DE4421302C1 - Verfahren zur Eliminierung des Rollwinkels einer Meßachse einer Koordinatenmeßmaschine sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Eliminierung des Rollwinkels einer Meßachse einer Koordinatenmeßmaschine sowie Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des
Rollwinkels eines in einer Koordinatenrichtung
verschiebbaren Teiles, vorzugsweise in einer Koordinaten
meßmaschine sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens
Die Meßachse kann sowohl die X-, als auch Y-, als auch Z-Achse sein. Zum vereinfachten Verständnis wird angenommen, daß die Meßachse die Z-Achse ist, also die Pinolenachse einer Koordinatenmeßmaschine.
Die Meßachse kann sowohl die X-, als auch Y-, als auch Z-Achse sein. Zum vereinfachten Verständnis wird angenommen, daß die Meßachse die Z-Achse ist, also die Pinolenachse einer Koordinatenmeßmaschine.
Als Rollwinkel bezeichnet man die Lageabweichung der
Pinolenachse von der Z-Richtung, die dadurch entsteht, daß
die Pinole bei ihrer axialen Verschiebung in den sie
tragenden Lagern verkantet. Die Verkantung ist damit ein
einer Koordinatenmeßmaschine anhaftender Fehler.
Die zur Ermittlung der Rollwinkelfehler der Pinole
angewendeten Methoden nach dem Stand der Technik zeigen den
Nachteil, daß sie entweder zu ungenau und/oder zu aufwendig
sind.
Nach einer ersten Methode bildet man die Differenz
zweier gegen ein Ebenheitsnormal gemessener Ablagen, und es
werden Gleichanteile, die durch translatorische Bewegung
der Meßachse in Richtung der Ablage (Nullpunktverschiebung)
entstehen, eliminiert. Dieses grundlegende Meßprinzip wird
in zwei Varianten realisiert.
Bei beiden Methoden wird als Normal ein Granitstein
mit polierter Oberfläche verwendet. Bei der ersten Methode
befindet sich an den Enden eines mit der Pinole verbundenen
Hebels je ein Längenmeßtaster. Die Längenmeßtaster messen
die Abstände der Enden der Hebelarme von der Oberfläche des
Steines. Die Längenmeßtaster sind in Differenz geschaltet,
und aus ihren Werten kann deshalb der Rollwinkel der Pinole
in jeder Verschiebestellung der Pinole längs des
Ebenheitsnormales bestimmt werden. Der Vorteil dieser
Methode ist, daß die Messung des Rollwinkels in einem
Durchlauf erfolgen kann und keine weitere Korrektur einer
Achskippung notwendig ist. Der Nachteil dieser Methode ist
jedoch der, daß die Steinrauhigkeit und die Ebenheit der
Oberfläche des Steines in das Meßergebnis eingeht, daß
ferner die Steinbreite die Hebellänge für den Ansatz der
Längenmeßtaster begrenzt, und daß damit die Auflösung der
gewonnenen Werte, das heißt die erzielte Genauigkeit
begrenzt ist. Ferner ergeben sich durch das Schleifen der
Taster auf der Oberfläche des Steines beim Überfahren des
Ebenheitsnormales Fehler infolge der Querempfindlichkeit
der Längenmeßtaster.
Nach der zweiten Methode wird mit einer speziellen
Tasterkonfiguration in zwei hintereinanderfolgenden
Meßläufen ein Ebenheitsnormal, das heißt die
Steinoberfläche angetastet. Der Nachteil dieser Methode
ist, daß die Messung zeitaufwendig in zwei Durchläufen
erfolgen muß, daß die Steinrauhigkeit wiederum in das
Meßergebnis eingeht, da es schwierig ist, dieselbe Meßlinie
entlangzufahren, und daß durch das Antasten der Oberfläche
des Steines sich Antastfehler ergeben, welche zu einer
Unsicherheit führen.
Daneben gibt es polarisationsoptische Methoden, die
die Eigenrotation der Pinolenachse über eine
Signalveränderung erfassen, die durch Drehung eines
Analysators zu einem polarisierenden Lichtstrahl entsteht.
Für diese Methode kann man auch einen aufwendigen
Laserkreisel verwenden.
Eine andere Möglichkeit bietet die Fadenmethode, bei
der die Eigenrotation und die Ablage zweier an einem Hebel
sitzenden Aufnehmer zu zwei senkrecht aufgrund der
Schwerkraft gespannten Drähten bestimmt wird. Bei dieser
Methode dienen die Drähte als Normal, was bei senkrechten
Meßachsen möglich ist.
Schließlich wird zur Bestimmung des Rollwinkels der
Pinole auch die Zylinderspiegelmethode nach Schieferstein
angewandt. Ein Lichtspalt wird hier auf einen an der Achse
angebrachten Zylinderspiegel projiziert und die durch die
Eigenrotation erzeugte Verschiebung des reflektierten
Strahles auf einer Empfängerfläche ermittelt.
Alle diese Methoden wandeln die zu messende
Rollbewegung über einen Hebelarm in Längenänderungen um,
die erfaßt werden.
Gemäß der DE 23 22 804 B2 wird der Rollwinkel dadurch
bestimmt, daß ein Lichtstrahl nach einer Strahlenteilung
durch zwei nebeneinander mit Abstand voneinander
angeordnete Wollaston-Prismen geführt wird, welche die
Teil strahlen nochmals in kohärente Teilstrahlen aufspalten,
derart, daß sie auf die Spiegelflächen eines mit dem
Maschinenteil verbundenen Winkelspiegels
(Translationsreflektors) treffen. Neigt sich das Werkstück
aus seiner Sollage heraus, erfassen nachgeschaltete
Interferometer den Rollwinkel durch Auswertung der durch
die beiden Wollaston-Prismen erzeugten Interferenzstreifen.
Eine derartige Einrichtung ist sehr aufwendig, da sie
die strenge Parallelität der beiden in das Wollaston-Prisma
eintretenden Teilstrahlen voraussetzt. Damit werden die
optischen Vorrichtungen, nämlich die Strahlenteileroptik
zur Erzeugung der beiden Parallelstrahlen wegen der
geforderten Präzision, ferner aber auch die Ausbildung der
Wollaston-Prismen sehr aufwendig, da diese einen exakt
gleichen Aufspaltungswinkel zur Erzeugung der kohärenten
Teilstrahlen aufweisen müssen. Schließlich muß aber auch
der Translationsreflektor, um eine ausreichende Rollwinkel
bestimmung zu gewährleisten, einen Abstand der beiden
Wollaston-Prismen von mindestens 20 Zentimetern erlauben,
das heißt, der Translationsreflektor muß sehr groß
ausgebildet werden, wodurch er in der Herstellung sehr
teuer wird und darüber hinaus gewichtsmäßig schwer.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Rollwinkelbestimmung einer Achse, zum Beispiel der Achse
der Pinole einer Koordinatenmeßmaschine anzugeben, welches
eine hohe Genauigkeit für die Eliminierung des Rollwinkels
gewährleistet, darüber hinaus eine Reproduzierbarkeit
verspricht, ferner im Handling einfach ist und für seine
Durchführung eine gerätetechnisch einfache und
kostengünstige Vorrichtung benötigt.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach dem
Anspruch 1 gelöst.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch
Umsetzen des Wollaston-Prismas erreicht, daß keine
zusätzlichen optischen Komponenten benötigt werden, da die
optische Ausrüstung für eine normale Gradheitsmessung, wie
in der Entgegenhaltung DE 23 22 804 B2 Bezug auf die
Fig. 1 bis 4 beschrieben worden ist, ausreichend ist und
die aufwendigen Mittel gemäß den Fig. 5A und 5B der
DE 23 22 804 B2 nicht benötigt werden.
Die Winkelauflösung des Verfahrens gemäß der Erfindung
hängt ausschließlich von der Hebellänge ab und wird durch
den Verfahrweg der Querachse begrenzt. Dadurch können
erheblich längere Hebelarme verwendet werden, als es mit
den zwei fest angeordneten Wollaston-Prismen und dem diesen
Prismen zugeordnete einzigen Translationsreflektor gemäß
der DE 23 22 804 B2 möglich ist.
Außerdem bedarf es bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung keiner besonderen Anforderung an die Präzision
der mechanischen Teile für die Hebelmechanik, da durch die
Umsetzung des Wollaston-Prismas eventuell bewirkte
Verkantungen nur als Cosinus-Fehler, das heißt also als
vernachlässigbarer Fehler zweiter Ordnung in die Messung
eingeht.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen folgende Gedanken
zugrunde:
Bei der Anwendung des Verfahrens bei einer
Koordinatenmeßmaschine muß
- - die Meßachse immer auf die Verschiebeachse in der kinematischen Kette folgen, das heißt, es muß eine echte Verschiebung der Meßachse vorliegen. Die kinematische Kette ist hierbei die Aufeinanderfolge der angesprochenen Meßachsen, wenn man vom Werkstück über das Tastersystem auf die Maschine übergeht.
- - Eigenrotationen der Verschiebeachse müssen berücksichtigt werden.
- - Der Hebel muß senkrecht zur Meßachse und parallel zur Verschiebeachse liegen.
- - Die Ablage wird orthogonal zur Verschiebe- und Meßachse ermittelt.
- - Der Laserstrahl als Gradheitsnormal darf zwischen den Messungen nicht in seiner Richtung verändert werden.
Daher lassen sich nicht nur die Z-Achse (Pinole)
messen, sondern auch andere Achsen der
Koordinatenmeßmaschine. Lediglich die erste Achse in der
kinematischen Kette kann nicht gemessen werden, da vor ihr
keine Verschiebeachse liegt. Bei einer 3-Achs-
Koordinatenmeßmaschine lassen sich zwei Achsen nach der
erfindungsgemäßen Methode messen. Da die erste Achse in der
kinematischen Kette immer eine waagerechte Achse ist, kann
man ihren Rollwinkel mit einer Richtwaage ermitteln, und
sie steht als Verschiebeachse zur Verfügung.
Dadurch, daß jetzt die Translationsabweichung vom
Laserstrahl beim Verschieben der Pinole sowohl in einer
ersten Stellung als auch in einer zweiten Stellung bezogen
auf die Y-Richtung in Abhängigkeit von der Verschiebegröße
der Pinole in der Z-Richtung sehr genau erfaßt wird, läßt
sich leicht zu jedem Z-Wert der Rollwinkel der Pinole
bilden. Diese Werte werden mit Hilfe eines Computers den Z-
Werten bei Verschiebung der Pinole in Z-Richtung ein für
allemal zugeordnet und gelten für den weiteren Einsatz der
so protokollierten Koordinatenmeßmaschine.
Bei der erfindungsgemäßen Methode bleiben sämtliche
optischen Elemente einschließlich der den Laserstrahl
erzeugenden Einrichtung und der die Verschiebung der
Interferenz streifen erfassenden Einrichtung ortsfest an der
Koordinatenmeßmaschine. Lediglich das Wollaston-Prisma wird
um die Strecke H, welche der Verschiebung der Pinole aus
der ersten Position in die zweite Position in der Y-
Richtung entspricht, umgesetzt. Hierfür können an dem mit
der Pinole fest verbundenen Hebel vorbereitete Aufnahmen
für das Wollaston-Prisma vorgesehen sein.
Es ist in weiterer Ausgestaltung aber auch möglich,
längs des Hebels H beispielsweise eine
Schwalbenschwanzführung vorzusehen, längs der das
Wollaston-Prisma in seine Endstellungen verschoben-und dort
festgeklemmt wird.
Die erfindungsgemäße Methode gestattet darüber hinaus,
eine eventuelle scheinbare "Auslenkung" der Y-Achse bei
Verschiebung der Pinole und des Wollaston-Prismas aus der
ersten Stellung in die zweite Stellung auszugleichen, indem
zu den ermittelten Translationsabweichungen in der
Endposition der Pinole nach dem Umsetzen des Wollaston-
Prismas eine entsprechende zusätzliche Y-Korrektur
angebracht wird.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Koordinatenmeßmaschine in
perspektivischer Ansicht ohne die
erfindungsgemäße Meßeinrichtung;
Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung
der Wirkungsweise;
Fig. 3 die Meßmaschine der Fig. 1 in Seitenansicht
mit den den Rollwinkel ermittelnden
Elementen;
Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung der
Wirkungsweise der Erfindung.
Gemäß der Fig. 1 besteht die Koordinatenmeßmaschine
aus einem Grundbett (1), das eine Schwalbenschwanzführung
(2) aufweist, längs der ein Tisch (3) in der X-Richtung
verschiebbar ist.
An dem Grundbett (1) sind Stützen (4 und 5)
angebracht, welche zusammen mit einer Traverse (6) ein
Portal bilden. Längs der Traverse (6) ist ein Schlitten (7)
in der Y-Richtung verschiebbar. Der Schlitten (7) trägt
eine Pinole (8), deren Lage im Schlitten (7) gestrichelt
eingezeichnet ist. Die Pinole (8) ist in zwei Lagern (9 und
10) geführt, so daß sie in der Z-Richtung, das heißt in
Richtung des Pfeiles (11) verschoben werden kann. Das
untere Ende der Pinole (8) trägt einen Taster (12), mit dem
ein auf dem Tisch (3) angeordnetes Werkstück (nicht
dargestellt) koordinatenmäßig ausgemessen werden kann.
Bei der Verschiebung der Pinole (8) in Richtung des
Pfeiles (11) führt die Achse A-A der Pinole in den Lagern
(9, 10) Kippbewegungen aus, so daß zum Beispiel ein
Achspunkt Z₁ um den Betrag X₁ (Fig. 2) in die Lage Z₁
wandert.
Bei Verschiebung der Pinole in Richtung des Pfeiles
(11) verschieben sich die auf der Z-Achse liegenden Punkte
jeweils in eine Lage auf der Kurve (20) der Fig. 2.
Verschiebt man die Achse A-A der Pinole in Y-Richtung mit
Hilfe des Schlittens (7) aus der Position Y₁ in die
Position Y₂, nimmt die Achse A-A der Pinole (8)
beispielsweise die Lage A′-A′ im Raum ein. Bei der
Verschiebung der Pinole in die Y₂-Stellung in Richtung des
Pfeiles (11) wandern wiederum die Achspunkte, zum Beispiel
der Punkt Z₂ nach Z2 um den Betrag X₂ aus. Diese
Auswanderung ergibt eine Kurve (20′), welche mit der Kurve
(20) üblicherweise nicht übereinstimmt.
Die Kurven (20 und 20′) der Translationsabweichungen
verkörpern den Rollwinkel der Achse A-A der Pinole bei
Verschiebung der Pinole in Z-Richtung, und zwar in den
beiden Stellungen Y₁ und Y₂.
Um diese Rollwinkel ist der Meßwert beim Antasten
eines auf dem Tisch (3) angeordneten Werkstückes mit Hilfe
eines Tasterhebels jeweils in Abhängigkeit von der
Verschiebungsgröße Z zu korrigieren.
Hierzu ist es erforderlich, die Größe des Rollwinkels
für jeden Wert Z zu bestimmen, um den Meßwert beim Antasten
des Werkstückes mit diesem Wert korrigieren zu können, das
heißt, eine Eliminierung der Rollwinkel bei der Messung
durchzuführen.
Gemäß Fig. 3 ist hierzu am Grundbett (1) eine einen
Laserstrahl erzeugende Einrichtung (30) vorgesehen. Der
Laserstrahl (31) wird über ein den Strahl rechtwinklig
umlenkendes Prisma (32) in die Z-Richtung, das heißt
senkrecht nach oben, das heißt parallel zur Sollage der
Meßachse ab Bezugsnormale (B-B) umgelenkt.
An der Pinole (8) ist ein senkrecht zur Zeichenebene
liegender Hebel (40) rechtwinklig befestigt (siehe auch
Fig. 4). Der Hebel (40) ist beidseitig zur Pinole (8) (Fig.
4) angeordnet. Der Hebel (40) trägt an seinen Enden im
Abstand H voneinander Aufnahmen (41, 41a). In die Aufnahme
(41) oder die Aufnahme (41a) ist ein Wollaston-Prisma (42)
wahlweise einsetzbar. Beim Umsetzen des Wollaston-Prismas
ist dieses also um die Strecke H längs des Hebels (40)
versetzt worden. Die Pinole (8) und der Hebel (40) werden
deshalb aus der Stellung Y₁ in die Stellung Y₂ um die
Strecke H verschoben, so daß der im Prisma (32) umgelenkte
Laserstrahl (31) wiederum das Wollaston-Prisma (42)
durchsetzt.
Im Wollaston-Prisma (42) wird der Laserstrahl (31) in
die beiden kohärenten Teilstrahlen (31a und 31b)
aufgespalten. Die Teilstrahlen (31a und 31b) treffen auf
Reflexionsflächen (33a und 33b) eines maschinenfesten
Translationsreflektors (33). Dieser kann auch auf dem Tisch
liegen, und ein am Hebel (40) angebrachter Umlenkspiegel
lenkt die Strahlen (31a, 31b) auf diesen. Die
Reflexionsflächen (33a und 33b) sind winkelmäßig so
zueinander ausgerichtet, daß sich ihre Flächen in der Y-
Richtung schneiden und die Teilstrahlen (31a und 31b) in
das Wollaston-Prisma auf demselben Weg zurücklenken.
Die überlagerten kohärenten Lichtstrahlen (31c)
treffen nach Umlenkung im Prisma (32) auf eine
Empfängereinheit (nicht dargestellt), die in der
Laserstrahl erzeugenden Einrichtung (30) integriert ist.
Dreht die Achse A-A gemäß Fig. 2, dann kippt der Hebel
(40) und lenkt das am Hebel (42) befestigte Wollaston-
Prisma entsprechend aus. Die Teilstrahlen (31a und 31b)
werden jetzt in ihrer Richtung um einen entsprechenden
Winkel ausgelenkt. Sie treffen jetzt nicht mehr
winkelgleich nach ihrer Reflexion am Translationsreflektor
(33) im Wollaston-Prisma (42) zusammen. Mit anderen Worten,
ihre Weglängen sind ungleichmäßig lang geworden, so daß die
überlagerten Teilstrahlen (31c) interferieren. In der
Empfängereinrichtung kann deshalb eine entsprechende
Auswanderung, beispielsweise von erzeugten
Interferenzstreifen, ermittelt werden.
Der Laserstrahl bildet somit gemäß Fig. 2 eine
Bezugsnormale B-B, beispielsweise in der Position Y₁.
Verschiebt man die Pinole (8) in Richtung des Pfeiles (11),
erhält man mit Bezug auf die Bezugsnormale B-B eine zu
jedem Z-Wert gehörende Abweichung X₁, welche in einem
Computer (nicht dargestellt) protokolliert wird.
Nunmehr verschiebt man die Pinole (8) in die Lage (8′)
der Fig. 4. Hierbei wandert das Wollaston-Prisma (42), da
es über den Hebel (40) fest mit der Pinole (8) verbunden
ist, nach rechts aus dem Laserstrahl aus, das heißt in die
Lage (42′). In dieser Stellung wird das Wollaston-Prisma
(42) aus der Aufnahme (41a) des Hebels (40) herausgenommen
und in die links am Hebel (40) vorgesehene Aufnahme (41)
gesetzt, das heißt in die Lage (42′′), so daß sich das
Wollaston-Prisma wiederum in einer Lage befindet, in der
der Laserstrahl (31) mit der Achse des Wollaston-Prismas
zusammenfällt. In dieser Stellung wird eine erneute Messung
durch Verschieben der Pinole in Richtung des Pfeiles (11)
durchgeführt, und man erhält jetzt zu jedem Z-Wert einen
Translationswert X₂.
Subtrahiert man den Wert X₁ vom Wert X₂, kann für
jeden Z-Wert die Rollwinkelkorrektur der
Koordinatenmeßmaschine ermittelt werden. Diese
Rollwinkelkorrektur kann computermäßig erfaßt und
gespeichert werden und für jeden beim Antasten des
Werkstückes ermittelten Z-Wert zur Korrektur dieses Wertes
herangezogen werden.
Bei der Verschiebung der Pinole (8) in der Y-Richtung,
das heißt aus der Lage (8) in die Lage (8′) der Fig. 4,
kann es vorkommen, daß durch den Schlitten (7) bedingt eine
Y-Korrektur vorzusehen ist, indem sich die Normallage der
Meßachse A-A (Fig. 2) in die Lage A′-A′ bewegt hat. Die
hierdurch an die Rollwinkel anzubringenden Korrekturen
können leicht ermittelt werden, und zwar aus der jeweiligen
Abweichung der Winkelgröße vom Laserstrahl B-B. Diese
Winkelabweichung bewirkt eine von Z linear abhängige
Korrektur der Z-Werte.
Der Hebel (40) dient dazu, die Winkelabweichungen der
Pinolenachse auf das Wollaston-Prisma (42) zu übertragen
und die Auswanderung zu vergrößern. Bildet man eine
Hebellänge von H = 206,3 mm, so entspricht eine Abweichung
von 1 µm einem Rollwinkel von einer Winkelsekunde. Durch
Verlängern der Hebellänge H läßt sich die Auflösung
erhöhen. Theoretisch ist eine maximale Hebellänge möglich,
die der maximalen Verschiebung der Pinole (8) in der Y-
Richtung entspricht.
Der Laserstrahl darf zwischen den beiden Messungen
nicht in seiner Richtung verändert werden.
Die Auswanderung der Y-Achse bei Verschiebung der
Pinole in die Meßstellungen kann mit Hilfe einer Richtwaage
oder mit Hilfe der der Koordinatenmeßmaschine zugeordneten,
bekannten Korrekturen leicht bestimmt werden. Hierzu ist es
erforderlich, die Lage der Y-Achse in der Stellung der
Pinole (8) und in der Stellung der Pinole (8′) zu messen
und miteinander zu vergleichen.
Bezugszeichenliste
1 Grundbett
2 Schwalbenschwanzführung
3 Tisch
4 Stütze
5 Stütze
6 Traverse
7 Schlitten
8 Pinole
8′ Lage der Pinole
9 Lager
10 Lager
11 Pfeil
12 Taster
20 Kurve
20′ Kurve
30 Laserstrahl erzeugende Einrichtung
31 Laserstrahl
31a Teilstrahl
31b Teilstrahl
31c überlagerte Teilstrahlen
32 Prisma
33a Reflexionsfläche
33b Reflexionsfläche
33 Translationsreflektor
40 Hebel
41 Aufnahme
41a Aufnahme
42 Wollaston-Prisma
42′ Lage des Wollaston-Prismas
42′′ Lage des Wollaston-Prismas
A-A Meßachse/Achse der Pinole
A′-A′ Achslage
B-B Bezugsnormale (Laserstrahl)
X₁ Differenz
X₂ Differenz
Y₁ Lage der Pinolenachse
Y₂ Lage der Pinolenachse
Z₁′ Kurvenpunkt
Z₂′ Kurvenpunkt
2 Schwalbenschwanzführung
3 Tisch
4 Stütze
5 Stütze
6 Traverse
7 Schlitten
8 Pinole
8′ Lage der Pinole
9 Lager
10 Lager
11 Pfeil
12 Taster
20 Kurve
20′ Kurve
30 Laserstrahl erzeugende Einrichtung
31 Laserstrahl
31a Teilstrahl
31b Teilstrahl
31c überlagerte Teilstrahlen
32 Prisma
33a Reflexionsfläche
33b Reflexionsfläche
33 Translationsreflektor
40 Hebel
41 Aufnahme
41a Aufnahme
42 Wollaston-Prisma
42′ Lage des Wollaston-Prismas
42′′ Lage des Wollaston-Prismas
A-A Meßachse/Achse der Pinole
A′-A′ Achslage
B-B Bezugsnormale (Laserstrahl)
X₁ Differenz
X₂ Differenz
Y₁ Lage der Pinolenachse
Y₂ Lage der Pinolenachse
Z₁′ Kurvenpunkt
Z₂′ Kurvenpunkt
Claims (9)
1. Verfahren zur Messung des Rollwinkels eines in
einer Koordinatenrichtung verschiebbaren Teiles, bei dem
ein ortsfester Laserstrahl in Richtung des verschiebbaren
Teiles über ein mit dem Teil fest verbundenes Wollaston-
Prisma geführt wird, und die das Wollaston-Prisma
verlassenden, unter einem Winkel zueinander geneigten
kohärenten Teilstrahlen an den Spiegelflächen einer
Umlenkeinheit (Translationsreflektor) zum Wollaston-Prisma
zurückgelenkt und nach Verlassen des Wollaston-Prismas zur
Interferenz gebracht werden, bei dem der verschiebbare Teil
längs der Meßachse verschoben wird und die translatorische
Abweichung zum Laserstrahl interferometrisch erfaßt wird,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die interferometrisch erfaßten translatorischen Abweichungen längs der Meßachse A-A bei der Verschiebung des Teiles protokolliert werden,
- - daß die Meßachse A-A parallel zu sich selbst in eine zweite Position A′-A′ gefahren wird und das Wollaston- Prisma (42) an einem in Richtung der parallelen Verschiebung der Meßachse A-A angeordneten, mit der Meßachse verschiebbaren Hebel (40) derart umgesetzt wird, daß der Laserstrahl wiederum durch das Wollaston- Prisma (42) tritt,
- - daß die Meßachse A-A in der zweiten Stellung erneut in der Meßachsenrichtung A′-A′ verschoben wird und die translatorische Abweichung von dem Laserstrahl B-B in Abhängigkeit von der Verschiebegröße ermittelt und protokolliert wird,
- - daß die Translationswerte der ersten und der zweiten Position der Meßachse in Abhängigkeit von den Werten der Verschiebegröße der Meßachse in Meßachsenrichtung voneinander subtrahiert werden und die Differenzwerte den gemessenen Werten überlagert werden und aus diesen Werten über die Hebellänge unter Berücksichtigung der Meßachsenkippung bei Verschiebung zwischen den zwei Messungen der Rollwinkel ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der zweiten Position der Meßachse eine durch die
Verschiebung bedingte scheinbare Lageänderung der Meßachse
bei ihrer Parallelverschiebung bei der Ermittlung der
Rollwinkel berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es zur Messung des Rollwinkels einer Meßachse A-A einer
Koordinatenmeßmaschine verwendet wird.
4. Vorrichtung zur Messung des Rollwinkels eines in
einer Koordinatenrichtung verschiebbaren Teiles, bei dem
ein ortsfester Laserstrahl in Richtung des verschiebbaren
Teiles über ein mit dem Teil fest verbundenes Wollaston-
Prisma geführt wird und die das Wollaston-Prisma
verlassenden, unter einem Winkel zueinander geneigten
kohärenten Teil strahlen an den Spiegelflächen einer
Umlenkeinheit (Translationsreflektor) zum Wollaston
zurückgelenkt und nach Verlassen des Wollaston-Prismas zur
Interferenz gebracht werden, bei dem der verschiebbare Teil
längs der Meßachse verschoben wird und die translatorische
Abweichung zum Laserstrahl interferometrisch erfaßt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Wollaston-Prisma an einem in Richtung der parallelen
Verschiebung der Meßachse A-A angeordneten, mit der
Meßachse verbundenen Hebel (40) in die Meßstellungen der
Meßachse umsetzbar angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hebel (40) eine Führung aufweist,
längs der das Wollaston-Prisma (42) in die erste und zweite
Position verschiebbar oder umsetzbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führung schwalbenschwanzförmig
ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (31) in einer Ebene
senkrecht zur Meßachse erzeugt wird und auf einen
gerätefesten Umlenkspiegel (32) trifft, der ihn in die
Soll-Richtung der Meßachse umlenkt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Meßachse
die Z-Achse (Pinolenachse einer Koordinatenmeßmaschine)
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Laserstrahl
erzeugende Einrichtung (30) den Laserstrahl (31) in der X-
Richtung zum Umlenkprisma (32) sendet und die Schnittlinie
der Reflexionsflächen (33a, 33b) des Translationsreflektors
(33) in der Y-Richtung liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die den Laserstrahl erzeugende
Einrichtung (30) und die die überlagerten kohärenten
Teilstrahlen empfangende Vorrichtung sowie das Umlenkprisma
(32) und die Reflexionsflächen (33a, 33b) des
Translationsreflektors (33) ortsfest angeordnet sind, und
der das Wollaston-Prisma tragende Hebel mit der Meßachse
verschiebbar ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944421302 DE4421302C1 (de) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Verfahren zur Eliminierung des Rollwinkels einer Meßachse einer Koordinatenmeßmaschine sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
EP95108421A EP0687890A3 (de) | 1994-06-17 | 1995-06-01 | Verfahren zur Eliminierung des Rollwinkels einer Messachse einer Koordinatenmessmaschine sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944421302 DE4421302C1 (de) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Verfahren zur Eliminierung des Rollwinkels einer Meßachse einer Koordinatenmeßmaschine sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4421302C1 true DE4421302C1 (de) | 1995-12-07 |
Family
ID=6520881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944421302 Expired - Lifetime DE4421302C1 (de) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Verfahren zur Eliminierung des Rollwinkels einer Meßachse einer Koordinatenmeßmaschine sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0687890A3 (de) |
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