有限责任公司 激光直线度/同轴度测量装置
DE102012012197B4 (de) * 2012-05-02 2016-10-13 Wenzel Präzision GmbH Koordinatenmessgerät sowie Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts
CN102679831B (zh) * 2012-05-14 2015-03-11 江苏南铸科技股份有限公司 工程机械水泥平衡重检验台检具
CN104104023B (zh) * 2013-04-15 2016-03-23 四川蓝讯宝迩电子科技有限公司 测量精度高的定位调节机构
CN106017366B (zh) * 2016-07-22 2018-07-27 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 一种直线度综合检测装置
CN106767387A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 广东工业大学 一种静压导轨直线度测量装置及测量方法
USD845135S1 (en) 2017-02-24 2019-04-09 S. C. Johnson & Son, Inc. Bottle neck with cap
CN108534679B (zh) * 2018-05-14 2019-08-13 西安电子科技大学 一种筒形件轴线位姿的无靶标自动测量装置及方法
CN109238105B (zh) * 2018-08-28 2020-06-09 洛阳双瑞特种装备有限公司 一种用于回转体表面曲线检测的大尺寸检验样板辅助工装
CN111023981B (zh) * 2019-12-30 2022-02-01 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 一种大型圆柱形工件参数测量装置和方法
CN114993184B (zh) * 2022-07-18 2022-10-25 深圳原驰三维技术有限公司 一种激光增材加工用材料尺寸检测装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3600987A (en) * 1969-03-13 1971-08-24 Blaw Knox Co Apparatus for compensating for deviations in the straightness of the bed of a machine tool
DE2008948C3 (de) * 1970-02-26 1979-04-12 C. Stiefelmayer Kg, 7300 Esslingen Gerät zum Messen oder Anreißen von Werkstücken
FR2088675A5 (de) * 1970-04-21 1972-01-07 Thomson Csf
US3741659A (en) * 1970-06-19 1973-06-26 Fellows Gear Shaper Co Bias corrected measuring instrument
US3736818A (en) * 1970-07-10 1973-06-05 Asquith Ltd William Hydrostatic bearings
JPS5622839B2 (de) * 1973-07-02 1981-05-27
FR2330997A1 (fr) * 1975-11-07 1977-06-03 Sagem Perfectionnements aux procedes et machines de mesure des dimensions de pieces

Also Published As

Publication number Publication date
IT7868620A0 (it) 1978-07-07
US4195412A (en) 1980-04-01
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GB2000867A (en) 1979-01-17
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DE2829222A1 (de) 1979-01-11
JPS5440660A (en) 1979-03-30
FR2396954B1 (de) 1982-02-19
NL7807230A (nl) 1979-01-10
FR2396954A1 (fr) 1979-02-02

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