DE4300762C1 - Dimensional measurement of workpieces - involves measuring temp. before and after dimensional measurement procedure, correction for unstable temp. effects - Google Patents

Dimensional measurement of workpieces - involves measuring temp. before and after dimensional measurement procedure, correction for unstable temp. effects

Info

Publication number
DE4300762C1
DE4300762C1 DE19934300762 DE4300762A DE4300762C1 DE 4300762 C1 DE4300762 C1 DE 4300762C1 DE 19934300762 DE19934300762 DE 19934300762 DE 4300762 A DE4300762 A DE 4300762A DE 4300762 C1 DE4300762 C1 DE 4300762C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
temperature
time
measurement
dimensional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19934300762
Other languages
German (de)
Inventor
Jan Dr Neumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hexagon Metrology GmbH
Original Assignee
Leitz Messtecknik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leitz Messtecknik GmbH filed Critical Leitz Messtecknik GmbH
Priority to DE19934300762 priority Critical patent/DE4300762C1/en
Priority to DE4338351A priority patent/DE4338351C1/en
Priority to US08/180,988 priority patent/US5446971A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4300762C1 publication Critical patent/DE4300762C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
    • G01B5/0014—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/16—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal coefficient of expansion

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

The effect of external temp. influences on the workpiece is taken into account by measuring the temp. of the workpiece before the dimensional measurement and accounting for the linear thermal expansion using the coefficient of thermal expansion of the workpiece. At the start of the dimensional measurement procedure the temp. of the workpiece is measured at a first time and the workpiece position w.r.t. a coordinate system determined. The dimensional measurements involve detecting a number of points. At the end of the measurement procedure the temp. and relative position are measured at a second time. Each sensing point is corrected w.r.t. its measurement time within the interval between the first and second times. USE/ADVANTAGE - For dimensional workpiece measurement. Unstable external temp. influences are compensated for.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation gleitender Temperatureinflüsse auf Werkstücke während eines Meßprozesses, bei dem das Werkstück punktweise durch Antasten mit einem Meßfühler einer Meßeinrichtung mit Bezug auf ihren absoluten Nullpunkt ausgemessen wird.The invention relates to a method for compensation sliding temperature influences on workpieces during a Measuring process, in which the workpiece through points Probing with a sensor of a measuring device with reference is measured to its absolute zero.

Nach dem Stand der Technik wird bei dimensionellen Messungen vor der eigentlichen Messung die Temperatur des Werkstückes bestimmt, und die lineare Wärmeausdehnung wird mit Hilfe eines Wärmeausdehnungskoeffizienten α des Werkstückes berücksichtigt.According to the state of the art, dimensional Measurements before the actual measurement the temperature of the Workpiece determined, and the linear thermal expansion using a coefficient of thermal expansion α des Workpiece considered.

Gemäß der DE 36 20 118 A1 wird hierzu neben das Werkstück ein Endmaß gelegt. Aus der Längenänderung des Endmaßes kann auf die Werkstücktemperatur geschlossen werden. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und langwierig. Deshalb findet die Temperaturbestimmung des Werkstückes nur einmal zu Beginn des Meßlaufes statt, in der Annahme, daß sich die Temperatur während des weiteren Meßlaufes nicht ändert oder nur unwesentlich ändert. Ein entsprechendes Verfahren wendet die DE 37 29 644 A1 an, nur daß in dieser Vorveröffentlichung anstelle des Endmaßes ein Temperaturfühler verwendet wird. Auch bei diesem Verfahren wird die Temperatur nur einmal zu Beginn des Meßlaufes gemessen. Auch in dem Artikel von Weckemann, A., "Koordinatenmeßtechnik im Umbruch" in DE-Z: "Technisches Messen tm", Band 57, 1990, Heft 3, Seiten 95 bis 102, wird nur von unterschiedlich stationären Temperaturen während eines Meßlaufes gesprochen, das heißt, für den gesamten Meßlauf wird die Ausgangstemperatur des Werkstückes ermittelt, um dann die Werkstückkoordinaten zum Beispiel auf eine Bezugstemperatur von 20° Celsius zurückzurechnen.According to DE 36 20 118 A1, in addition to this Work piece placed to a final dimension. From the change in length of the Gauge can be concluded on the workpiece temperature become. This process is very complex and lengthy. Therefore, the temperature determination of the workpiece only takes place once at the beginning of the measuring run, assuming that the temperature does not change during the further measuring run changes or changes only insignificantly. A corresponding one DE 37 29 644 A1 applies the method, only that in this pre-publication instead of the gauge block Temperature sensor is used. Even with this procedure the temperature is only once at the beginning of the measuring run measured. Also in the article by Weckemann, A., "Coordinate measuring technology in transition" in DE-Z: "Technical Messen tm ", Volume 57, 1990, No. 3, pages 95 to 102 only of different stationary temperatures during spoken of a measuring run, that is, for the whole  The measuring run becomes the initial temperature of the workpiece determined, then the workpiece coordinates for example back to a reference temperature of 20 ° Celsius.

Mit anderen Worten, die zum Stand der Technik gehörenden Verfahren haben den Nachteil, daß sie davon ausgehen, daß die Temperatur des Werkstückes sich während der dimensionellen Messung nicht ändert. Bei längeren Meßläufen und einer Ausgangstemperatur des Werkstückes, die stark von der Umgebungstemperatur abweicht, zum Beispiel nach einem Waschvorgang mit einer Temperatur von beispielsweise 60° Celsius, kann aber von der unveränderten Temperatur des Werkstückes nicht ausgegangen werden, da diese während des Meßlaufes stark abfällt. Wird trotzdem von der unveränderten Temperatur ausgegangen, können Meßfehler auftreten, die in der gleichen Größenordnung liegen, wie die gesamte thermische Korrektur, insbesondere dann, wenn Merkmale, die zu Beginn des Meßlaufes gemessen wurden, mit Merkmalen, die am Ende des Meßlaufes gemessen werden, verknüpft werden.In other words, the state of the art belonging processes have the disadvantage that they are assume that the temperature of the workpiece increases during dimensional measurement does not change. With longer ones Measuring runs and an initial temperature of the workpiece, the deviates greatly from the ambient temperature, for example after washing at a temperature of for example 60 ° Celsius, but can be unchanged from the Temperature of the workpiece cannot be assumed because this drops sharply during the measuring run. Will anyway based on the unchanged temperature Measurement errors occur that are of the same order of magnitude lie, like the overall thermal correction, in particular then when characteristics measured at the start of the measuring run were, with features measured at the end of the measuring run be linked.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßverfahren anzugeben, das gleitende Temperatureinflüsse während des Meßprozesses kompensiert. The object of the invention is a measuring method specify the sliding temperature influences during the Measuring process compensated.  

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zu Beginn eines dimensionellen Meßlaufes die Temperatur des Werkstückes gemessen. Die Temperatur und der Zeitpunkt dieser Messung werden abgespeichert, zum Beispiel in einem Computer. Unmittelbar anschließend wird die Relativlage des Werkstückes zum Koordinatensystem der Meßmaschine erfaßt (Bestimmung des Werkstückkoordinatensystems). Der Zeitpunkt dieser Messung wird festgehalten.In the method according to the invention, at the beginning the temperature of a dimensional measuring run Workpiece measured. The temperature and the time this measurement are stored, for example in a Computer. Immediately afterwards the relative position of the Workpiece to the coordinate system of the measuring machine detected (Determination of the workpiece coordinate system). Point of time this measurement is recorded.

Anschließend wird der dimensionelle Meßlauf normal durchgeführt, wobei zu jeder Antastung außer den dimensionellen Antastkoordinaten auch der Zeitpunkt jeder einzelnen Antastung abgespeichert wird.Then the dimensional measurement run becomes normal carried out, with each probing except the dimensional probing coordinates also the time of each individual probing is saved.

Am Ende des dimensionellen Meßlaufes wird wieder die Temperatur des Werkstückes gemessen, das Werkstückkoordinatensystem bestimmt sowie der Zeitpunkt der Messung festgehalten.At the end of the dimensional measuring run the Temperature of the workpiece measured, the Workpiece coordinate system determined and the time of Measurement recorded.

Aus der Kenntnis des Temperaturausgleichsverhaltens des Werkstückes mit seiner Umgebung läßt sich die Abklingkonstante τ bestimmen:From knowledge of the temperature compensation behavior of the The workpiece with its surroundings Determine the decay constant τ:

mit
T₁, T₂ = Werkstücktemperaturen zu den Zeitpunkten t₁, t₂,
τ = Abklingkonstante,
(T₁-Tu) = Temperaturdifferenz zwischen Werkstücktemperatur und Umgebungstemperatur bei der ersten Temperaturmessung zum Zeitpunkt t₁ vor Beginn des dimensionellen Meßlaufes,
(T₂-Tu) = Temperaturdifferenz zwischen Werkstücktemperatur und Umgebungstemperatur bei der zweiten Temperaturmessung zum Zeitpunkt t₂ nach Ende des dimensionellen Meßlaufes.With
T₁, T₂ = workpiece temperatures at times t₁, t₂,
τ = decay constant,
(T₁-T u ) = temperature difference between workpiece temperature and ambient temperature during the first temperature measurement at time t₁ before the start of the dimensional measurement run,
(T₂-T u ) = temperature difference between workpiece temperature and ambient temperature in the second temperature measurement at time t₂ after the end of the dimensional measuring run.

Damit kann die Temperatur des Werkstückes zu jedem Zeitpunkt des dimensionellen Meßlaufes berechnet werden.This allows the temperature of the workpiece to reach everyone Time of the dimensional measurement run can be calculated.

Das Werkstückkoordinatensystem wird ebenfalls zu den beiden Zeitpunkten t₁ und t₂ bestimmt. In erster Näherung verändert sich dieses Werkstückkoordinatensystem linear mit der Temperatur, so daß es auch zu jedem Zeitpunkt t einer Antastung des dimensionellen Meßlaufes interpoliert werden kann.The workpiece coordinate system also becomes the both times t₁ and t₂ determined. In first proximity this workpiece coordinate system changes linearly with the temperature so that there is also a t at all times Probing of the dimensional measuring run can be interpolated can.

Aus der Kenntnis des Zeitpunktes einer jeden Antastung des dimensionellen Meßlaufes kann auf die Temperatur des Werkstückes zu diesem Zeitpunkt sowie auf die Lage des Werkstückkoordinatensystems im Koordinatensystem der Meßmaschine geschlossen werden. Jeder Antastpunkt kann somit gegen ein im Werkstück ortsfestes Ausdehnungszentrum, zum Beispiel den Ursprung des Werkstückkoordinatensystems, korrigiert werden.Knowing the time of each touch of the dimensional measuring run can on the temperature of the Workpiece at this time and on the location of the Workpiece coordinate system in the coordinate system of the Measuring machine can be closed. Every touch point can thus against a stationary expansion center in the workpiece, for example the origin of the workpiece coordinate system, Getting corrected.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.Further details of the invention can Subclaims are taken.

Auf der Zeichnung ist ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung dargestellt.On the drawing is a diagram to explain the  Invention shown.

In der Figur ist die Lage und Gestalt des Werkstückes 1 im Koordinatensystem Σ₀ mit den Koordinaten x₀, y₀ der Meßmaschine dargestellt, und zwar zu Beginn der dimensionellen Messung im Koordinatensystem Σ₁ mit den Koordinaten x₁, y₁. Am Ende der dimensionellen Messung hat das Werkstück die Lage 2 in dem Koordinatensystem Σ₂ mit den Koordinaten x₂, y₂ eingenommen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das Problem zweidimensional behandelt. Die folgenden Überlegungen gelten uneingeschränkt auch dreidimensional.In the figure, the position and shape of the workpiece 1 is shown in the coordinate system Σ₀ with the coordinates x₀, y₀ of the measuring machine, namely at the start of the dimensional measurement in the coordinate system Σ₁ with the coordinates x₁, y₁. At the end of the dimensional measurement, the workpiece has taken position 2 in the coordinate system Σ₂ with the coordinates x₂, y₂. For the sake of clarity, the problem is dealt with in two dimensions. The following considerations also apply three-dimensionally.

Der Antastpunkt P₁ im Koordinatensystem Σ₁ ist am Ende der Messung nach P′₁ gewandert. Die Punkte P₁ und P′₁ sind durch die Vektoren und in den Koordinatensystemen Σ₁ und Σ₂ dargestellt.The touch point P₁ in the coordinate system Σ₁ is at the end hiked the measurement to P'₁. The points P₁ and P'₁ are by the vectors and in the coordinate systems Σ₁ and Σ₂ shown.

Während der dimensionellen Messung und eines gleichzeitigen zum Beispiel Abkühlvorganges wandert das Werkstück 1 unter gleichzeitigem Zusammenziehen aus der Lage Σ₁ ind die Lage Σ₂.During the dimensional measurement and a simultaneous, for example, cooling process, the workpiece 1 moves while simultaneously contracting from the position Σ₁ ind the position Σ₂.

Diese Lageänderung läßt sich durch Drehung um den Winkel Φ und den Verschiebevektor Δ beschreiben. Für den dreidimensionalen Fall ist der Winkel Φ durch die Drehmatrix zu ersetzen.This change in position can be done by rotating the Describe angle Φ and the displacement vector Δ. For the three-dimensional case is the angle Φ through the To replace the rotation matrix.

Der Verschiebevektor Δ und der Drehwinkel Φ werden als jeweils proportional zur Temperaturänderung ΔT des Werkstückes angenommen. Die Proportionalitätsfaktoren sind mit βΦ und β bezeichnet. Sie werden aus der Temperaturmessung vor und nach dem dimensionellen Meßlauf sowie den dabei bestimmten Werkstückkoordinatensystemen gewonnen. Dabei gilt:The displacement vector Δ and the angle of rotation Φ are as each proportional to the temperature change ΔT of the Workpiece accepted. The proportionality factors are with βΦ and β  designated. You will be out of the  Temperature measurement before and after the dimensional measurement run as well as the workpiece coordinate systems determined in the process won. The following applies:

Φ = βΦ (T₁ - T₂)Φ = β Φ (T₁ - T₂)

undand

= β (T₁ - T₂). = β  (T₁ - T₂).

Das Verfahren gliedert sich nun in die folgenden Schritte:The process is now divided into the following Steps:

  • a) Messung der Temperatur T₁ des Werkstückes sowie der Umgebungstemperatur Tu zum Zeitpunkt t₁ (Beginn der Messung).a) Measuring the temperature T₁ of the workpiece and the ambient temperature T u at the time t₁ (start of the measurement).
  • b) Bestimmung des Werkstückkoordinatensystems Σ₁ zum Zeitpunkt t₁.b) Determination of the workpiece coordinate system Σ₁ to Time t 1.
  • c) Dimensionelle Messung des Werkstückes mit Abspeicherung der Antastpunkte und der Zeitpunkte der jeweiligen Antastungen bezogen auf den Anfangszeitpunkt t₁.c) Dimensional measurement of the workpiece with Storage of the probing points and the times of the respective probings related to the Starting time t 1.
  • d) Messung der Temperatur T₂ des Werkstückes sowie der Umgebungstemperatur Tu zum Zeitpunkt t₂ (Ende der dimensionellen Messung oder Ende eines Intervalls).d) measurement of the temperature T₂ of the workpiece and the ambient temperature T u at the time t₂ (end of the dimensional measurement or end of an interval).
  • e) Bestimmung des Werkstückkoordinatensytems Σ₂ zum Zeitpunkt t₂.e) Determination of the workpiece coordinate system Σ₂ to Time t₂.
  • f) Berechnen der Transformation Σ₁→Σ₂ mit Aufstellung der Drehmatrix und des Verschiebevektors Δ. f) Calculate the transformation Σ₁ → Σ₂ with a statement the rotation matrix and the displacement vector Δ.  
  • g) Parametrisieren der Drehmatrix und des Verschiebevektors Δ mit der Temperatur: wobei (T₂) und Δ(T₂) das Werkstückkoordinatensystem Σ₁ in das Werkstückkoordinatensystem Σ₂ transformieren.g) Parameterizing the rotation matrix and the displacement vector Δ with the temperature: where (T₂) and Δ (T₂) transform the workpiece coordinate system Σ₁ into the workpiece coordinate system Σ₂.
  • h) Bestimmung der charakteristischen Größen des Temperaturverlaufes nach: mit
    (T₁-Tu) = Temperaturdifferenz zwischen Werkstück und Umgebung bei der ersten Temperaturmessung zum Zeitpunkt T₁ vor Beginn des dimensionellen Meßlaufes,
    (T₂-Tu) = Temperaturdifferenz zwischen Werkstück und Umgebung bei der zweiten Temperaturmessung zum Zeitpunkt t₂ nach Ende des dimensionellen Meßlaufes,
    τ = Abklingkonstante.
    Hieraus ergibt sich:     h) Determination of the characteristic quantities of the temperature curve according to: With
    (T₁-T u ) = temperature difference between workpiece and environment during the first temperature measurement at time T₁ before the start of the dimensional measurement run,
    (T₂-T u ) = temperature difference between workpiece and environment in the second temperature measurement at time t₂ after the end of the dimensional measurement run,
    τ = decay constant.
    This results in:
  • i) Korrigieren jedes Antastpunktes des dimensionellen Meßlaufes durch folgende Unterschritte:
    • aa) Berechnen der Temperatur Tt des Werkstückes zum Zeitpunkt t der Antastung nach:
    • bb) Berechnen der Drehmatrix (Tt) und des Verschiebevektors Δ(Tt) für den Zeitpunkt t,
    • cc) Transformieren des Antastpunktes unter Verwendung von (T-t) und Δ(Tt) in das zum Zeitpunkt t gültige Werkstückkoordinatensystem Σt,
    • dd) Durchführung der Temperaturkompensation des Antastpunktes durch Bezug der errechneten Werkstücktemperatur Tt auf 20°C und Bezug der Antastkoordinaten auf das Ausdehnungszentrum im Nullpunkt des Werkstückkoordinatensystems Σt zur Zeit t,
    i) Correct each probing point of the dimensional measurement run by the following sub-steps:
    • aa) Calculating the temperature T t of the workpiece at the time t of probing according to:
    • bb) calculating the rotation matrix (T t ) and the displacement vector Δ (T t ) for the time t,
    • cc) transforming the probing point using (T -t ) and Δ (T t ) into the workpiece coordinate system Σ t valid at time t ,
    • dd) performing the temperature compensation of the probing point by referring the calculated workpiece temperature T t to 20 ° C. and referring the probing coordinates to the center of expansion in the zero point of the workpiece coordinate system Σ t at time t,
  • k) Auswerten der korrigierten Antastpunkte in bekannter Weise.k) Evaluation of the corrected probing points in known Wise.

Mit Hilfe dieses Verfahrens können Antastpunkte, die bei verschiedenen Temperaturen des Werkstückes gemessen und aufgenommen wurden, zueinander in Beziehung gesetzt werden.With the help of this procedure, touch points that measured at different workpiece temperatures and were recorded, related to each other.

Um die Genauigkeit des Verfahrens zu erhöhen, wird vorteilhaft die Messung von Werkstücktemperatur und Werkstückkoordinatensystem während des dimensionellen Meßlaufes mehrfach wiederholt. Die durch Interpolation zu überbrückenden Intervalle werden dann kleiner. To increase the accuracy of the process, advantageous the measurement of workpiece temperature and Workpiece coordinate system during the dimensional Measurement run repeated several times. By interpolation too bridging intervals then become smaller.  

Variable und BezugszahlenVariables and reference numbers

T₁, T₂ Werkstücktemperaturen zu den Zeitpunkten t₁, t₂
Tu Umgebungstemperatur
τ Abklingkonstante
1 Werkstück in der Lage zum Zeitpunkt t₁
2 Werkstück in der Lage zum Zeitpunkt t₂
Φ Drehwinkel
 Drehmatrix
Δ Verschiebevektor
β  Proportionalitätsfaktor
βΦ Proportionalitätsfaktor
Σ₁, Σ₂ Werkstückkoordinatensysteme
P₁, P′₁ Antastpunkte
 Vektoren
₁, ₂ VektorenT₁, T₂ workpiece temperatures at the times t₁, t₂
TuAmbient temperature
τ decay constant
1Workpiece in position t₁ at the time
2ndWorkpiece in position at the time t₂
Φ angle of rotation
Rotation matrix
Δ displacement vector
β Proportionality factor
βΦProportionality factor
Σ₁, Σ₂ workpiece coordinate systems
P₁, P′₁ touch points
Vectors
₁, ₂ vectors

Claims (4)

1. Verfahren zur dimensionellen Messung von Werkstücken unter Berücksichtigung der äußeren Temperatureinflüsse auf das Werkstück während der Messung durch Messung der Temperatur des Werkstückes vor der dimensionellen Messung und Berücksichtigung der linearen Wärmeausdehnung mit Hilfe des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des dimensionellen Meßlaufes eine Temperatur T₁ des Werkstückes zum Zeitpunkt t₁ gemessen und die Relativlage des Werkstückes zum Koordinatensystem der Meßapparatur ein erstes Mal erfaßt wird, daß der dimensionelle Meßlauf mit Erfassung einer Anzahl von Antastpunkten durchgeführt wird, daß am Ende des dimensionellen Meßlaufes eine Temperatur T₂ des Werkstückes zum Zeitpunkt t₂ gemessen und die Relativlage des Werkstückes zum Koordinatensystem ein zweites Mal erfaßt wird und daß jeder einzelne Antastpunkt des dimensionellen Meßlaufes mit Bezug auf den Zeitpunkt der Messung im Intervall [t₁, t₂] korrigiert wird. 1. A method for the dimensional measurement of workpieces taking into account the external temperature influences on the workpiece during the measurement by measuring the temperature of the workpiece before the dimensional measurement and taking into account the linear thermal expansion with the help of the thermal expansion coefficient of the workpiece, characterized in that at the beginning of the dimensional measurement run a temperature T₁ of the workpiece is measured at time t₁ and the relative position of the workpiece to the coordinate system of the measuring apparatus is detected for the first time that the dimensional measuring run is carried out by detecting a number of probing points that at the end of the dimensional measuring run a temperature T₂ of the workpiece at the time t₂ measured and the relative position of the workpiece to the coordinate system is detected a second time and that each individual touch point of the dimensional measuring run with reference to the time of the measurement in the interval l [t₁, t₂] is corrected. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Aufteilung des Intervalls [t₁, T₁; t₂, T₂] in wenigstens zwei Teilintervalle.2. The method according to claim 1, characterized by the Division of the interval [t₁, T₁; t₂, T₂] in at least two Subintervals. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Messung der Werkstücktemperatur und des Werkstückkoordinatensystems während des dimensionellen Meßlaufes innerhalb des Intervalls [t₁, T₁; t₂, T₂] zusätzlich zu den vor und nach der dimensionellen Messung durchgeführten Messungen durchgeführt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that that at least one measurement of the workpiece temperature and Workpiece coordinate system during the dimensional Measuring run within the interval [t₁, T₁; t₂, T₂] additionally to the before and after the dimensional measurement performed measurements is carried out. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • a) Messung der Temperatur T₁ des Werkstückes sowie einer Umgebungstemperatur Tu zum Zeitpunkt t₁ (Beginn der Messung),
  • b) Bestimmung eines Werkstückkoordinatensystems Σ₁ zum Zeitpunkt t₁,
  • c) dimensionelle Messung der Antastpunkte des Werkstückes mit Abspeicherung der Antastpunkte und der Zeitpunkte der jeweiligen Messungen bezogen auf den Anfangszeitpunkt t₁,
  • d) Messung der Temperatur T₂ des Werkstückes sowie der Umgebungstemperatur Tu zum Zeitpunkt t₂ (Ende der Messung oder Ende eines Intervalls),
  • e) Bestimmung eines Werkstückkoordinatensytems Σ₂ zum Zeitpunkt t₂,
  • f) Berechnen der Transformation Σ₁→Σ₂ mit Aufstellung einer entsprechenden Drehmatrix und eines entsprechenden Verschiebevektors Δ,
  • g) Parametrisieren der Drehmatrix und des Verschiebevektors Δ mit der Temperatur,
  • h) Bestimmung der charakteristischen Größen des Temperaturverlaufes nach: mit
    (T₁-Tu) = Temperaturdifferenz zwischen Werkstücktemperatur und Umgebungstemperatur bei der ersten Temperaturmessung zum Zeitpunkt t₁ zu Beginn des dimensionellen Meßlaufes,
    (T₂-Tu) = Temperaturdifferenz zwischen Werkstücktemperatur und Umgebungstemperatur bei der Temperaturmessung zum Zeitpunkt t₂ am Ende des dimensionellen Meßlaufes oder des Intervalls,
    τ = Abklingkonstante der Temperatur als Funktion der Zeit und der Temperatur:
  • i) Korrigieren jedes Antastpunktes des dimensionellen Meßlaufes durch folgende Verfahrensschritte:
    • aa) Berechnen einer Temperatur Tt des Werkstückes zum Zeitpunkt t der Antastung nach:
    • bb) Berechnen der Drehmatrix (Tt) und des Verschiebevektors Δ(Tt) für den Zeitpunkt t,
    • cc) Transformieren des Antastpunktes unter Verwendung von (T-t) und Δ(Tt) in ein zum Zeitpunkt t gültiges Werkstückkoordinatensystem Σt,
    • dd) Durchführung der Temperaturkompensation des Antastpunktes durch Bezug der errechneten Werkstücktemperatur Tt auf 20°C und Bezug der Antastkoordinaten auf das Ausdehnungszentrum im Nullpunkt des Werkstückkoordinatensystems Σt zur Zeit t,
  • k) Auswerten der Antastpunkte wie an sich bekannt.
4. The method according to claim 1 or 2, characterized by the following process steps:
  • a) measurement of the temperature T 1 of the workpiece and an ambient temperature T u at the time t 1 (start of the measurement),
  • b) determination of a workpiece coordinate system Σ₁ at time t₁,
  • c) dimensional measurement of the touch points of the workpiece with storage of the touch points and the times of the respective measurements based on the starting time t 1,
  • d) measuring the temperature T₂ of the workpiece and the ambient temperature T u at time t₂ (end of measurement or end of an interval),
  • e) determination of a workpiece coordinate system Σ₂ at time t₂,
  • f) calculating the transformation Σ₁ → Σ₂ with setting up a corresponding rotation matrix and a corresponding displacement vector Δ,
  • g) parameterizing the rotation matrix and the displacement vector Δ with the temperature,
  • h) Determination of the characteristic quantities of the temperature curve according to: With
    (T₁-T u ) = temperature difference between workpiece temperature and ambient temperature during the first temperature measurement at time t₁ at the beginning of the dimensional measuring run,
    (T₂-T u ) = temperature difference between workpiece temperature and ambient temperature when measuring temperature at time t₂ at the end of the dimensional measuring run or the interval,
    τ = decay constant of temperature as a function of time and temperature:
  • i) Correct each touch point of the dimensional measurement run by the following steps:
    • aa) Calculating a temperature T t of the workpiece at the time t of probing according to:
    • bb) calculating the rotation matrix (T t ) and the displacement vector Δ (T t ) for the time t,
    • cc) transforming the probing point using (T -t ) and Δ (T t ) into a workpiece coordinate system Σ t valid at time t ,
    • dd) performing the temperature compensation of the probing point by referring the calculated workpiece temperature T t to 20 ° C. and referring the probing coordinates to the center of expansion in the zero point of the workpiece coordinate system Σ t at time t,
  • k) Evaluation of the probing points as known per se.
DE19934300762 1993-01-14 1993-01-14 Dimensional measurement of workpieces - involves measuring temp. before and after dimensional measurement procedure, correction for unstable temp. effects Expired - Fee Related DE4300762C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934300762 DE4300762C1 (en) 1993-01-14 1993-01-14 Dimensional measurement of workpieces - involves measuring temp. before and after dimensional measurement procedure, correction for unstable temp. effects
DE4338351A DE4338351C1 (en) 1993-01-14 1993-11-10 Method for dimensional measurement of workpieces
US08/180,988 US5446971A (en) 1993-01-14 1994-01-14 Method for the dimensional measurement of workpieces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934300762 DE4300762C1 (en) 1993-01-14 1993-01-14 Dimensional measurement of workpieces - involves measuring temp. before and after dimensional measurement procedure, correction for unstable temp. effects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4300762C1 true DE4300762C1 (en) 1994-03-31

Family

ID=6478152

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19934300762 Expired - Fee Related DE4300762C1 (en) 1993-01-14 1993-01-14 Dimensional measurement of workpieces - involves measuring temp. before and after dimensional measurement procedure, correction for unstable temp. effects
DE4338351A Expired - Lifetime DE4338351C1 (en) 1993-01-14 1993-11-10 Method for dimensional measurement of workpieces

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4338351A Expired - Lifetime DE4338351C1 (en) 1993-01-14 1993-11-10 Method for dimensional measurement of workpieces

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE4300762C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4338351C1 (en) * 1993-01-14 1995-01-05 Leitz Mestechnik Gmbh Method for dimensional measurement of workpieces
WO2005071350A1 (en) * 2004-01-26 2005-08-04 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Measuring system for geometrically measuring a workpiece
DE102004061705A1 (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Daimlerchrysler Ag Measuring system`s temperature compensation method, involves determining measurement value at object, attached to object-retaining frame, and converting measurement value into its absolute value in reference coordinate system
CN103868947A (en) * 2014-03-31 2014-06-18 孙东生 Measurement method and measurement device for 0-60 DEG C rock linear thermal expansion coefficient

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006050924B4 (en) * 2006-10-28 2017-01-05 Techem Energy Services Gmbh Method and device for generating temperature-dependent characteristics and their linearization
GB201113715D0 (en) * 2011-08-09 2011-09-21 Renishaw Plc Method and apparatus for inspecting workpieces
GB201308467D0 (en) 2013-05-10 2013-06-19 Renishaw Plc Method and Apparatus for Inspecting Workpieces

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3620118A1 (en) * 1986-06-14 1987-12-17 Zeiss Carl Fa Method for determining or correcting the temperature error in length measurements
DE3729644A1 (en) * 1987-09-04 1989-03-23 Zeiss Carl Fa METHOD FOR DETERMINING THE TEMPERATURE OF WORKPIECES IN FLEXIBLE MANUFACTURING SYSTEMS

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4300762C1 (en) * 1993-01-14 1994-03-31 Leitz Mestechnik Gmbh Dimensional measurement of workpieces - involves measuring temp. before and after dimensional measurement procedure, correction for unstable temp. effects

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3620118A1 (en) * 1986-06-14 1987-12-17 Zeiss Carl Fa Method for determining or correcting the temperature error in length measurements
DE3729644A1 (en) * 1987-09-04 1989-03-23 Zeiss Carl Fa METHOD FOR DETERMINING THE TEMPERATURE OF WORKPIECES IN FLEXIBLE MANUFACTURING SYSTEMS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WECKENMANN A., Koordinatenmeßtechnik im Umbruch, in DE-Z.: Technisches Messen tm, Band 57, 1990, Heft 3, S. 95-102 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4338351C1 (en) * 1993-01-14 1995-01-05 Leitz Mestechnik Gmbh Method for dimensional measurement of workpieces
WO2005071350A1 (en) * 2004-01-26 2005-08-04 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Measuring system for geometrically measuring a workpiece
DE102004061705A1 (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Daimlerchrysler Ag Measuring system`s temperature compensation method, involves determining measurement value at object, attached to object-retaining frame, and converting measurement value into its absolute value in reference coordinate system
CN103868947A (en) * 2014-03-31 2014-06-18 孙东生 Measurement method and measurement device for 0-60 DEG C rock linear thermal expansion coefficient

Also Published As

Publication number Publication date
DE4338351C1 (en) 1995-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3336854C2 (en) Sensing device for determining the position and / or dimensions of a test object
DE3620118C2 (en) Procedure for determining or correcting the temperature error in length measurements
DE19820307A1 (en) Contact-less temperature acquisition for a multi coordinate measurement and test equipment used in quality assurance
RU2369833C2 (en) Machine for three-dimensional measurements, which provides for simultaneous measurements
DE19858621A1 (en) Process for improving the measured values of an inertial measuring system
DE114404T1 (en) MAGNETIC PROBE FOR MONITORING AND CONTROL.
DE19846597A1 (en) Method for determining the measurement uncertainty of a coordinate measuring machine
DE4300762C1 (en) Dimensional measurement of workpieces - involves measuring temp. before and after dimensional measurement procedure, correction for unstable temp. effects
US4914487A (en) Photoelasticity determination of a deformation or stress field
US5446971A (en) Method for the dimensional measurement of workpieces
EP0457200B1 (en) Method for measuring angles and characteristics using a gyroscope
CN101696870B (en) Parallelism measuring method and measuring apparatus of rear beam pipe of sedan car
DE102015217206A1 (en) DATA COMPENSATION DEVICE, DATA COMPENSATION PROCESS AND MACHINING DEVICE
EP1316777A1 (en) Method and device for the three dimensional measuring of workpieces on a machine tool
DE102020214750A1 (en) Error measurement method for machine tool and machine tool
DE19735975C2 (en) Computational vibration suppression method for coordinate measuring machines and coordinate measuring machine for carrying out the method
DE2631041A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DISTANCE MEASUREMENT
US3065466A (en) Recording of sheet material measurement data
DE102022200169A1 (en) Thermal displacement compensation apparatus and thermal displacement compensation method for a machine tool
DE4107269C2 (en) Procedure for determining surface normals
DE3608696A1 (en) Measuring device for testing deviations from roundness, linear size and prescribed non-circular contours
DE19642521C1 (en) End-dimension checking method for workpiece dimension checking
EP1748278A1 (en) Method for compensating temperature effects on a measuring process or heat expansion of a workpiece and coordinate measuring machine for performing this method
DE4015800C2 (en)
DE112022000605T5 (en) Computing device, processing system and correction method

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 4338351

Format of ref document f/p: P

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: LEITZ MESSTECHNIK GMBH, 35578 WETZLAR, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HEXAGON METROLOGY GMBH, 35578 WETZLAR, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee