DE3241074A1 - Verfahren zur fehlerkompensation bei dreidimensionalen mess- und/oder anreissgeraeten - Google Patents

Verfahren zur fehlerkompensation bei dreidimensionalen mess- und/oder anreissgeraeten

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DE3241074A1
DE3241074A1 DE19823241074 DE3241074A DE3241074A1 DE 3241074 A1 DE3241074 A1 DE 3241074A1 DE 19823241074 DE19823241074 DE 19823241074 DE 3241074 A DE3241074 A DE 3241074A DE 3241074 A1 DE3241074 A1 DE 3241074A1
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Klaus 7305 Altbach Masur
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C Stiefelmayer GmbH and Co KG
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    • GPHYSICS
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Description

  • Verfahren zur Fehlerkompensation bei dreidimen-
  • sionalen MeB- und/oder Anreißgeräten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehlerkompensation bei dreidimensionalen Meß- und/oder Anreißgeräten der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
  • Bedingt durch die Ständerbauweise derartiger Geräte ergeben sich im Bereich des Querarms und der lotrechten Säule Durchbiegungen.
  • Die Ouerarmdurchbiegungen lassen sich in bekannter Weise dadurch kompensieren, daß der Ouerarm im Inneren mit besonderen, dazu parallelen sowie auch dazu schräg verlaufenden Spann stäben verspannt wird. Im Bereich der lotrechten Säule sind Biegeverformungen zu verzeichnen, die durch das Moment bedingt sind, welches vom Querarm entsprechend der jeweiligen Auskraglänge ausgeübt wird. Die Abbiegung der Säule hängt dabei auch vom jeweiligen Vertikalabstand des Querarms mit Kreuzschieber vom Gerätefuß oder der Tischfläche ab. Es ist bekannt, bei diesen Geräten eine Kompensationsvorrichtung einzubauen, die die Einwirkungen des auskragenden Querarms auf die Säule mit Fuß zumindest zum Teil kompensiert. Diese Kompensationsvorrichtungen weisen z.B. ein Ausgleichsgewicht aus, welches in einer Führung in Richtung parallel zum Querarm so verschiebbar am oberen Ende der Säule oder am Kreuzschieber oder am Querarm selbst gelagert ist, daß das vom Querarm auf die Säule ausgeübte, von der Auskraglänge abhängige Moment kompensiert werden soll.
  • Damit soll Meßverfälschungen aufgrund der Biegeverformung der lotrechten Säule entgegengewirkt werden. Der Aufwand für derartige Kompensationsvorrichtungen ist erheblich.
  • Das Gerät wird dadurch wesentlich teurer und schwerer.
  • Eine nahezu völlige Fehlerkompensation ist zudem bei derartigen Vorrichtungen nicht möglich, weil diese z.B. sich nicht an sonstige, ebenfalls Fehler verursachende Einflüsse anpassen können, z.B. äußere Einflüsse dort, wo das Gerät steht, wie z.B. Temperatureinflüsse, im Laufe der Betriebszeit sich zunehmend auswirkende Verschleißerscheinungen, z.B. im Bereich von Führungen, unerkannt gebliebene Beschädigungen des Gerätes o. dgl.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fehlerkompensation der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, das die konstruktive Gestaltung des Gerätes überhaupt nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt, mithin also bei vorhandenen Geräten und nachträglich ebenso zum Einsatz kommen kann wie bei neu erstellten und ausgelieferten Geräten, das vor allem keinen konstruktiven Aufwand erfordert und Gewicht sowie Kosten des Gerätes praktisch nicht erhöht und gleichwohl eine in Grenzen recht genaue Fehlerkompensation möglich macht.
  • Die Aufgabe ist bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil-des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte weiterbildungen dazu ergeben sich aus den Ansprüchen 2 - 7.
  • Grundsätzlich wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Fehler auf rechnerische Weise kompensiert. Werden nur einmal die Fehlerabweichungen je Koordinate vermittelt, so wird ein die Fehler bei verschiedenen Meßpositionen festhaltendes gesamtes Fehlerabweichungsbild des Gerätes gezeichnet und in den Rechner eingespeichert. Wird dann bei der Abar- beitung einer Meßaufgabe ein Meßwert in den Rechner übernommen, sucht sich der Rechner im Speicher den Korrekturwert für die Stelle und korrigiert den eingelesenen Meßwert anhand des gespeicherten Fehlerabweichungsbildes.
  • Bei diesem rechnerischen Verfahren bedarf es überhaupt keiner Veränderungen am Geräts so daß dieses Verfahren auch bei bereits benutzten Geräten nachträglich zur Fehlerkompensation zum Einsatz kommen kann. Noch genauer, weil es die Fehlersituation beim jeweiligen Meßpunkt immer neu berücksichtigt, ist das rechnerische Fehlerkompensationsverfahren, wonach die geräteabhängigen Fehlerabweichungen für jeden einzelnen Meßpunkt vor dem eigentlichen Messen ermittelt werden. Hier geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß die lotrechte Säule in der einen lotrechten Ebene, die im wesentlichen vom Querarm und von der Säule aufgespannt wird, eine Abbiegung in Richtung zum Querarm hin erfährt, wobei man dieses Biegeprofil annähernd durch einen Winkel rechnerisch erfassen kann, der nach Tangensfunktion vom Vertikalabstand des Querarms über dem Tisch einerseits und der Auskraglänge des Querarms andererseits bestimmt wird. Desgleichen kann ein zweiter Abbiegungswinkel innerhalb einer lotrechten, zur ersten Ebene rechtwinklig stehenden Ebene für die Säule ebenfalls nach Tangensfunktion und in Abhängigkeit der genannten Größen berechnet werden. Bei diesem Fehlerkompensationsverfahren wird in einfacher Weise mit Hilfe zweier zueinander rechtwinklig ausgerichteter Meßwertaufnehmer, von denen jeder horizontal verläuft und in einer der genannten Ebenen liegt, der Abbiegewinkel erfaßt. Vorteilhaft ist dabei, daß dies unabhängig von der Auskraglänge des Querarms geschieht.
  • Danach wird je Meßpunkt die Fehlerabweichung berechnet.
  • Dies geschieht entweder separat oder im Rechner. Die sich ergebende Fehlerabweichung wird dann im Rechner dadurch kompensiert, daß dieser den Ist-Wert durch Verknüpfung,und zwar Addieren oder Subtrahieren, um die Fehlerabweichung korrigiert und dann die ihm eingegebene Meßaufgabe berechnet. Hierbei werden auch Fehler mit kompensiert, die nicht von der Abbiegung hervorgerufen werden, z.B. solche Fehler, die durch äußere Einflüsse bedingt sind, z.B. Temperatureinflüsse, Einflüsse vom Führungssystem her o.dgl. Auch dieses Verfahren kann ohne große Schwierigkeiten bei vorhandenen Geräten benutzt werden. Dazu müssen diese Geräte lediglich z.B. im Bereich des Kreuzschiebers mit den genannten beiden Meßwertaufnehmern, vorzugsweise elektronischen Richtwaagen, ausgerüstet werden. Dies kann problemlos nachträglich geschehen.
  • Von besonderem Vorteil ist der geringe konstruktive Aufwand.
  • Die Kosten des Gerätes erhöhen sich praktisch nicht, desgleichen nicht dessen Gewicht und dessen äußeres Erscheinungsbild.
  • Die eingangs definierte Erfindungsaufgabe wird in vorteilhafter, alternativer Gestaltung auch durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Bei dieser rechnerischen Kompensation berechnet sich der Rechner anhand bekannter Formeln für die Durchbiegung den Korrekturwert für die entsprechende Meßstelle und korrigiert diesen. Bei-dieser Auswertung werden allerdings nur errechnete Fehler der Durchbiegung kompensiert, dagegen keine weiteren Fehler, die durch sonstige Einflüsse hervorgerufen sind.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Der vollständige Wortlaut der Patentansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und als zur Erfindung gehörend offenbart zu gelten haben.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische, zum Teil geschnittene Seitenansicht eines Gerätes zum dreidimensionalen Messen und/oder Anreißen und/oder Antasten von Werkstücken, Fig. 2 eine schematische Draufsicht des Gerätes in Pfeilrichtung II in Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Gerätes in Pfeilrichtung III in -Fig. 1, Fig. 4a und 4b jeweils schematische vereinfachte Darstellungen des Gerätes in Fig. 1, einmal ohne Abbiegung der Säule und zum anderen mit Abbiegung der Säule.
  • In Fig. 1 - 3 ist eine z.B. stationäre Richtplatte 11 mit oberer Planfläche 12 gezeigt, auf der zu messende, anzureißende und/oder anzutastende Werkstücke aufspannbar sind.
  • Die Richtplatte 11 trägt bei diesem Beispiel auf der sichtbaren Längsseite, und ferner auf der nicht sichtbaren, gegenüberliegenden Längsseite, eine nur schematisch angedeutete obere Führungsschiene 13 und untere Führungsschiene 14. Beide sitzen auf der in Fig. 1 nach links weisenden Außenseite der Richtplatte 11. Auf und entlang den Führungsschienen 13, 14 ist ein Gerät 15 zum dreidimensionalen Messen, Anreißen und/oder Antasten von auf der Richtplatte 11 liegenden Werkstücken entlang der Längsseite der Richtplatte 11 verfahrbar. Das Gerät 15 weist einen z.B. als Laufwagen ausgebildeten Fuß 16 auf, der mit Gleitlagern und/ oder Lagerrollen an den Führungsschienen 13, 14 nach allen Seiten hin abgestützt ist und darauf leichtgängig in der einen Holizontalrichtung (X-Achse) verfahrbar gelagert ist.
  • Der Fuß 16 trägt eine daran feste,zur Richtplatte 11 rechtwinklig stehende Säule 17, auf der ein Kreuzschieber 18 in vertikaler Richtung (Z-Achse) verschiebbar ist. Im Kreuzschieber 18 ist vorn, etwas außerhalb der Mitte ein quer arm 1.9 in horizontaler Richtung (Y-Richtung) und parallel zur Planfläche 12 und dabei rechtwinklig zum Verlauf der Führungsschienen 13, 14 verstellbar gehalten. Der Querarm 19 ist innen hohl und an beiden Stirnenden verschlossen.
  • Am in Fig. 1 rechten Stirnende trägt der Querarm 19 einen z.B. als Würfel gestalteten Aufnahmekopf 20 für die darin aufzunehmenden Meß-, Anreiß- und/oder Antastwerkzeuge.
  • Das Gerät 15 ist mit einer Kompensationsvorrichtung 21 ausgerüstet, mittels der Fehler des Gerätes 15 beim Messen ermittelt und berücksichtigt werden, und zwar solche Fehler, die bei dem jeweiligen Vertikalabstand b der neutralen Faser des Querarms 19 und Kreuzschiebers 18 und bei der jeweiligen Auskraglänge 1, mit der der Querarm 19 in Bezug auf die neutrale Faser der Säule 17 auskragt, eine Abbiegung der Säule 17 um den Winkel rX in der einen lotrechten Ebene (Fig. 4b) und/oder um den Winkel ß in der dazu rechtwinklige-n, zweiten lotrechten Ebene (Fig. 3) zur Folge haben. Die -erste lotrechte Ebene deckt sich gemäß Fig.1, 4a und 4b mit der Zeichenebene und enthält die neutrale Faser zumindest der Säule 17. Die zweite, dazu rechtwinklig stehende lotrechte Ebene deckt sich mit der Zeichenebene gemäß Fig. 3. Bestandteil der Kompensationsvorrichtung 21 ist ein nur schematisch angedeuteter Rechner 22 mit Anzeige 23, der über Kabel 24 mit dem Gerät 15 verbunden ist, und zwar dort mit den einzelnen, nicht weiter sichtbaren und je Verschieberichtung (X-, Y- und Z-Achse) vorgesehenen Wegmeßsystemen.
  • Bedingt durch die ersichtliche Ständerbauweise des Gerätes 15 erfahren der Querarm 19 und die Säule 17 Durchbiegungen, die durch mit den einzelnen Hebelarmen wirkende Kräfte hervorgerufen werden.
  • Der Querarm 19 ist in der Regel durch im Inneren angeordnete, parallel zur neutralen Faser und auch schräg dazu verlaufende Duerverspannungen so vorgespannt, daß eine Durchbiegung des Querarms 19 damit kompensiert ist. Bei der nachfolgenden Erörterung kann daher der Querarm 19 hinsichtlich einer evtl. Durchbiegung als fehlerfrei angenommen werden. Der Kreuzschieber 18 ist sowohl hinsichtlich der Lagerung für den Querarm 19 als auch der Lagerung auf der Säule 17 derart biegesteif, daß in diesem Bereich ebenfalls keine die Meßgenauigkeit in dem Maße beeinträchtigenden Feh--1er vorkommen. Im jeweiligen Vertikalabstand b des Kreuzschiebers 18 mit Querarm 19 kann daher jeweils von einem bleibenden rechten Winkel im Bereich des Kreuzschiebers 18 ausgegangen werden.
  • Wie in Fig. 4a verdeutlicht ist, wirkt das im Schwerpunkt 25 massierte Gesamtgewicht des Duerarmes 19 dort mit der lotrecht gerichteten Gewichtskraft FQ unter einem Hebelarm a, der den Abstand von der neutralen Faser der Säule 17 angibt. Der Abstand a ist abhängig von der jeweiligen Auskraglänge 1 des Querarms 19. Wie in Fig. 4b verdeutlicht ist, wirkt also an der Säule 17 ein Moment der Größe FQ æ a.
  • Unter der Wirkung dieses Momentes wird die Säule 17 in der genannten ersten lotrechten Ebene, die hier mit der Zeichenebene zusammenfällt, nach rechts hin um den Winkel « abgebogen. Die Größe der Durchbiegung ist abhängig vom Vertikal abstand b, den die neutrale Faser des Querarms 19 und Kreuzschiebers 18 von der Planfläche 12 hat. In gleicher Weise erfährt die Säule 1-7 eine Abbiegung unter dem Winkels (Fig. 3) in der Regel nach links, schon deswegen, weil der Querarm 19 im Kreuzschieber 18 mit Abstand von der neutralen Faser der Säule 17 angeordnet ist und damit im Massenschwerpunkt wirksame Gewichtskräfte unter einem Hebelarm in Abstand links der neutralen Faser der Säule 17 wirken.
  • Die Abbiegung der Säule 17 um den Winkel gemäß Fig. 4a hat im Bereich des Mittelpunktes des Aufnahmekopfes 20, auf den das Gerät 15 vor Beginn der Messungen genullt wird, einen Fehler h Z in Z-Richtung sowie einen Fehler A y in Y-Richtung zur Folge. Die Säulenabbiegung unter dem Winkel (Fig. 3) hat einen, demgegenüber wesentlich kleineren, Fehler A x in X-Richtung zur Folge.
  • Die genannten Fehlerabweichungen #Y, #Z sowie #X lassen sich durch Winkelfunktionen in Abhängigkeit der jeweiligen Ist-Werte von a und b errechnen, und zwar wie folgt: # Y = b . tan # # Z = a . tan α # X = b . tan ß.
  • Geht man von einem idealisierten, völlig fehlerfreien Gerät 15 nach Fig. 4a aus, ergeben sich beim Antasten eines Werkstückes und Messen eines Meßpunktes mit den Koordinaten X1, Y1 und Z1 keine Fehlerabweichungen. Tatsächlich ist aber eine Abbiegung der Säule 17 unter dem Winkel « gegeben, die zu Meßverfälschungen führt, wobei diese Fehlerabweichungen # Y und #Z beachtlicher und deutlich größer als die Fehlerabweichung #X sind, die durch die Säulenabbiegung unter dem Winkel ß (Fig. 3) bedingt ist. Betrachtet man zunächst nur die Fehlerabweichungen t Y und b Z in Fig.
  • 4b, so ist aufgrund dieses Fehlers beim Antasten eines Werkstückes das gemessene und angezeigte Maß Z1 in Z-Richtung um # Z kleiner und das.Maß Y1 in Y-Richtung um # Y größer als ohne Fehler. Gleich-ermaßen ist das Maß X1 um # X größer als ohne Fehler.
  • Zur Korrektur wären also, wenn die einzelnen Fehlerabweichungen in allen drei Koordinatenrichtungen bestimmt und bekannt sind, die Fehlerabweichung d Z in der vertikalen Meßrichtung zum tatsächlichen Meßwert Z1 hinzuzuaddieren, hingegen die beiden anderen Fehlerabweichungen a Y bzw. a X vom jeweiligen Meßwert Y1 bzw. X1 abzuziehen.
  • Nach diesem Verfahren wird bei dem Gerät 15 zur rechnerischen Kompensation der Fehler vorgegangen. Man geht dabei so vor, daß man die geräteabhängigen Fehlerabweichungenl vor allem 4 Y und Z, aber auch die kleinere Fehlerabweichung t X, in den einzelnen Verschieberichtungen Y, Z bzw.
  • X für jeden einzelnen Meßpunkt Y1, Z1, X1 ermittelt. Sodann gibt man die ermittelten Fehlerabweichungen A Y, 4Z, n X in den Rechner 22 ein und verknüpft diese zur Korrektur mit dem in Y-, Z- bzw. X-Richtung jeweils angezeigten tatsächlichen Ist-Wert auf rechnerischem Wege. Dabei wird die Fehlerabweichung C\ Z dem gemessenen Anzeigewert Z1 hinzuaddiert, während die übrigen Fehlerabweichungen Ay Y und aX vom jeweils gemessenen, angezeigten Wert Y1 bzw. X1 subtrahiert werden. Die einzelnen Fehlerabweichungen AY, AZ und t X jedes einzelnen Meßpunktes werden dabei jeweils gemäß den vorgenannten Winkelfunktionen ermittelt, also als Funktion einzelner Auskraglängen 1 bzw. a des Querarmes 19 und einzelner Vertikalabstände b des Duerarmes 19 mit Kreuzschieber 18.
  • Die Abbiegung der Säule 17 unter dem ersten Winkel « (Fig.4b) in der einen lotrechten Ebene ermittelt man mit Hilfe eines ersten Meßwertaufnehmers 1, während die Abbiegung der Säule 17 unter dem zweiten Winkel ß mit Hilfe eines zweiten MeB-wertaufnehmers 2 ermittelt wird. Die beiden Meßwertaufnehmer 1 und 2 bestehen aus Neigungsmessern, insbesondere aus elektronischen Richtwaagen, die zueinander rechtwinklig ausgerichtet sind und auf dem Kreuzschieber 18 aufgelegt sind.
  • Dabei ist die erste Richtwaage 1 parallel zur Verschieberichtung (Y-Achse) des Querarms 19 und quer zu den beiden anderen Verschieberichtungen (X-Achse, Z-Achse) ausgerichtet.
  • Die zweite Richtwaage 2 ist parallel zur Verschieberichtung (X-Achse) der Säule 17 und dabei rechtwinklig zur ersten Richtwaage 1 ausgerichtet. Statt der elektronischen Richtwaagen können auch andere geeignete Meßwertaufnehmer verwendet werden. Elektronische Richtwaagen haben den Vorteil, daß diese unabhängig von der jeweiligen Auskraglänge 1 hochpräzis die jeweilige Neigung ermitteln. Von Vorteil ist bei dieser Methode der rechnerischen Fehlerkompensation, daß dabei nicht nur von der Durchbiegung unter dem Winkel « und/ oder R hervorgerufene Fehlerabweichungen kompensiert werden, sondern auch sonstige, sich auswirkende Fehler, z.B.
  • solche, die von dem Führungssystem zwischen Fuß 16 und Führungsschienen 13, 14 in X-Richtung hervorgerufen werden, ferner Fehler bedingt durch Temperaturschwankungen oder Temperatureinflüsse im Meßraum, wo das Gerät 15 steht, ferner erst im Laufe des Betriebs sich einstellende, verschleißbedingte Fehler oder auch -Fehler, bedingt durch unsachgemäße Behandlung, z.B. durch Beschädigung des Gerätes 15 oder Belastung mit äußeren Kräften durch übergebührliches Herunterziehen des frei auskragenden Querarms 19 o. dgl.
  • Beim Messen geht man dabei so vor, daß vor dem Beginn der Messung das Gerät 15 in seinem Maschinennullpunkt auf Null gestellt wird. Diese Einstellung ist nötig, damit der Rechner 22 vorzunehmende Resetfunktionen korrigieren kann und seine Berechnungen -immer auf den Maschinennullpunkt bezogen ausführt. Im Fall ohne die beschriebene rechnerische Fehlerkompensation übernimmt der Rechner 22 die einzelnen Koordinatenwerte aus dem Zähler und berechnet damit die ihm vorgegebene Meßaufgabe. Bei der erläuterten rechnerischen Fehlerkompensat-ion ist letztere vorgeschaltet. Der Rechner muß die ihm gelieferten Koordinatenwerte in der erläuterten Weise erst korrigieren, d.h. die tatsächlichen Anzeigewerte rechnerisch mit den ermittelten Fehlerabweichungen 6 Y, 4Z und a X verknüpfen, bevor die eingegebene Aufgabe berechnet wird.
  • Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel bedarf es der elektronischen Richtwaagen 1 und 2 nicht. Statt dessen geht man so vor, daß man die geräteabhängigen Fehlerabweichungen einmal, also nicht beim Messen jedes einzelnen Meßpunktes, mit einem genau bekannten Meßnormal in mehreren, hinreichend vielen Meßpositionen des Gerätes 15 im Meßraum ermittelt und das so ermittelte Fehlerabweichungsbild in den Rechner einspeichert. Hierbei kann man das Fehlerabweichungsbild z.B. mit einem Stufenendmaß ermitteln, das auf die Planfläche 12 aufgelegt wird und verschiedene abgestufte Flächen hat, die so, als wollte man mit dem Gerät 15 messen, abgetastet und gemessen werden. Da man den fehlerfreien tatsächlichen Meßwert für dieses Meßnormal kennt, kann man daraus die jeweilige Fehlerabweichung ermitteln und so ein komplettes Fehlerabweichungsbild des Gerätes 15 in den Rechner einspeichern. Zur Ermittlung kann man auch ein Laserinterferometer verwenden.
  • Wird dann bei der Abarbeitung einer Meßaufgabe ein Meßwert in den Rechner übernommen, sucht sich der Rechner im Speicher den für die Stelle X1, Y1 und Z1 zugeordneten Korrekturwert und korrigiert so den eingelesenen Meßwert.
  • Im Vergleich zum erstgenannten Verfahren ist dieses zweite Verfahren zur rechnerischen Fehlerkompensation insoweit etwas ungünstiger,als z.B. im Laufe der Betriebszeit des Gerätes auftretende Fehler hier nicht berücksichtigt werden.
  • Dies können Fehler durch Temperatureinflüsse oder durch Verschleiß der Führungssysteme sein. Will man diese Fehler mit erfassen, so muß die Erstellung des Fehlerabweichungsbildes in entsprechend kleinen Zeitabständen und häufiger erfolgen.
  • Schließlich kann eine Fehlerkompensation auch in der Weise vorgenommen werden, daß man in den Rechner 22 an sich bekannte, formelmäßige Abhängigkeiten für die Durchbiegung der Säule 17 in den beiden zueinander rechtwinkligen, lotrechten Ebenen einspeichert, und zwar unabhängig vom tatsächlichen Fehlerabweichungsbild des Gerätes 15. Hier berechnet sich der Rechner 22 anhand bekannter Formeln für die Durchbiegung X und ß den Korrekturwert für die entsprechende Meßstelle und korrigiert diesen. Dabei erfolgt aber nur eine Kompensation der errechneten Fehler unter Berücksichtigung der Durchbiegung, nicht dagegen anderer Fehler, z.B. bedingt durch Temperatureinflüsse, Spiel oder Verschleiß in den Führungssystemen o.dgl.
  • Leerseite

Claims (8)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Fehlerkompensation bei dreidimensionalen Meß- und/oder Anreißgeräten, die versehen sind mit einem an oder auf einer Richtplatte (11) horizontal (X-Achse) verschiebbaren Fuß (16) mit zur Richtplatte (11) rechtwinklig stehender Säule (17), auf der ein Kreuzschieber (18) vertikal (Z-Achse) verschiebbar ist, in dem ein Querarm (19), der am Ende einen Aufnahmekopf (20) für Meß- bzw. Antast- oder Anreißwerkzeuge trägt, horizontal (Y-Achse) und dabei parallel zur Richtplatte (11) und quer zur Säule (17) verschiebbar gelagert ist, wobei man die einzelnen, je Verschieberichtung (X-, Y-und Z-Achse) geräteseitig vorgesehenen Wegmeßsysteme mit einem Rechner (22) verknüpft, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß man die geräteabhängigen Fehlerabweichungen (#X, #Y, #Z) in den einzelnen Verschieberichtungen (X, Y, Z) einmal oder für jeden einzelnen Meßpunkt ermittelt und sodann diese ermittelten Fehlerabweichungen (#X #Y, #Z) in den Rechner (22) eingibt und zur Korrektur mit dem je Verschieberichtung (X, Y, Z) angezeigten Ist-Wert (Xanzeige, YAnzeige, ZAnzeige) rechnerisch verknüpft, insbesondere die Fehlerabweichung (#Z) in der vertikalen Richtung hinzuaddiert, die übrigen Fehlerabweichungen (#X, #Y) dagegen subtrahiert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß man als einzelne Fehlerabweichungen die Fehlerkoordinaten (#X, #Y, #Z) eines Meßpunktes in allen Verschieberichtungen (X, Y, Z) jeweils als Funktion einzelner Auskraglängen (l,a)des Querarms (19) und Vertikalabstände (b) des Querarmes (19) mit Kreuzschieber (18) vom unteren Säulenende ermittelt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß man die aus der Neigung des auskragenden querarms (193 resultierende Abbiegung der Säule (17) unter einem ersten Winkel (α) in der einen, die Mittelachse der Säule (17) und des Ouerarmes (19) enthaltenden lotrechten Ebene und/oder unter einem zweiten Winkel ( o ) in einer anderen, dazu rechtwinkligen, lotrechten Ebene ermittelt und daß man nach der Beziehung (#X = b . tan ß, #Y = b.tan α, #Z = a . tan α) die Fehlerabweichungen je Meßpunkt ermittelt und je Koordinate mit dem angezeigten Wert verknüpft, wobei (a) der von der jeweiligen Auskraglänge (1) des Querarms (19) abhängige Schwerpunktabstand des Querarmes (19) von der neutralen Faser der Säule (17) und (b) der Vertikalabstand der neutralen Faser des Querarmes (19) mit Kreuzschieber (18) vom unteren Säulenende bedeuten.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß man die Abbiegung der Säule (17) unter dem ersten Winkel(#)in der einen, die Mittelachse der Säule (17) und des Querarms (19) enthaltenden lotrechten Ebene mittels eines ersten Meßwertaufnehmers (1) in dieser Richtung und die Abbiegung der Säule (17) unter dem zweiten Winkel (ß) in der anderen, dazu rechtwinkligen lotrechten Ebene mittels eines zweiten Meßwertaufnehmers (2) in dieser anderen Richtung ermittelt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß man zwei zueinander rechtwinklig ausgerichtete Neigungsmesser (1, 2), insbesondere elektronische Richtwaagen,verwendet. die man auf den Quer arm (19) oder insbesondere auf den Kreuzschieber. (18) legt, wobei der erste Neigungsmesser (1) parallel zur Verschieberichtung (Y-Achse) des Querarms (19) und quer zu den beiden anderen Verschieberichtungen (X-Achse, Z-Achse) ausgerichtet ist und wobei der zweite Neigungsmesser (2) parallel zur Verschieberichtung (X-Achse) der Säule (17) und dabei rechtwinklig zum ersten Neigungsmesser (1) ausgerichtet ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß man die geräteabhängigen Fehlerabweichungen einmal mit einem genau bekannten Meßnormal in mehreren, hinreichend vielen Meßpositionen des Gerätes (15) im Meßraum ermittelt und das so ermittelte Fehlerabweichungsbild in den Rechner (22) einspeichert.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u rc h g e k e n nz e i c h n e t , daß man das Fehlerabweichungsbild mit einem Stufenendmaß oder einem Laserinterferometer ermittelt.
  8. 8. Verfahren zur Fehlerkompensation bei dreidimensionalen Meß- und/oder Anreißgeräten, die versehen sind mit einem an oder auf einer Richtplatte (11) horizontal (X-Achse) verschiebbaren Fuß (16) mit zur Richtplatte (11) rechtwinklig stehender Säule (17), auf der ein Kreuzschieber (18) vertikal (Z-Achse) verschiebbar ist, in dem ein Querarm £19), der am Ende einen Aufnahmekopf (20) für Meß- bzw. Antast- oder Anreißwerkzeuge trägt, horizontal (Y-Achse) und dabei parallel zur Richtplatte (11) und quer zur Säule (17). verschiebbar gelagert ist, wobei man die einzelnen, je Verschieberichtung (X-, Y- und Z-Achse) geräteseitig vorgesehenen Wegmaßsysteme mit einer Rechner verknüpft, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß man in den Rechner (22) an sich bekannte, formelmäßige Abhängigkeiten für die Durchbiegung der Säule (17) in zwei zueinander rechtwinkligen, lotrechten Ebenen unabhängig vom tatsächlichen Fehlerabweichungsbild des Gerätes (15) einspeichert.
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Cited By (7)

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