DE3706610A1 - Mess-signalverarbeitung fuer koordinatenmessmaschinen und bearbeitungsmaschinen - Google Patents
Mess-signalverarbeitung fuer koordinatenmessmaschinen und bearbeitungsmaschinenInfo
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- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
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- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
- G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
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- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
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Description
Die Erfindung betrifft eine Meß-Signalverarbeitung bei einem Laserinterfero
meter für Koordinatenmeßgeräte bzw. -maschinen und Bearbeitungsmaschinen,
wobei die Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Druck und Feuchte, erfaßt
und für das Meßergebnis entsprechend korrigiert werden.
Wie aus dem Handbuch für Industrie und Wissenschaft, Fertigungsmeßtechnik,
Springer Verlag 1984, Seite 281, zu entnehmen ist, ist es bereits bekannt,
ein Laserinterferometer als Längenmeßsystem bei Koordinatenmeßgeräten ein
zusetzen. Da die Laserlichtwellenlänge von den Umweltbedingungen, Temperatur,
Druck und Feuchte, abhängig ist, wirken sich Schwankungen dieser Umweltbedingun
gen trägheitslos auf das Meßergebnis aus. Dies bedeutet, daß die Genauigkeit
von Koordinatenmeßgeräten und auch von Bearbeitungsmaschinen bei Einsatz eines
Laserinterferometers als Längenmeßsystem von der Konstanz solcher Umgebungsbe
dingungen abhängig ist. So wird in dem genannten Handbuch vorgeschlagen, die
Umgebungsbedingungen zu erfassen und zur Korrektur heranzuziehen. Die Kom
pensation solcher Einflüsse erfordert aber zusätzliche Einrichtungen, die
den Aufwand für den Einsatz eines Laserinterferometers für Koordinatenmeß
geräte und für Bearbeitungsmaschinen über den verfahrensbedingten Aufwand
hinaus noch erhöhen.
Bei den inkrementalen Meßsystemen für Meßmaschinen ist es bekannt, die beiden
um 90° versetzten Rechtecksignale von einer Zählerregisterkarte auszuwerten.
Diese Zählerregisterkarte besteht im wesentlichen aus einem Richtungsdiskrimi
nator und einem Vorwärts-Rückwärtszähler.
Der Richtungsdiskriminator generiert aus den Rechtecksignalen
- je nach der Bewegungsrichtung - die Impulse. Dabei entspricht
ein Impuls dem kleinsten Wegschritt, z.B. 0,5 µm oder 1 µm. Um bei
der Anwendung eines Laserinterferometers als Längenmeßsystem eine
dem inkrementalen Meßsystem angepaßte Auflösung zu erzielen, wird
in der praktischen Anwendung der Meßwert des Zählers korrigiert.
Dies führt zusätzlich zu dem relativ hohen Geräteaufwand zu einer
Reduzierung der Meßgeschwindigkeiten und der Verfahrgeschwindig
keiten der Meßmaschinen und Bearbeitungsmaschinen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Meß-Signalverarbeitung
der eingangs genannten Art dahin zu verbessern, daß bei Koordinaten
meßgeräten bzw. -maschinen und bei Bearbeitungsmaschinen sehr gute
Genauigkeiten und relativ hohe Verfahrgeschwindigkeiten erreicht
werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kennzeichenteil von
Patentanspruch 1 gelöst.
Erfinderische Weiterbildungen sind den weiteren Patentansprüchen
2 und 3 zu entnehmen.
Dadurch, daß bereits in der kompensierten Impulslogik die inkremen
talen Signale entsprechend den Umweltbedingungen, d.h., den wirksamen
Brechungsindizes der Luft, und der geforderten Wegauflösung in Form
von variablen Umrechnungswerten korrigiert werden und ein solcher
Korrekturwert erst dem nachgeschalteten Zähler zugeleitet wird,
verfügt der Zähler jeweils über echte Meßwerte, bzw. Positionswerte,
die ohne Zeitverzögerung und die unmittelbar entweder angezeigt
oder in der Steuerung der Maschine verwertet werden können. Dies
führt zu einem sehr schnellen Auswerten des jeweiligen Meßwertes
und damit zu hohen Verfahrgeschwindigkeiten der Maschinensysteme.
Die Zykluszeit wird verringert und der Lagerregler zeitlich entlastet.
Selbst bei sehr großen Meßbereichen wird eine sehr gute Genauigkeit
erzielt. Mit diesen erfinderischen Merkmalen ausgerüstete Koordi
natenmeßgeräte und Bearbeitungsmaschinen verfügen damit über schnelle
und genaue Positioniermöglichkeiten.
Anhand des Blockschaltbildes wird die Erfindung nachfolgend näher
erläutert. Der von der Laserkanone 1 ausgesandte Lichtstrahl geht
über das Interferometer 2 zu einem Reflektor 3 und wird von dort
wieder zum Interferometer zurückreflektiert. Von diesem Interfero
meter 2 werden zwei um 90° zueinander versetzte Rechtecksignale
4 dem Richtungsdiskriminator 5 zugeschaltet, um die Bewegungsrichtung
der Meßmaschine festzuhalten. Die Ausgangssignale des Richtungs
diskriminators 5 sind UP- und DOWN-Signale und werden über die Leitung
6 der kompensierten Impulslogik 7 zugeleitet. Parallel dazu erhält
die kompensierte Impulslogik die von einer Datenerfassung 8 und
einem nachgeschalteten Rechner 9 ermittelten Daten aus den Umwelt
bedingungen der Luft, wie bspw. Druck 10, Feuchte 11 und Temperatur
12. Der im Rechner jeweils aufgrund der sich ständig ändernden Umwelt
bedingungen ermittelte Wert wird der kompensierten Impulslogik bei
gegeben, in der durch eine Impulsunterdrückungsschaltung die vom
Laserinterferometer 2 ausgehenden Meßsignale so gefiltert werden,
daß der nachgeschaltete Zähler 13 bereits vollständig korrigierte
Meßwerte erhält. Dieser Meßwert kann in einem Anzeigegerät 14 digital
angezeigt oder auch in einer Maschinensteuerung 15 bzw. einem ent
sprechenden Rechner für die Maschinensteuerung direkt weiterver
arbeitet werden. Dies bedeutet, daß aufgrund der im Zähler 13 vor
handenen Echtwerte an dieser Stelle keine Korrekturen mehr durch
geführt werden müssen und somit die Daten sofort und ohne Zeitver
zögerung für die weitere Steuerung der Koordinatenmeßmaschine bzw.
der Bearbeitungsmaschine zur Verfügung stehen. Dadurch sind sowohl
schnelle Meßungen als auch hohe Verfahrgeschwindigkeiten möglich.
Die gesamte Zykluszeit wird relativ klein gehalten.
Claims (3)
1. Meß-Signalverarbeitung bei einem Laserinterferometer für Koordinatenmeß
geräte bzw. -maschinen und Bearbeitungsmaschinen, wobei die Umgebungsbe
dingungen, Temperatur, Druck und Feuchte, erfaßt und für das Meßergebnis
entsprechend korrigiert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vom Laserinterferometer als Längenmeßsystem (2) ausgehenden und
durch einen Richtungsdiskriminator (5) umgesetzten Impuls durch eine
Impulsunterdrückungsschaltung (7) so gefiltert werden, daß der vom nach
geschalteten Zähler (13) erfaßte Wert der jeweils geforderten Auflösung
entspricht.
2. Meß-Signalverarbeitung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßwerte der Umgebungsbedingungen, Temperatur, Druck und Feuchte,
erfaßt, einem Rechner (9) eingegeben und der Impulsunterdrückungsschal
tung (7) kompensiert derart zugeschaltet werden, daß der nachgeschaltete
externe Zähler (13) einen jeweils unter Berücksichtigung der Umweltbe
dingungen korrigierten Meßwert abgibt.
3. Meß-Signalverarbeitung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus dem Interferometer (2) jeweils zwei Rechtecksignale (3, 4) empfangen
werden, die richtungsdiskriminiert und sowohl unter Berücksichtigung von
variablen Umweltbedingungen als auch von variablen Umrechnungswerten in
Teilerschaltungen korrigiert werden und nach Korrektur einem nachgeschalte
ten externen Zähler (13) als Echtwert zur Anzeige (14) bzw. weiteren
Maschinensteuerung (15) eingegeben werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873706610 DE3706610A1 (de) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | Mess-signalverarbeitung fuer koordinatenmessmaschinen und bearbeitungsmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873706610 DE3706610A1 (de) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | Mess-signalverarbeitung fuer koordinatenmessmaschinen und bearbeitungsmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3706610A1 true DE3706610A1 (de) | 1988-09-08 |
Family
ID=6322065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873706610 Withdrawn DE3706610A1 (de) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | Mess-signalverarbeitung fuer koordinatenmessmaschinen und bearbeitungsmaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3706610A1 (de) |
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-
1987
- 1987-02-28 DE DE19873706610 patent/DE3706610A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |