DE3801893C2 - - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/0891—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values with indication of predetermined acceleration values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein programmsteuerbares selbsttätig
messendes Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
wie sie z. B. aus der EP-OS 00 25 485 als bekannt hervor
geht.
Da die Genauigkeit einer Messung in hohem Maße
von Umgebungseinflüssen, wie z. B. von Bodenerschütterungen
und Fremdschwingungen abhängt, versucht man, derartige Stör
faktoren meist durch entsprechende Fundamentierung des Meß
gerätes fernzuhalten, was aus baulichen Gründen gelegent
lich jedoch nicht oder nicht in ausreichendem Umfang mög
lich ist.
In der EP-OS 00 25 485 wird vorgeschlagen, Fremdschwingungen
während des Meßvorgangs mit Hilfe eines Schwingungs- oder
Beschleunigungsaufnehmers, der in möglichst geringem Ab
stand zum Meßtaster angebracht ist, zu erfassen und bei un
zulässig starken Störschwingungen die Weitergabe des je
weiligen Meßwertes an die Recheneinheit zu unterdrücken.
Der Schwingungs- oder Beschleunigungsaufnehmer ist mit einer
45°-Neigung gegenüber den drei Koordinatenachsen angeordnet,
um annähernd gleiche Schwingungsamplituden in den verschie
denen Koordinatenebenen zu erhalten. Ein genaues Erfassen
der räumlichen Gegebenheiten der Störschwingung und damit
des zeitlichen Amplitudenverlaufes ist auf diese Weise
allerdings nicht möglich.
Der Meßtaster ist als sogenannter schaltender Taster aus
gebildet, der im Zeitpunkt der Meßobjekt-Antastung einen
Trigger-Impuls zur Speicherung der momentanen Meßgeräte-
Verfahrkoordinaten gibt. Die ordnungsgemäße Antastung des
Meßtasters bedeutet für den tasternah angebrachten Beschleu
nigungsaufnehmer eine stoßartige Schwingungsanregung, die
in einer exponentiell abklingenden Schwingung ausläuft.
Störschwingungen äußern sich hingegen in einer stochasti
schen Schwingungsanregung des Beschleunigungsaufnehmers.
Beide Schwingungsformen können erkannt bzw. voneinander un
terschieden werden und eine Weitergabe der Meßsignale wird
nur freigegeben, wenn keine stochastische Schwingungsanre
gung festgestellt wird. Nachteilig an dieser Einrichtung
ist, daß sie nicht bei messenden Meßtastern oder bei be
rührungsfrei arbeitenden Tastsystemen arbeitet und daß nur
Erschütterungen im Tasterbereich erfaßt werden.
In der Zeitschrift Technisches Messen, 50. Jahrgang, 1983 wird
in einem Beitrag auf den Seiten 443-453 ein Überblick über
Mehrkomponenten-Beschleunigungsmessung hinsichtlich Sensoren
und Einsatzbedingungen gegeben. Allerdings werden dort im
wesentlichen die bekannten Mehrkomponenten-Beschleunigungssensoren
beschrieben und ihre Vor- und Nachteile diskutiert.
Fallbeispiele eines konkreten praktischen Einsatzes einzelner
Sensoren werden nicht gegeben. Insbesondere enthält diese Literaturstelle
keine Hinweise darauf, ob oder in wiefern bei
einer Verwendung von messenden Tastköpfen durch den Einsatz von
Mehrkomponenten-Beschleunigungssensoren Störschwingungen sicher
erkennbar und Fehlmessungen vermeidbar sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Erkennung von Störschwingungen
dahingehend zu modifizieren, daß zum einen die Anwendung auf
Meßgeräten die mit messenden und/oder berührungsfrei ar
beitenden Tastköpfen ausgestattet sind, möglich wird und zum
zweiten durch genaue räumliche und zeitliche Erfassung aller
auftretenden Fremdschwingungen auf bauliche Maßnahmen der
Störschwingungskompensation wie schwere Fundamente verzich
tet werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Beschleunigungssensor, der an der der Aufstellung des
Gerätes dienenden Gerätebasis schwingungssteif ange
bracht ist, ist so aufgebaut, daß er die einzelnen Kompo
nenten der Störschwingung in Richtung der Koordinaten
achsen getrennt detektiert. Zum einen können damit alle
Schwingungseinflüsse, denen das Gerät während des Meß
vorgangs ausgesetzt ist, erfaßt werden und zum zweiten be
steht die Möglichkeit, durch eine entsprechende Regelung der
Ansprechempfindlichkeit der Signalauswertung, wie sie im An
spruch 3 vorgeschlagen wird, die Meßgenauigkeit für die je
weilige Koordinatenrichtung zu erhöhen. Durch die Anordnung
des Beschleunigungssensors im Bereich der Gerätebasis und
die Entkopplung von Beschleunigungssensor und Tastkopf wird
die Möglichkeit geschaffen, die Fremdschwingungserkennung
universell einzusetzen. Der Tastkopf kann dementsprechend
als messender und/oder als berührungsfrei arbeitender Tastkopf ausge
bildet sein. Selbstverständlich ist der Einsatz auch bei schaltenden
Tastern sinnvoll.
Die Auswertung der gemessenen Störschwingungen erfolgt über
eine dem Beschleunigungssensor zugeordnete Signalauswerte
einrichtung, die die Einzelsignale der den drei Koordina
tenebenen zugeordneten Schwingungskomponenten zu einem räum
lichen Schwingungsvektor zusammenfaßt und zu jedem Zeitpunkt
ein den Betrag des Vektors repräsentierendes Ausgangssignal
generiert. Treten unzulässig starke Störschwingungen auf
und übersteigt das Ausgangssignal somit einen vorgegebenen
Grenzwert, wird das messende Gerät von der Programm
steuerung, auf die das Ausgangssignal einwirkt, vorüber
gehend stillgesetzt.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird
im Falle unzulässig starker Störschwingungen das messende
Gerät nicht stillgelegt, sondern der Tastkopf der Ma
schine wird programmgesteuert um ein bestimmtes Wegstück
relativ zum Prüfling entlang des bisher zurückgelegten
Meßablaufes zurückgefahren.
Durch die Fähigkeit, die räumlichen Schwingungszustände,
denen das messende Gerät ausgesetzt ist, mit Hilfe des
vorgeschlagenen Beschleunigungssensors zu erfassen, er
öffnet sich vor allem auch die Möglichkeit, dieses Gerät
ohne schwere Fundamente oder im Bereich der Fertigung im Zu
sammenspiel mit flexiblen Fertigungssystemen einzusetzen, da
etwaige Störschwingungen erkannt und im Meßablauf berück
sichtigt werden können.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Zeichnungen er
läutert; dabei zeigt
Fig. 1 eine Schrägansicht einer schematischen Dar
stellung eines Meßgerätes und
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Signalauswerteein
richtung des Beschleunigungssensors.
In Fig. 1 ist ein dreidimensional messendes Gerät in schematischem Aufbau dar
gestellt. Der Tastkopf 2, der an der Spitze der Meßpinole 1
sitzt, ist über die Führungen 11 in alle 3 Koordinatenrich
tungen verfahrbar und kann somit die Koordinaten eines Prüf
lings, der auf dem Aufspanntisch 10 positioniert ist, an
tasten. Der Beschleunigungssensor 3 ist schwingungssteif mit
der Gerätebasis 12 verbunden. Bei dem Gerät kann es sich
um ein ausschließlich zu Meßzwecken verwendbares übliches
Mehrkoordinaten-Meßgerät oder auch um eine NC-steuerbare
Fertigungsanlage handeln, in deren Arbeitsspindel ein Meß
kopf anstelle des Werkzeuges eingesetzt ist und die dann zu
einem Meßgerät wird.
Das in Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild gibt die dem
Beschleunigungssensor 3 zugeordnete Signalauswerteeinrich
tung wieder. Von den drei eindimensionalen Schwingungsdetek
toren 4, die im Beschleunigungssensor 3 integriert sind,
wird das Meßsignal getrennt nach den einzelnen Koordinaten
richtungen über jeweils einen Verstärker 5, der in diesem
Ausführungsbeispiel regelbar ausgeführt ist, je einem Inte
grier- oder Differenzierglied 6 zugeführt und läuft von hier
aus in einen Quadrierer 7.
Die Frage ob das Glied 6 ein Integrierglied oder Differenzier
glied ist, hängt zum einen von der Bauart des Schwingungs
detektors 4 ab, d. h. ob dessen Signale den Schwingungshub,
die Schwingungsgeschwindigkeit, die Beschleunigung oder dessen
Ableitung repräsentiert und zum weiteren von der Frage,
welche Schwingungsgröße man für die Vektorbildung heran
ziehen möchte. In dem nachfolgenden Summationsglied 8 wer
den die einzelnen Signale zu einem einzigen Signal, das den
Betrag des räumlichen Schwingungsvektors repräsentiert,
zusammengefaßt. Dieses Ausgangssignal wird anschließend
einer monostabilen Kippstufe 9, die ihrerseits bei Über
schreiten eines einstellbaren Schwellwertes durch das Aus
gangsignal dieses an die Programmsteuerung der Maschine weiter
leitet, zugeführt.
Claims (3)
1. Programmsteuerbares, selbsttätig messendes Gerät, ins
besondere Mehrkoordinatenmeßgerät mit einem am Ende einer
bzw. eines mehrdimensional verfahrbaren Pinole oder Meßarmes
gehaltenen, an die Prüflingsoberfläche antastbaren Tastkopf
sowie mit einem auf die Meßgenauigkeit beeinträchtigende
Störschwingungen ansprechenden Beschleunigungssensor, ferner
mit einer Signalauswerteeinrichtung für das Ausgangssignal
des Beschleunigungssensors, die Messungen während des Vor
handenseins von unzulässig starken Störschwingungen, also
Fehlmessungen verhindert, gekennzeichnet
durch die Kombination folgender Merkmale:
- a) der Tastkopf (2) ist als messender und/oder als be rührungsfrei arbeitender Tastkopf ausgebildet,
- b) der Beschleunigungssensor (3) ist schwingungssteif an der der Aufstellung des messenden Gerätes dienenden Gerätebasis (12) befestigt,
- c) für jede der drei Raumrichtungen ist eine gesonderte Schwingungsdetektion (4) im Beschleunigungssensor (3) vorgesehen,
- d) in der dem Beschleunigungssensor (3) zugeordneten Sig nalauswerteeinrichtung ist eine Einrichtung vorgesehen, die aus den Einzelsignalen der drei den Raumrichtungen zugeordneten Schwingungen zu jedem Zeitpunkt ein den Betrag des räumlichen Schwingungsvektors repräsentieren des Ausgangssignal bildet, welches zur Verhinderung von Fehlmessungen dient.
- e) das die Fehlmessungen verhindernde Ausgangssignal ist in der Weise mit der Programmsteuerung für den Geräte ablauf verknüpft, daß bei Auftreten von umzulässig star ken Störschwingungen das messende Gerät vorübergehend stillgesetzt wird,
2. Gerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Programmsteuerung für den Geräteablauf derart
ausgebildet ist, daß nach Auftreten eines einen Geräte
stillstand auslösenden Ausgangssignales der Taster (2) re
lativ zum Prüfling entlang des bisher zurückgelegten Meß
programmablaufes um eine bestimmte Wegstrecke oder um eine be
stimmte Anzahl von Programmschritten zurückgefahren wird.
3. Gerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zur Verhinderung von Fehlmessungen dienende Signal
über einen im Verstärkungsgrad einstellbaren Meßwertverstär
ker (5) geleitet ist, derart, daß die Ansprechempfindlich
keit veränderbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883801893 DE3801893A1 (de) | 1988-01-23 | 1988-01-23 | Programmsteuerbares selbsttaetig messendes geraet |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19883801893 DE3801893A1 (de) | 1988-01-23 | 1988-01-23 | Programmsteuerbares selbsttaetig messendes geraet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3801893A1 DE3801893A1 (de) | 1989-02-16 |
DE3801893C2 true DE3801893C2 (de) | 1992-05-21 |
Family
ID=6345826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883801893 Granted DE3801893A1 (de) | 1988-01-23 | 1988-01-23 | Programmsteuerbares selbsttaetig messendes geraet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3801893A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004038416A1 (de) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Verfahren zum Bestimmen von Raumkoordinaten eines Messpunktes an einem Messobjekt sowie entsprechendes Koordinatenmessgerät |
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DE19637554B4 (de) * | 1995-09-19 | 2004-01-08 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum Meßfehlerausgleich bei Meßrobotern |
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DE2947394A1 (de) * | 1979-11-24 | 1981-05-27 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Einrichtung zur messwerterfassung an prueflingen |
-
1988
- 1988-01-23 DE DE19883801893 patent/DE3801893A1/de active Granted
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DE102004038416B4 (de) * | 2004-07-30 | 2014-02-06 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Verfahren zum Bestimmen von Raumkoordinaten eines Messpunktes an einem Messobjekt sowie entsprechendes Koordinatenmessgerät |
Also Published As
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DE3801893A1 (de) | 1989-02-16 |
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