DE4016441A1 - Verzahnungsmessungen mit abwaelzmessantastung - Google Patents

Description

Unter den Maschinenelementen sind Verzahnungen für viele mechanische Anwendungen mit dem Ziel der Energieübertra­ gung oder Informationswandlung Schlüsselbauelemente. Wirkungsgrade, Verlustwärme, Geräuschentwicklung, Über­ tragungstreue zwischen An- und Abtrieb, Umkehrspannen und Werkstoffausnutzung bezüglich der Verteilung der ellasti­ schen Spannungsbeanspruchung sind von der Einhaltung der Sollgemometrien der miteinander kämmenden Verzahnungen beim drehmomentübertragenden Abwälzen abhängig.

Zum Soll/Istvergleich bei der Entwicklung der Fertigung, der Wartung und Verschleißbeurteilung ist das Messen der Istgeometrie mit Meßunsicherheiten, die nur Bruchteile der Fertigungs- bzw. Funktionstoleranzbereiche betragen, Voraussetzung. Eine beherrschte wirtschaftliche Fertigung ist nur möglich, wenn zwischen Fertigungsprozeß und Meßer­ gebnissen nur Zeitspannen liegen, die kurz gegen die Ver­ änderungszeiten wesentlicher Produktionsparameter sind, um qualitätsregelnd in den Fertigungsprozeß so eingreifen zu können, daß Nacharbeits- bzw. Ausschußteile vermieden werden und die erwünschten Verteilungsfunktionen für die Werte von Verzahnungsparametern in den Fertigungslosen erreicht werden. Eine beherrschte Fertigung kann es sogar ermöglichen, systematische Abweichungen der Sollabwälz­ geometrie eines Verzahnungspartners durch systematisch abweichende Fertigung des anderen Abwälzpartners zu kompen­ sieren.

Die seither bekannten Meßeinrichtungen für unterschied­ liche Verzahnungstypen wie gerade und schräg verzahnte Stirnräder, Kegelräder, Pfeilverzahnungen, Bogenverzah­ nungen, Schraubverzahnungen usw. arbeiten meist mechanisch antastend entweder über meßwertaufnehmende Antastkörper mit kleiner Berührfläche und meßoptimierten Antastkräf­ ten oder über in mehr oder weniger linienförmig ausge­ bildeten Berührzonen mittelnden in Lehren und Meßfunk­ tionen eingesetzten Meisterzahnrädern, die im funktions­ nahen Einflankenabwälzverfahren oder funktionsfremden Zwei­ flankenabwälzverfahren oder geräuschprüfend verwendet werden. Die mechanisch tastenden Meßverfahren mit Wälzkurven -Evolven­ ten-Prüfung, Zahnteilungsprüfung usw. sind im Gegensatz zur Meisterzahnradverwendung in der Meßgeschwindigkeit durch Tastkraft-Flächenpressungs- Gleit- und Schwingungsprobleme vor allem aber durch die Eintauch- und Herausfahrvorgänge aus den Zahnlücken beschränkt. Diese Meßstrategien sind bestimmt von dem Denkschema der Erfassung der Oberflächen durch Linienabtastung entweder entlang von Profillinien oder orthogonal dazu entlang von Flankenlinien. Diese Denkschemata wurden auch beibehalten als in Meßmaschi­ nenbau die die Tasterbewegungen steuerenden Wälz-, Reib- und Bandantriebe ersetzt wurden durch präzise automatische Koordinatenmessung an Winkelpositionen des Meßobjektes und Linear- und Drehkoordinatenmessung der Tasterbewegung und Verwendung von CNC-gesteuerten Servorantrieben zur Führung der Taster auf analytisch vorgegebenen den Sollprofil bzw. Sollflankenlinien entsprechenden Raumkurven.

Auch in durch Drehtische ergänzten 3-D Koordinatenmeßma­ schinen wurde bei der Verzahnungsmessung diese Denk- und Vorgehensweise beibehalten. Die Meßvorgänge laufen dabei meist im Start-Stop Betrieb ab oder auch im sog. Scanning Betrieb der Dreikoordinatenmeßtechnik. Dieses Verfahren ist stets mit Beschleunigungen und Verzögerungen der Tasterbe­ wegung verbunden, so daß die erwünschte Tasterkinematik durch die dynamischen Trägheitskräfte verfälscht wird, so daß sowohl in den Lagerregelkreisen Schleppfehler als auch in den Tasterpositionen trägheitskraftbestimmte dynami­ sche Lageabweichungen eintreten, die nur durch Verringerun­ gen von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Beschleunigungs­ änderungen klein genug gehalten werden können, was die möglichen Meßdatenraten bzw. die je Zeiteinheit beurteil­ baren Funktionsflächenanteile der Verzahnungen erheblich einschränkt. Diese Situation kann daher auch nicht erheb­ lich verbessert werden, wenn mechanisch wirkende Taster durch bekannte berührungslose Taster wie pneumatische, optische, Ultraschall oder elektrische bzw. magnetische Felder als Meßprinzip verwendende Taster ersetzt werden. Einen guten Überblick über Möglichkeiten optischer An­ tastung ist z. B. in dem Buch von M. Cielo "Optical Technologies for Industrial Inspection, Academic Press Verlag, 1988, San Diego, ISBN 0-12-1 74 655-0 gegeben und durch über 50 Seiten Zitate von Originalarbeiten belegt.

Der Stand der Verzahnungsprüfverfahren ist dem Übersichts­ buch Fertigungsmeßtechnik, herausgegeben von H.J. Warnecke und W. Dutschke, 1. Auflage 1984 im Springerverlag über­ sehbar gemacht und durch gerätetechnische Schriften der führenden Firmen wie Technische Informationen E S422 der Firma Maag aus Zürich, Schweiz, Schrift Einflankenwälzprüf­ anlagen PSK 900-PEK 300 PSR 500 PE WO 1 oder Evolventen- und Steigungsprüfmaschinen PE SU 640 PFSU 1200 PFSU 1600 der Firma Klingenberg aus Remscheid oder die Schriften Teilungsprüfgeräte bzw. CNC Koordinatenprüfzentren der Firma Dr.-Ing. Höfler Maschinen- und Meßgerätebau in Ettlingen, Baden oder Firmenschriften der Firma Carl Zeiss, Oberkochen und Ernst Leitz Wetzlar zu Verzahnungsmessungen auf Koordina­ tenmeßmaschinen zu ergänzen.

Durch Verändern der Antastgeometrien - Antastlinienlagen und Formen können beim Messen bis auf die nahezu konstant wirkenden Zentrifugalkräfte an drehendem Werkzeug und drehen­ dem Tastkopf erfindungsgemäß die dynamischen Störkräfte weitgehend eliminiert und damit die Meßgeschwindigkeiten erheblich gesteigert werden. Der Verzicht auf repräsentative Schnittlinienabtastung (Profil- und Flankenlinien) liefert für eine große Zahl von Verzahnungen den Vorteil, daß der Meßprozeß den Fertigungsprozeß noch besser als seither beurteilbar macht. Dies gilt für alle Verzahnungen, die durch Abwälzfräsen hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Meßverfahren ist beschränkt auf alle Werkstückgeometrien, die durch Abwälzvorgänge realisierbar sind.

Durch die servoantriebgestützten mehrachsig angetriebenen und über Linear-, Dreh- und Schwenkachsen geführte Bahn­ steuerungen sind mit den verfügbaren Weg- und Winkelmeß­ systemen und Rechnerverarbeitung von Solldaten im Vergleich zu Istdaten aus den Positionsmeßsystemen höhere Steifig­ keiten gegen Positionsstörungen und höhere Übertragungs­ qualitäten als mit bahnsteuernden Getriebetechniken er­ reichbar.

Diese Techniken machen zwar wie z. B. von der Firma Pfauter in Ludwigsburg, die diese Entwicklungen antreibend praktiziert (VDI Forschungsheft 470, VDI Verlag 1958; Budnik, G.: Verfah­ ren zum Messen von Strecken und Teilen von Kreisen DBP 8 90 420 aus 1951; Budnik, D., Dissertation Aachen, 1967, Digitale Verfahren zur genauen Gleichlaufmessung an Werkzeug­ maschinen und Getrieben.) Verzahnmaschinen für das Abwälzfrä­ sen nutzbar aber Meßmaschinen für Verzahnungsmessungen mit Abwälzprinzip sind noch nicht bekannt geworden. DRP11082. Zur Verzahnungsmessung ist es lediglich notwendig, in einer Anordnung zur Verzahnungsherstellung nach dem Abwälzverfahren die zumindest zwei miteinander synchronisierte Drehachsen aufweist, wobei zumindest eine Achse zusätzliche Schiebefunk­ tionen aufweisen kann, den Abwälzfräser durch einen anstelle des Fräsers rotierenden Meßkopf zu ersetzen.

Dieser Meßkopf ist durch Schleifringe oder mitlaufende Transformatorwicklungen oder einen eingebauten von der Dreharbeit angetriebenen elektrischen Generator oder photovol­ tarisch mit auf das bewegte Teil übertragener Hilfsenergie gespeist und überträgt seine Informationen über Abstandsände­ rungen zwischen seiner Drehachse und definierten Flächenele­ menten der Verzahnungsfläche des Prüflings zurück zum ruhen­ den Meßmaschinenbett, was z. B. durch einen Telemetriesender oder einen meßinformationsmodulierten Lichtstrahl erfolgen kann. Vorzugsweise werden die Winkelstellungen vom rundlauf­ fehlerarm gedrehtem Werkstück und vom rundlauffehlerarm gedrehten Meßkopf durch mit der jeweiligen Drehachse festver­ bundene Winkelmaßverkörperungen abgegriffen. Für den Meßvorgang sind im Meßkopf ein oder mehrere vorzugsweise berührungslos arbeitende, die Relativlagen von Flächenelementen der zu erfassenden Verzahnungsfläche signalisierende Taster im rotierenden Meßkopf eingebaut. Die Taststelle wirkt als Unterschiedsmeßgerät zur Sollage der Meßobjektoberfläche gewissermaßen stellvertretend für das Schneidenelement, das einen Teil der Verzahnungsfläche im Abwälzfräsgang erzeugt. Meßkopf und Werkstück werden nach dem gleichen Programm bahnsteuernd angetrieben, nach dem auch der Abwälz­ fräser zur Erzeugung der Zahngeometrie angetrieben worden wäre. Um jedes Flächenelement der Verzahnungsfläche im Prüfbereich abtasten zu können, ist entweder die Tast­ position relativ zum rotierenden Meßkopf vorzugsweise fern­ steuerbar verlagerbar in bekannte Positionen oder/und es sind mehrere feste oder verlagerbare Tasteinrichtungen simultan wirksam. In einer weiteren Ausgestaltung der Er­ findung wird ausgenutzt, daß die Tasterpositionen während eines Umlaufes nur über Winkelbereiche kleiner 180° mit dem Meßobjekt im Eingriff sind. Dies eröffnete für viele Zahnradformen die Möglichkeit, eine weitere Meßachse zu installieren, auf der ein weiteres Zahnrad gleichen Ver­ zahnungstyps angeordnet ist, in dessen Zahnlücken der Meßkopf sich ebenfalls abwälzt. Damit läßt sich entweder die Meß­ datenrate verdoppeln, wenn es sich um ein weiteres unbe­ kanntes Zahnrad handelt oder es läßt sich das Meßverfahren absichern und laufend rekalibrieren, falls es sich um ein gut bekanntes Meisterzahnrad handelt. Für die Wahl der Zähnezahl des Meisterzahnrades sind Primzahlüberlegungen zweckmäßig, damit jeder Zahn des Meisterzahnrades mit jedem Zahn des zu prüfenden Zahnrades verglichen werden kann. Durch zyklisches Vertauschen von zumindest drei Zahnrädern läßt sich das Meßverfahren soweit verfeinern, daß rechne­ risch die Absolutgeometrien aller an der Prüfung be­ teiligten Verzahnungen zugänglich werden. Neben mit defi­ niertem Radius des Antastkörpers arbeitenden mechanischen Tastern, die auf elektrische, fluidische oder optische Wandler zur Erzeugung von Positions-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungssignalen wirken, sind besonders optische Antasteinrichtungen geeignet. Für diese sind vielseitige Wirkprinzipien realisierbar. So wie bei mechanischen Tastern durch das Auswechseln von Tastkörpern mit unterschiedlichen Radien der Taststelle die Oberflächenelementabmessung, über die gemittelt wird das Meßproblem anpaßbar ist, kann im Optischen durch die Wahl der Abmessungen und der Intensi­ tätsverteilung im messenden Sondenfleck eine Meßprobleman­ passung erfolgen. Bei geschickter Auslegung von Variooptiken im Fleckprojektor können diese sogar fernbedienbar und dadurch programmsteuerbar gemacht werden, um Fleckgröße und Fokuslage beeinflussen zu können.

Es sind sehr vielseitige Ansätze und auch Methoden zur photoelektrischen Messung der Relativlage von technischen Flächen zu Meßaufnehmern bekannt und auch erprobt worden. Neben Punktantastungen, die im vorliegenden Fall zu Linear­ antastungen durch die Meßbewegung werden, sind auch Linear­ antastungen, die zu Flächenantastungen im Abwälzvorgang werden, realisierbar. Ein Ausführungsbeispiel könnte aus einer abgewandelten Produktionsmaschinenbauform bestehen, in der die meßrelevanten Dreh- und Linearlager mit flui­ discher dynamischer Lagertechnik ausgeführt sind. Die Win­ kelstellungen von Werkstück, Meßkopfachse und Meisterzahn­ radachse, deren Rundlauffehler durch die Fluidtechnik im 0,1µm Bereich zu halten sind, werden durch mit Meßteilung versehenen Gitterscheiben oder Gitterzylindern signalisiert, die optisch abgetastet werden. Vorzugsweise werden in der die Meßauflösung bestimmenden Teilungsspur der radialen und linearen Maßverkörperungen die Ortsfrequenzen der Teilung über zwei interferierende Beugungsordnungen streng cos² förmige elektrische Signale erzeugt, die als Quadratursig­ nale elektrische Drehzeiger festlegen und die der elektrischen Ortsphasenmessung mit hoher Ortsauflösung dienen, während die vollen Signalperioden durch Vorwärts-Rückwärtszähler überwacht werden. Hilfsmarkierungen in weiteren Teilungs­ spuren oder über Verzahnungen abgetriebene Hilfsmaßverkör­ perungen für die Drehbewegungen machen die gemeinsame Win­ kellagebeziehung von Meßobjekt und Meßkopf bzw. Meisterzahn­ rad eindeutig rekonstruierbar, da bei Primzahlbeziehungen auch eine größere Zahl von Umläufen des Meßobjektes bzw. Meisterzahnrades nötig ist, bis alle möglichen Lagebeziehungen der sich drehenden Achsen durchlaufen wurden. Lineare Ver­ schiebeeinrichtungen mit Positionsmeßaufnehmern vorzugsweise unter Berücksichtigung des Abbeschen Prinzips angeordnet sowie eine Schwenkeinrichtung für die Raumrichtung der Meßkopfdrehachse erlauben es analog zu der Ortsveränderlich­ keit eines Abwälzfräsers bei der Verzahnungsherstellung nacheinander abtastend jeden Punkt der Verzahnungsfunktions­ fläche oder auch des Zahngrundes abwälzend anzutasten, um neben Schrägverzahnungen auch Bogenverzahnungen prüfbar zu machen . Die Meßkopfachse und die Meßobjekt- bzw. Meister­ zahnradachse werden über über Servoantriebe aus Positions­ regelkreisen in der jeweiligen Verzahnungsgeometrie ange­ paßte Winkelgeschwindigkeitverhältnisse versetzt, die pro­ grammgesteuert vorgegeben sind. Je nach Umfang der benö­ tigten Meßpositionen auf den Verzahnungsflächen werden die Linearvorschübe so programmgesteuert angetrieben, daß die Zahnlücken von Meßobjekt bzw. Meisterrad durch den Meßkopf so durchlaufen werden, daß die Zahnflanken­ linien stichprobenartig durchlaufen werden. Die Antaster erzeugen entweder kontinuierlich oder gepulst Abstandssig­ nale zur Drehachse des Meßkopfes, die phasenbezogen zu den Dreh- und Vorschubsignalen aus den Positionsaufnehmern zusammen mit diesen gespeichert und ausgewertet werden. Abhängig von der Meßaufgabe können damit mehr oder weniger dichte Meßpunktnetze über die Zahnflächen gelegt werden, wobei die Punktkoordinaten dieser Flächenstichproben be­ zogen auf das Drehachsenkoordinatensystem des Werkstückes durch Mikroprozessoren programmgesteuert errechnet und evtl. zu Abtastlinienkoordinaten zusammen gesetzt werden. Durch Auswertung dieser Punkt- bzw. Linienkoordinaten in Bezug auf die konstruktiven Geometrieelemente eines Zahlenra­ des werden die Meßaussagen über die Verzahnung rechnerisch ermittelt, zur Prüfentscheidung verwendet und abhängig vom Meßziel korrigierend in die Fertigungseinrichtung rückge­ koppelt oder als Zahlenwerte bzw. grafisch verdichtet darge­ stellt.

Für die Servosysteme für die Stell- und Meßbewegungen wer­ den trägheitsarme Motore mit günstigem Verhältnis von re­ duzierter Masse zu mechanischer Motorleistung verwendet, wie dies mit hydraulischen Antrieben oder mit permanent­ magnetischen vielpoligen Rotoren (Kobalt-Samarium Mag­ nete) möglich ist.

Fließkommaprozessoren z. B. in der Form von Signalprozesso­ ren erledigen unter einem Realzeitbetriebssystem die viel­ fältigen Rechenaufgaben der Meßdatengewinnung, -verarbei­ tung und -darstellung. Eine in das Rechnersystem einbezo­ gene Datenbank ist bezüglich der abwälzfräserartig auswech­ selbaren Meßköpfe, der Sätze von Meisterzahnrädern und der Zuordnung von Meßergebnissen an Prüflingszahnrädern zu Produktionsmaschinen und Werkzeugen ein lernfähiges System, in dem das von der Meßmaschine überwachte Ferti­ gungssystem, die vom Meßmaschinen- und Meßkopfzustand ab­ hängigen Korrekturwerte und Regeln zum Einrichten, Justieren, Überwachen und Warten von Meß- und Produktionsmaschinen bzw. Meßkopfen, Werkzeugen, Meisterzahnrädern abgelegt sind.

Unter weitgehender Beibehaltung von Software, Meßsystemen und Rechnerausrüstungen können sowohl durch nach geometrischer Reihe abgestufte Maschinenabmessungen als auch durch die Anpassungen an spezielle Zahnformen Verzahnungsmeßeinrichtun­ gen realisiert werden, die bei schnellem und flexiblem Meßobjektwechsel wesentlich schneller als seitherige Meßma­ schinen arbeiten können.

Die empfindlichen Meßelemente können weitgehend kollisions­ geschützt im Innenbereich des rotierenden Meßkörpers ange­ ordnet sein. Es sind nur kleine Unterschiedsstrecken zu messen, so daß kleine Meßbereiche notwendig sind. Verzah­ nungen mit kleinen Modulen können auch mit gesteigerten Meßbereichen der Antaster über die gesamte Zahnhöhe phote­ elektrisch bewertet werden, in dem Lichtschnitt oder Linienscan­ verfahren verwendet werden.

Die gewohnten Profillinien und Flankenliniendarstellungen und Teilungswinkeldarstellungen als funktionsbezogene Werte sind aus den Stammdatensätzen genauso generierbar wie bear­ beitungsprozeßbezogene Darstellungen mit dem Vorteil, daß Abweichungen in Bearbeitungsprozessen mit Abwälzverfahren besonders sicher heraushebbar sein werden. Die Regelfehler der Zuordnung von Meßergebnissen an Prüflingszahnrädern zu Produktionsmaschinen und Werkzeugen ein lernfähiges System, in dem das von der Meßmaschine überwachte Ferti­ gungssystem, die vom Meßmaschinen- und Meßkopfzustand ab­ hängigen Korrekturwerte und Regeln zum Einrichten, Justieren, Überwachen und Warten von Meß- und Produktionsmaschine bzw. Meßkopfen, Werkzeugen, Meisterzahnrädern abgelegt sind.

Unter weitgehender Beibehaltung von Software, Meßsystemen und Rechnerausrüstungen können sowohl durch nach geometrischer Reihe abgestufte Maschinenabmessungen als auch durch die Anpassungen an spezielle Zahnformen Verzahnungsmeßeinrichtun­ gen realisiert werden, die bei schnellem und flexiblem Meßobjektwechsel wesentlich schneller als seitherige Meßma­ schinen arbeiten können.

Die empfindlichen Meßelemente können weitgehend kollisions­ geschützt im Innenbereich des rotierenden Meßkörpers ange­ ordnet sein. Es sind nur kleine Unterschiedsstrecken zu messen, so daß kleine Meßbereiche notwendig sind. Verzah­ nungen mit kleinen Modulen können auch mit gesteigerten Meßbereichen der Antaster über die gesamte Zahnhöhe phote­ elektrisch bewertet werden, in dem Lichtschnitt oder Linienscan­ verfahren verwendet werden.

Die gewohnten Profillinien und Flankenliniendarstellungen und Teilungswinkeldarstellungen als funktionsbezogene Werte sind aus den Stammdatensätzen genauso generierbar wie bear­ beitungsprozeßbezogene Darstellungen mit dem Vorteil, daß Abweichungen in Bearbeitungsprozessen mit Abwälzverfahren besonders sicher heraushebbar sein werden. Die Regelfehler aus den Servoantrieben, die sich in gestörten Dreh- oder Linearpositionen auswirken, bleiben weitgehend unwirksam. Da die Positionsmeßsysteme die jeweiligen Istpositionen für die Meßdatenverarbeitung frei von derartigen Fehlern verfügbar machen ist es lediglich notwendig, die Positionen soweit zu beherrschen, daß Abwälzkollisionen vermieden und die Abstandstaster in ihren kalibrierten Meßbereichen betrieben werden.

Claims (16)

1. Anordnung zur Durchführung von Geometriemeßverfahren an durch Abwälzfräsen oder -schleifen herstellbaren, sich periodisch wiederholenden Strukturen wie Verzahnungen und Gewinden, dadurch gekennzeichnet, daß in eine bekannte derartige Strukturen generierende Maschinenkinematik anstelle des rotierend abtragenden Werkzeuges ein entsprechend ro­ tierender Meßkopf eingeführt wird, über den mit Hilfe von im Meßkopf angeordneten Antastmitteln Abtastsignale über die Lagebeziehungen zwischen dem rotierenden Meßkopf und der zu messenden Struktur so erzeugt werden, daß diese Lage- bzw. Lageänderungssignale unverfälscht in das als ruhend anzusehende Koordinatensystem des Meßmaschinenbettes übertragen werden, und daß Positionssignale aus den Meßbe­ wegungen der für die Realisierung der Maschinenkinematik beweglichen Maschinenkomponenten zusammen mit den Meßkopfsig­ nalen einem Rechenwerk zugeführt werden, das die dreidimensio­ nalen Koordinatenwerte der jeweils aus der periodischen Struktur angetasteten Oberflächenelemente programmgesteuert ermittelt, meßobjektoberflächenbezogen auswertet und maschinen- oder menschenbezogen ausgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenkinematik meßobjektbezogen durch zumindest teilweise Verbindung der beweglichen Maschinenteile mit Servoantrieben dadurch erreicht wird, daß die Servorantriebe einem Bahnregelsystem nachgeordnet sind, in dem die Po­ sitionsaufnehmer für die Linear- und Drehbewegungen mit den Bahnregelsystemen durch Signalleitungen verbunden sind, die die Istlagen der Meßmaschinenkomponenten übermitteln, und daß dem Bahnregelsystem eine sollwertübermittelnde Signalverbindung vorgeordnet ist, die sollwertbestimmende Signale aus einem Leitrechner für die Maschinenkinematik zur Verfügung stellt, und daß dem Leitrechner Programme und meßobjektbezogene Daten zugeführt werden, die überge­ ordnet die Maschinenkinematik und die von ihr durchlaufenen Lagesequenzen zur Meßobjektabtastung festlegen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß neben der das Meßobjekt tragenden Drehachse mit Positionsmeßeinrichtung zumindest für den Winkel eine weitere Drehachse mit zumindest einer Winkelmeßeinrichtung in der Achslage einstellbar so zugeordnet ist, daß der rotierende Meßkopf mit einer jeweiligen Abtaststelle alter­ nierend die Strukturen des Meßobjektes und eines weiteren Objektes mit dem gleichen Strukturtyp, das auf der weiteren Drehachse angeordnet ist abtastet, und das dieses weitere Objekt entweder ein bekanntes Vergleichsobjekt oder ein zweites unbekanntes Objekt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle für den drehbaren Meßkopf eine Einrichtung zur Einspeisung von Hilfsenergie verbunden ist, und daß diese Hilfsenergie zumindest einer mit dem Meßkopf rotierenden Antasteinrichtung zugeführt wird.

5. Nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ro­ tierende Meßkopf mit einer Schnittstelle für Hilfsenergie­ zuführung, Meßsignalabgabe und im Bedarfsfalle Steuersig­ nalübergabe versehen ist, und daß die Antriebs- und Lager­ welle für den rotierenden Meßkopf mit einer entsprechenden Gegenschnittstelle versehen ist, und daß an die Meß- bzw. Vergleichsobjekte angepaßte Meßköpfe untereinander aus­ tauschbar sind.

6. Nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet daß die mitrotierende Antasteinrichtung meßbar oder zumindest definiert rastbar relativ zum Meßkopf verstellbar eingerichtet ist, und daß Verstellmittel vorgesehen sind, die zumindest im Stillstand die Relativlage des Antastpunktes zum Meßkopf einstellbar machen.

7. Nach Anspruch 4 oder folgende dadurch gekennzeichnet, daß das Antastmittel ein mechanisches Mittel ist, das in der Berührzone mit dem Meß- bzw. Bezugsobjekt einen de­ finierten in die Antastmeßauswertung eingehenden Krüm­ mungsradius aufweist, und daß das Antastmittel steuerbar aus dem Berührbereich abgehoben oder in den Berührbereich abgesenkt werden kann, und daß Mittel vorgesehen sind, die die Weiterleitung von Meßsignalen zur Auswertung in den Bewegungsbereichen verhindern, in welchem keine meß­ technisch brauchbaren Antastkonfigurationen vorliegen.

8. Nach Anspruch 4 oder folgenden dadurch gekennzeichnet, daß im Antastmittel zumindest eine optische Strahlungs­ quelle, ein Meßfleckprojektor und ein Indikator für die achsiale Lage der Meßobjektoberfläche im projizierten Meßstrahl angeordnet ist, und daß aus zumindest einem Indikator ein Positionssignal zum Maschinenbett hin ausgekoppelt wird.

9. Nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des Meßfleckprojektors Mittel zur Strahlablenkung vorgesehen sind, die den Meßstrahl abhängig vom Meßkopfrotationswinkel auf einer vorbeschriebenen Fläche im Raum führen, und daß der Indikator für die achsiale Lage der Meßobjektoberfläche sequentiell die Punkte der Schnittlinie der Objektoberfläche mit der vorbeschriebenen Fläche im Raum signalisiert.

10. Nach Anspruch 4, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß in einem rotierenden Meßkopf mehrere Antaststellen realisiert sind, die mit räumlich getrennten Stellen von Meß- und/oder Vergleichsobjekt gleichzeitig in Wechsel­ wirkung treten und parallel Abstandssignale erzeugen.

11. Geometriemeßverfahren zur antastenden Messung von periodischen Strukturen, die durch Abwälzfräs- oder Ab­ wälzschleifbewegungen zerspanend herstellbar sind, nach den Ansprüchen 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Antastmittel zur Messung der Lageän­ derung eines Antastpunktes auf der Oberfläche des Meßob­ jektes relativ zum rotierenden Körper eines Meßkopfes auf einer Kreis- oder Schraubenbahn geführt wird und damit in Antasteingriff zu aufeinander folgenden Strukturperio­ den des Meßobjektes gelangt, das in einem vorbestimmten Winkelgeschwindigkeitsverhältnis zur Antastbewegung gehal­ ten wird, und daß die kreisende Abtastbewegung durch eine dagegen langsame Verschiebebewegung zumindest einer Rota­ tionsachse ergänzt wird, die die Abtastbahnen auf den Pro­ filflanken der Meßobjektoberfläche verschieben, und daß aus den Abstandsmeßwerten der Antasteinrichtung und den gemessenen Bewegungskoordinaten der an der Meßbewegung beteiligten Maschinenelemente die dreidimensionalen Koor­ dinaten von Punkten auf Antastlinien auf der Objektober­ fläche durch programmgesteuerte elektronische Rechner ermittelt und programmgesteuert zu Meßaussagen über die Geometrie der periodischen Strukturelemente und ihre Re­ lativlagen verdichtet werden, und daß diese als Meßaus­ sagen ausgegeben oder zu Prüf- oder Regelanwendungen weitergeleitet werden.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung laufend rechner­ gestütz durch den Vergleich mit einem Meisterzahnrad kalibriert wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3 und 11 dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wahl der Zähnezahl eines Meisterzahnrades ein auf Primzahlen basierendes Zähne­ zahlverhältnis zwischen Prüfling und Normal verwendet wird und jeder Zahn des Prüflings durch Abwälzmessen mit jedem Zahn des Normals verglichen wird.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 3, 12 und 13 dadurch gekennzeichnet, daß für mindestens drei im Abwälzmeßver­ fahren befindliche Verzahnungen durch zyklisches Vertauschen die den Einzelverzahnungen zugeordneten Abweichungen rech­ nerisch ermittelt werden.

15. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß programmgesteuert im rotierenden Meß­ kopf über Verstellsignale wahlweise im Meßablauf Verstell­ bewegungen für Sondenfleckgrößen, achsiale und laterale Sondenflecklagen und Schaltzustände von sekundären und primären Mikrostrahlungsquellen wie Lichtwellenleiter­ koppler, Luminezenzdioden oder Laser steuern.

16. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antastsignale so umgesetzt werden, daß zu den Antastpositionsänderungen frequenzanaloge Sig­ nale erzeugt werden, und daß bei gleichzeitiger Antastung mehrerer Flächenelemente jedem Flächenelement im Signal­ spektrum ein getrennter Frequenzbereich zugeordnet ist, und daß das Signalgemisch aller Antaststellen in einem gemeinsamen Kanal übertragen verstärkt und auf nach Einzel­ signale trennende Frequenzdemodulatoren übertragen werden.