DE8900799U1 - High-precision single-axis length measuring device with interferometer measuring system - Google Patents

High-precision single-axis length measuring device with interferometer measuring system

Info

Publication number
DE8900799U1
DE8900799U1 DE8900799U DE8900799U DE8900799U1 DE 8900799 U1 DE8900799 U1 DE 8900799U1 DE 8900799 U DE8900799 U DE 8900799U DE 8900799 U DE8900799 U DE 8900799U DE 8900799 U1 DE8900799 U1 DE 8900799U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring
reflector
axis length
precision single
measuring device
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 - Lifetime
Application number
DE8900799U
Other languages
German (de)
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.)
Helios - Messtechnik & Co Kg 7119 Niedernhall De GmbH
Original Assignee
Helios - Messtechnik & Co Kg 7119 Niedernhall De 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 Helios - Messtechnik & Co Kg 7119 Niedernhall De GmbH filed Critical Helios - Messtechnik & Co Kg 7119 Niedernhall De GmbH
Priority to DE8900799U priority Critical patent/DE8900799U1/en
Publication of DE8900799U1 publication Critical patent/DE8900799U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B23Q17/248—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves using special electromagnetic means or methods
    • B23Q17/2495—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves using special electromagnetic means or methods using interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/0207—Error reduction by correction of the measurement signal based on independently determined error sources, e.g. using a reference interferometer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
    • G01B2290/60—Reference interferometer, i.e. additional interferometer not interacting with object

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Description

-2 --2 -

HELIOS-Meßtechnik GmbH&Co KG .7119 NiedernhallHELIOS-Meßtechnik GmbH&Co KG .7119 Niedernhall

BeschreibungDescription

Hochgenaue Einachslängenmeßgeräte werden überwiegend zum Prüfen von Lehren, Maßverkörperungen und sehr genauen Werkstücken eingesetzt. Es werden Meßschritte von 0,0001 mm angezeigt.High-precision single-axis length measuring devices are mainly used for testing gauges, measuring standards and very precise workpieces. Measuring steps of 0.0001 mm are displayed.

Die bisher bekannten hochgenauen Einachslängenmeßgeräte sind mit Inkrementalmaßstäben aus Stahl oder Glas und opto-elektronischen Meßsystenren ausgestattet. Diese Systeme bestehen neben der Maßverkörperung aus weiteren optischen Bauteilen. Die Herstellung der. hochgenauen inkrementalen Maßstäbe ist technisch aufwendig. Die optischen Meßsysteme arbeiten nur fehlerfrei, wenn die einzelnen Bauteile in einer sehr präzisen, relativen Bewegung zueinander geführt werden. Dieses technische Erfordernis setzt sehr genaue Führungen an den Befestigungselementen und Meßschlitten voraus. Um Teilungsfehler, mit denen inkremental Maßstäbe behaftet sind, zu eliminieren, wird angestrebt durch Korrekturwerte die Fehler auf ein Minimum zu reduzieren. Dies führt jedoch zu sehr aufwendigen Prüf- und Rechenoperationen. Darüber hinaus treten durch hohe Interpolation weitere Fehler auf.The high-precision single-axis length measuring devices known to date are equipped with incremental scales made of steel or glass and opto-electronic measuring systems. In addition to the measuring embodiment, these systems consist of other optical components. The production of the high-precision incremental scales is technically complex. The optical measuring systems only work error-free if the individual components are guided in a very precise, relative movement to one another. This technical requirement requires very precise guides on the fastening elements and measuring slides. In order to eliminate division errors that are associated with incremental scales, the aim is to reduce the errors to a minimum by means of correction values. However, this leads to very complex testing and calculation operations. In addition, further errors occur due to high interpolation.

Laserinterferometer in den unterschiedlichsten Ausführungen sind bekannt. Es ist Aufgabe der Erfindung ein geeignetes Laserinterferometer, mit dem neben dem Meßstrahl gleichzeitig ein Korrekturstrahl erzeugt wird, in Lehrenmeßgeräte zu integrieren.Laser interferometers in a wide variety of designs are known. The object of the invention is to integrate a suitable laser interferometer, with which a correction beam is generated in addition to the measuring beam, into gauge measuring devices.

Interferometrische Meßverfahren haben den Nachteil, daß der Meßstrahl durch Luftturbulenz, Luftdruckschwankungen und Luftfeuchtigkeit, Staub, Gase etc. beeinflußt wird und zu unrichtigen Meßergebnissen führt. Interferometrische Messungen haben jedoch andererseits den Vorteil, daß die Meßsignale, die &zgr; j Meßwerten verarbeitet werden, nicht durch kleine Mängel an den Führungssystemen der Meßgeräte beeinflußt werden. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Erfindung ist es, den Meßstrahl mit einem Korrekturstrahl zu vergleichen. Der Korrekturstrahl wird so geführt, daß er denselben physikalischen Einwirkungen, wie Turbulenz, Feuchtigkeit, Luftdruckunterschiede, Temperaturen, Gase, Staub u.s.w., wie der Meßstrahl ausgesetzt ist. Die Meßwerte werden durch die Einwirkungen auf den Korrekturstrahl relativiert. Ir, der Europäischen Patent-Interferometric measuring methods have the disadvantage that the measuring beam is influenced by air turbulence, air pressure fluctuations and air humidity, dust, gases, etc. and leads to incorrect measurement results. Interferometric measurements, however, have the advantage that the measurement signals that are processed into ζ j measurement values are not influenced by small defects in the guidance systems of the measuring devices. Another advantage of the invention described is that the measuring beam can be compared with a correction beam. The correction beam is guided in such a way that it is exposed to the same physical influences as the measuring beam, such as turbulence, humidity, air pressure differences, temperatures, gases, dust, etc. The measurement values are relativized by the influences on the correction beam. Ir, the European Patent

schrift 84 108 100 und in der Offeiilegungsschrift OS 37 06 347 ist ein solches interferometrisches System, welches als Lichtquelle eine Halblei- :er-Laserdiode benutzt, beschrieben.Such an interferometric system, which uses a semiconductor laser diode as a light source, is described in German Patent Application No. 84 108 100 and in German Patent Application No. OS 37 06 347.

:ig. 1 zeigt die schematische Darstellung eines beschriebenen, hochgenauen Einachslängenmeßgerätes. : ig. 1 shows the schematic representation of a described, high-precision single-axis length measuring device.

Dieses Gerät zeichnet sich durch ein sehr stabiles Gerätebett, auf dem ein relativ langer Meßschlitten geführt wird, aus. Im Meßschlitten ist eine Pinole in weit auseinanderliegenden Führungen schwimmend gelagert.This device is characterized by a very stable device bed on which a relatively long measuring slide is guided. In the measuring slide, a quill is mounted floating in widely spaced guides.

Im Gerätebett (9) ist der Interferometerkopf (1) untergebracht. Dieser Interfereneterkopf (1) beinhaltet die Quelle &udigr;&tgr; das Laserlicht, in diesem Falle eine Halbleiter-Laserdiode, die Temperatur- und die Stromregeleinrichtung und die nötigen optischen Bauelemente.The interferometer head (1) is housed in the device bed (9). This interferometer head (1) contains the source &udigr;&tgr; the laser light, in this case a semiconductor laser diode, the temperature and current control device and the necessary optical components.

Der Meßstrahl (2) wird auf einen ersten Umlenkspiegel (3) und von dort auf den zweiten Umlenkspiegel (4) gelenkt. Der Umlenkspiegel (4) richtet den Meßstrahl auf den Reflektor (5). Der reflektierte Meßstrahl wird im umgekehrten Weg über die Umlenkspiegel (4) und (3) wieder in den Laserkopf zurückgeführt. Gleichzeitig wird aus derselben Lichtquelle ein Korrekturstrahl (6) emittiert. Dieser wird im fest angeordneten Reflektor (7) zurückgelenkt und für die-Korrektur des Meßergebnisses benutzt.The measuring beam (2) is directed to a first deflection mirror (3) and from there to the second deflection mirror (4). The deflection mirror (4) directs the measuring beam to the reflector (5). The reflected measuring beam is returned to the laser head in the opposite direction via the deflection mirrors (4) and (3). At the same time, a correction beam (6) is emitted from the same light source. This is deflected back in the fixed reflector (7) and used to correct the measurement result.

Fig. 2 zeigt ein? andere Anordnung des Meßsystems.Fig. 2 shows a different arrangement of the measuring system.

Der Interferometerkopf (1) ist im Gerätebett angeordnet. Der Meßschlitten (10) hat einen Ansatz, welcher durch eine Nut im Gerätebett in dieses hineinragt. An diesem Ansatz wird der Reflektor (5) für den Meßstrahl (2) befestigt. Der Korrekturstrahl (6) wird von dem fest installierten Reflektor (7) wiederum in den Interferometerkopf (1) zur Signalauswertung zurückgeworfen .The interferometer head (1) is arranged in the device bed. The measuring carriage (10) has a projection which extends through a groove in the device bed. The reflector (5) for the measuring beam (2) is attached to this projection. The correction beam (6) is reflected back by the permanently installed reflector (7) into the interferometer head (1) for signal evaluation.

Fig. 3 ziUgt eine abweichende Anordnung des if;terferometrischen Meßsystems.Fig. 3 shows a different arrangement of the interferometric measuring system.

Der Interferometerkopf (1) ist in diesem Falle senkrecht zur Führungsebene im Gerätebett (11) angeordnet. Der Meßstrahl (2) wird durch eine längliche öffnung durch dasIn this case, the interferometer head (1) is arranged perpendicular to the guide plane in the device bed (11). The measuring beam (2) is guided through an elongated opening through the

Gerätebett hindurchgeführt und durch den Umlenkspiegel (12) auf den Reflektor (5) gelenkt. Oer Reflektor ist direkt an der schwimmend gelagerten Meßpinole befestigt. Der Korrekturstrahl (6) wird parallel zum Meßstrahl geführt und durch den Reflektor (7) der fest mit dem Gerätebett verbündet1 ist, in den Laserkopf zurückgeworfen.The beam is guided through the device bed and directed onto the reflector (5) by the deflection mirror (12). The reflector is attached directly to the floating measuring spindle. The correction beam (6) is guided parallel to the measuring beam and reflected back into the laser head by the reflector (7), which is firmly connected to the device bed.

Fig. 4 zeigt eine weitere Anordnung des laserinterferometrischen Meßsystems .Fig. 4 shows another arrangement of the laser interferometric measuring system.

Das Gerätebett (11) weist einen feststehenden Winkel (13) auf. Dieser Winkel ragt von unten in den Meßschlitten (10). Am oberen Teil des Winkels (13) ist der Interferometerkopf (1) angeordnet. Der Meßstrahl wird direkt in den Reflektor, der fest mit der Pinole verbunden ist, gelenkt und zurückgeführt. Der Korrekturreflektor ( 7 j ist am Winkel (13) in einem ausreichenden Abstand befestigt.The device bed (11) has a fixed angle (13). This angle protrudes from below into the measuring carriage (10). The interferometer head (1) is arranged on the upper part of the angle (13). The measuring beam is directed directly into the reflector, which is firmly connected to the spindle, and returned. The correction reflector (7j) is attached to the angle (13) at a sufficient distance.

Claims (1)

t ■ « « gt ■ « « g HELIOS-Meßtechnik GmbH&Co KG
7119 NiedernhallHELIOS-Meßtechnik GmbH&Co KG
7119 Niedernhall A. nsprücheExpectations ,1. Hochgenaues Einachslängenmeßgerät, bestehend aus einem stabilen Gerätebett mit darauf verschiebbarem Meßschlitten, in den schwimmend eine ii Meßpinole integriert ist und einem Aufsatz mit einem Meßamboß, d a -,1. High-precision single-axis length measuring device, consisting of a stable device bed with a movable measuring carriage, in which a ii measuring spindle is integrated and floating, and an attachment with a measuring anvil, d a - &bull; durch gekennzeichnet, daß als Meßsystem ein In-&bull; characterized in that the measuring system is an in- &Ggr; terferometer-System verwendet wird, daß das Interferometer mit einemΓ terferometer system is used that the interferometer is equipped with a Halbleiter-Laser als Lichtquelle arbeitet und neben dem MeiJstrahl ein V Korrekturstrahl erzeugt wird. Mit Hilfe dieses Korrekturstrahles wer-Semiconductor laser works as a light source and a correction beam is generated next to the laser beam. With the help of this correction beam, ■: den Veränderungen der Brechzahl des Mediums, durch welches die Meß-■: the changes in the refractive index of the medium through which the measuring |;< strecke geführt ist, so korrigiert, daß konkrete Meßwerte geliefert |; < route is corrected so that concrete measured values are provided $ werden.$ will be. ' 2. Hochgenaues Einachslängenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch' 2. High-precision single-axis length measuring device according to claim 1, characterized gekennzeichnet, daß der Laserkopf im Gerätebett ange- f ordnet ist. Der Meßstrahl wird über Umlenkspiegel in den Reflektorcharacterized in that the laser head is arranged in the device bed. The measuring beam is directed into the reflector via deflecting mirrors i;·. gelenkt. Oer Reflektor wiederum ist in der schwimmend gelagerten Pi-i ; ·. steered. The reflector in turn is in the floating Pi- [i noIe befestigt.[i noIe attached. £ 3. Hochgenaues Einachslängenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch ^ gekennzeichnet, daß der Meßschlitten mit der Pinoie£ 3. High-precision single-axis length measuring device according to claim 1, characterized ^ in that the measuring carriage with the pinoie : einen zur Führung im rechten Winkel stehenden Halter aufweist, und: has a holder at right angles to the guide, and ■ daß an diesem Halter der Reflektor für den Meßstrahl befestigt ist■ that the reflector for the measuring beam is attached to this holder [:. und der Halter so angeordnet ist, daß der Meßstrahl unmittelbar ohne[:. and the holder is arranged so that the measuring beam is directly I Umlenkung auf den Reflektor trifft.I deflection hits the reflector. 4. Hochgenaues Einachslängenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch4. High-precision single-axis length measuring device according to claim 1, characterized gekennzeichnet, daß das Gerätebett einen Ansatz hat i der von unten in den Meßschlitten hineinragt. An diesem Ansatz wirdcharacterized in that the device bed has a projection i which projects from below into the measuring carriage. At this projection der Laserkopf befestigt und wirkt mit dem Reflektor, der fest mit der schwimmenden Pinole verbunden ist, zusammen.the laser head is attached and interacts with the reflector, which is firmly connected to the floating quill.
DE8900799U 1989-01-25 1989-01-25 High-precision single-axis length measuring device with interferometer measuring system Expired - Lifetime DE8900799U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8900799U DE8900799U1 (en) 1989-01-25 1989-01-25 High-precision single-axis length measuring device with interferometer measuring system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8900799U DE8900799U1 (en) 1989-01-25 1989-01-25 High-precision single-axis length measuring device with interferometer measuring system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE8900799U1 true DE8900799U1 (en) 1990-05-31

Family

ID=6835373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8900799U Expired - Lifetime DE8900799U1 (en) 1989-01-25 1989-01-25 High-precision single-axis length measuring device with interferometer measuring system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE8900799U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0874215A2 (en) * 1997-04-24 1998-10-28 Technomess Qualitätssicherungs- Systeme Gesellschaft mbH Method and device for measuring lengths and distances
DE4100773C2 (en) * 1991-01-12 1999-09-30 Zeiss Carl Jena Gmbh Interferometric length measuring device
DE102016013550B3 (en) 2016-11-08 2018-04-19 Rolf Klöden Profile measuring system for roughness and contour measurement on a surface of a workpiece

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4100773C2 (en) * 1991-01-12 1999-09-30 Zeiss Carl Jena Gmbh Interferometric length measuring device
EP0874215A2 (en) * 1997-04-24 1998-10-28 Technomess Qualitätssicherungs- Systeme Gesellschaft mbH Method and device for measuring lengths and distances
EP0874215A3 (en) * 1997-04-24 2000-09-20 Technomess Qualitätssicherungs- Systeme Gesellschaft mbH Method and device for measuring lengths and distances
DE102016013550B3 (en) 2016-11-08 2018-04-19 Rolf Klöden Profile measuring system for roughness and contour measurement on a surface of a workpiece

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2829222C3 (en) Device for monitoring the position of a movable organ
DE102017100991B3 (en) Measuring device and method for detecting at least one length measured variable
DE102013009175A1 (en) Profile measuring instrument
EP0084144B1 (en) Threedimensional interferometric length-measuring device
DE8900799U1 (en) High-precision single-axis length measuring device with interferometer measuring system
DE102014209379A1 (en) Laser tracking interferometer
DE3401414A1 (en) PRECISION INTERFEROMETER FOR LINEAR MEASUREMENTS
DE10043635A1 (en) Device for position determination and calculation of alignment errors for use with machine tools or coordinate measurement devices has combined scanning unit for both position and alignment measurements
DE2650422B1 (en) DISTANCE MEASURING DEVICE
DE3636744C1 (en) Photoelectric length or angle measuring device
EP1016873B1 (en) Adjustment device for a distance measurement or lighting unit mounted on a vehicle
DE2250095A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE DISPLACEMENT OF A MEASURING POINT IN AT LEAST TWO COORDINATE DIRECTIONS
DE3503007C2 (en)
DE3503116A1 (en) MEASURING INSTRUMENT
EP0479759B1 (en) Procedure and device for length or angle measurement
DE4100773C2 (en) Interferometric length measuring device
DE2425066A1 (en) Optical measuring device - has a component connected to the tested object and moving along the test track
DE932037C (en) Device for setting and measuring large lengths
DE10005172A1 (en) Interferometric measurement system for aspheric lens, preselects non-isoplanatic property of beam path in optical device such that non-adjustment of tested aspheric lens can be compensated
SU98363A1 (en) Grandmas for long measuring machines
DE2219624C2 (en) Measuring arrangement
DE4113936A1 (en) Beam splitter for laser Doppler velocity measuring device - comprises optical cube displaced perpendicular to incident beam and rotated to determine partial beam intersection characteristics
DE19822129A1 (en) Precision alignment measuring device and method e.g. for detecting straightness deviation of machine bed
DE4105433A1 (en) Contour checking arrangement for processing or measurement machine - has sensing unit on spindle of processing machine which senses two=dimensional measurement scale on compound table as contour path is followed
DE9209777U1 (en) Photoelectric length or angle measuring device