EP2429759A1 - Einrichtung und verfahren zur positions- und lageermittlung - Google Patents

Einrichtung und verfahren zur positions- und lageermittlung

Info

Publication number
EP2429759A1
EP2429759A1 EP10722597A EP10722597A EP2429759A1 EP 2429759 A1 EP2429759 A1 EP 2429759A1 EP 10722597 A EP10722597 A EP 10722597A EP 10722597 A EP10722597 A EP 10722597A EP 2429759 A1 EP2429759 A1 EP 2429759A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reference axis
support means
determining
data
relative
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.)
Withdrawn
Application number
EP10722597A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Ihlenfeldt
Ulrich Priber
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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 Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2429759A1 publication Critical patent/EP2429759A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/16—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding peculiarly surfaces, e.g. bulged
    • B24B5/167—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding peculiarly surfaces, e.g. bulged for rolls with large curvature radius, e.g. mill rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/363—Single-purpose machines or devices for grinding surfaces of revolution in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/37—Single-purpose machines or devices for grinding rolls, e.g. barrel-shaped rolls
    • 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
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B21/24—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing alignment of axes

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for determining the position and position of a carrying means relative to a reference axis, in particular for the high-precision guidance of a machine tool arranged on the carrying means or another device, such as e.g. a measuring system.
  • a mobile device for grinding Yankee cylinders is known.
  • This device dispenses with a precisely manufactured guide bed and instead uses a parallel to the cylinder axis tensioned steel wire as a reference axis.
  • the mobile device of WO 01/49451 is provided with a measuring system with the aid of which the distance between the device and the steel wire is determined.
  • An inclination sensor may additionally determine the inclination of the device within a plane perpendicular to the cylinder axis.
  • a disadvantage of this device is that only radial deviation in the machine guide can be detected and compensated. Other deviations, in particular deviations due to a tilting of the device relative to the cylinder axis, are not recognized and lead to errors in the measurement and processing of the workpiece.
  • a measuring device for determining the position and position of a carrier with respect to a reference axis, in particular for a mobile machine tool.
  • the measuring device comprises a first 2D position sensor mounted on the support means for determining first position data, which is a position of the first 2D position sensor relative to a reference axis ⁇ in a first plane, which in the is substantially perpendicular to the reference axis, indicate a second 2D position sensor spaced apart in the direction of the reference axis from the first 2D position sensor on the support means for determining second position data representing a position of the second 20-position sensor in a second plane substantially perpendicular to the reference axis, and an inclination sensor for detecting inclination data indicating an inclination of the carrying means about an axis of rotation substantially parallel to the reference axis, the position of the incline Trageschs relative to the reference axis in two coordinate directions perpendicular to the reference axis and the orientation of the
  • the measuring device comprises a processing unit for determining the position of the carrier relative to the reference axis in two coordinate directions perpendicular to the reference axis and / or the orientation of the carrier relative to three orthogonal axes of rotation from the first position data, the second position data and the tilt data.
  • the position and orientation of the carrying means determined by the processing unit can thus be used directly for the control of a tool likewise mounted on the carrying means.
  • the measuring device further comprises means for representing the reference axis, preferably a tensioned wire or thread or a laser beam, wherein the first and / or the second 2D position sensor are adapted to determine a distance to the means representing the reference axis.
  • the reference axis of the measuring device can be aligned with the workpiece to be machined or measured.
  • the first and / or the second 2D position sensor comprises a laser scanner or a photodetector array, whereby a precise and non-contact measurement is made possible.
  • the measuring device further comprises an axial position sensor mounted on the support for determining third position data indicating a position or a positional change of the axial position sensor parallel to the reference axis, wherein the processing unit in addition to determining the position of the support means relative to a reference point in a Coordinate direction is set parallel to the reference axis from the third position data.
  • the processing unit in addition to determining the position of the support means relative to a reference point in a Coordinate direction is set parallel to the reference axis from the third position data.
  • the measuring device further comprises a storage unit for storing calibration data indicating the position of the reference axis representing means relative to the reference axis, the processing unit being adapted to the position and / or orientation of the carrying means taking into account the position indicated by the calibration data to investigate.
  • the accuracy of the position and position determination can be further increased.
  • the calibration data indicates the position of two points of the wire or thread representing the reference axis in space.
  • the local coordinate system of the carrier can be transferred into the global coordinate system.
  • the calibration data preferably also take into account, in particular, sagging of the wire or thread representing the reference axis.
  • the measuring device further comprises means for tensioning the wire or thread representing the reference axis with a predetermined constant force.
  • the measuring device can further a force sensor for detecting the voltage of the wire or thread representing the reference axis, wherein the processing unit is adapted to calculate the amount of sag on the basis of the detected voltage.
  • the measuring device further comprises a distance sensor mounted on the carrier means for measuring the surface of a workpiece.
  • the distance sensor can be used both for measuring the workpiece surface and for calibrating the measuring device.
  • a method for determining the position and location of a carrier relative to a reference axis comprises the steps of: determining first position data which is a position of a first 2D position sensor mounted on the carrier means relative to one Reference axis in a first plane, which is substantially perpendicular to the reference axis indicate; Determining second position data which is a position of a second 2D position sensor, which is mounted in the direction of the reference axis spaced from the first 2D position sensor on the support means, relative to the reference axis in a second plane, which is substantially perpendicular to the reference axis, specify; Determining pitch data indicating an inclination of the carrier about an axis of rotation substantially parallel to the reference axis; and determining the position of the carrier relative to the reference axis in two coordinate directions perpendicular to the reference axis and / or the orientation of the carrier relative to three orthogonal axes of rotation from the first position data, the
  • a method for measuring the surface of a workpiece by means of a distance sensor mounted on a carrier means comprises the steps of: (a) determining the position and position of the carrier relative to a reference axis; (b) determining the distance between the support means and a point of the workpiece surface by means of the distance sensor; and (c) determining the position of the point of the workpiece surface relative to the reference axis from the determined position and position of the support means and the determined distance between the support means and the point of the workpiece surface.
  • the method further comprises the steps of: (d) moving the support means parallel to the reference axis; and repeating steps (a) through (d).
  • steps (d) through (d) for example, a diameter variation of the workpiece along the reference axis can be determined.
  • a method of machining the surface of a workpiece by means of a machine tool mounted on a support means comprises the steps of: (a) determining the position and position of the carrier relative to a reference axis and (b) controlling the machine tool in dependence on the determined position and position of the carrier.
  • the method further comprises the steps of: (c) moving the support means parallel to the reference axis; and repeating steps (a) through (c).
  • steps (a) through (c) for example, a diameter variation of the workpiece along the reference axis can be corrected by appropriate machining, in particular grinding.
  • the invention will now be described with reference to the accompanying drawing, which shows a schematic representation of the measuring device according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the figure shows schematically the configuration of the measuring device according to the invention.
  • the global, space-stable coordinate system is referred to below as XYZ
  • the local coordinate system of the (mobile) measuring device is referred to as UVW.
  • position refers in the following to the translatory degrees of freedom, while “position” refers to the degree of freedom of rotation.
  • the position or the position of the carrying means is thus determined by the specification of three coordinates in the XYZ coordinate system or of three angles of rotation about the XYZ coordinate axes.
  • the basis for the position and orientation determination described below is a steel wire 150, which if possible is parallel to the reference axis 210 (here: roll axis or Z axis), whose slight deviation from the straightness is known or calculable.
  • the measuring device comprises a support means or a support 110, to which two 2D position sensors 120, 130 are fastened at a certain distance from each other.
  • the two position sensors are preferably arranged at opposite ends of the support, so that the distance between them in the direction of the reference axis is as large as possible.
  • the 2D position sensors measure the position of the support at the location of the respective sensor relative to the reference wire and provide first and second position data (ui, vi) and (u 2 , V2), respectively, the position of the reference wire in a plane parallel to the local Specify UV level, ie in a plane that is approximately perpendicular to the reference axis.
  • the two position sensors are aligned so that their measurement levels are substantially parallel to each other.
  • the measuring device further comprises an inclination sensor 140, which is also mounted on the support, and provides inclination data ⁇ , which indicate an inclination of the support about a local axis of rotation w, which is approximately parallel to the reference axis 210.
  • a machining tool (not shown), such as a grinder, may be mounted on the support 110.
  • the support itself can be displaceable on a guide 115, for example in the form of rails, in the axial direction, ie parallel to the reference axis.
  • the global X-Y coordinates of the support From the position data of the two position sensors and their known distance and the inclination data of the inclination sensor can be determined by a processing unit, the global X-Y coordinates of the support, so its position within a plane parallel to the XY plane.
  • the Z-coordinate of the support and thus its complete position description can be determined.
  • the measuring device may further comprise a distance sensor 170, with the aid of which the distance to the surface of the workpiece 200 can be determined.
  • a distance sensor 170 By moving the measuring device in the axial direction and rotating the workpiece about the reference axis, the surface of the workpiece can be measured by determining the distance to the surface and at the same time the position and position of the measuring device relative to the reference axis.
  • a position sensor preferably 2D laser scanners or two crossed 1 D laser scanners are used, but other suitable position sensors, such. Photodiode arrays o.a. be used.
  • a (nylon) thread or the like may be used as a reference instead of the tensioned steel wire.
  • Laser beam can be used as a reference axis.
  • optical detector arrays preferably CCDs or CMOS arrays in conjunction with semitransparent mirrors or prisms as a beam splitter for coupling the position signal from the reference beam in question.
  • tensioned wire or thread as a reference has the advantage, especially at longer distances, that its exact alignment on the workpiece can be easily adjusted by adjusting the two end points, whereas with a laser beam the beam direction at the location of the laser has to be adjusted very precisely.
  • the measuring device additionally has a force sensor which measures the tension of the wire or thread. From the determined voltage, the sag curve, i. the deviation from the reference axis can be determined as a function of the axial position (z-coordinate), for example by calculating or interpolating a calibration table.
  • the measuring device may also comprise means which ensure that the wire or thread is always tensioned with a constant, well-known force. In the simplest case, this may be a weight attached to the wire via a pulley.
  • the effects of mechanical vibrations in the tensioned wire or thread can also be eliminated by proper low-pass filtering (averaging) in position determination.
  • the (high-precision) position sensors naturally only have a limited measuring range (typically 13x13 mm), which must not be left when using the measuring device.
  • the exact position of the reference wire, filament, or laser beam in its permanently stable position must be known or determinable by calibration.
  • the distance sensor inter alia, laser triangulation, confocal displacement sensors, eddy current sensors (metallic surfaces), and other suitable sensors in question.
  • the data determined by the various sensors are fed to a processing unit.
  • the processing unit can be embodied, for example, as a microprocessor, microcontroller, programmable logic controller, or as a software component of a higher-level controller.
  • the distance sensor can be used to determine the distance to a known reference surface and the associated position data of the two position sensors and the inclination data of the inclination sensor at two points as far as possible in z-direction.
  • a reference surface for example, the workpiece surface comes into question if the diameter is known exactly at these locations. From the data obtained in this way, the wire position can be completely determined at two points.
  • the present invention has been particularly explained in connection with the measurement and processing of large cylindrical workpieces, but is generally applicable to any type of linear surveying and guiding tasks.
  • the present invention can be used particularly advantageously if highly accurate guidance over long distances of the order of magnitude of 10 m and longer is required, for example in the manufacture of aircraft wings, rotor blades of wind turbines and the like.
  • the measuring device for determining the position and position of a carrier with respect to a reference axis, in particular for high-precision guidance of a mobile machine tool or a special measuring system, thus comprises a first 2D position sensor mounted on a carrier for determining first position data, which is a position of the first 20 position sensor relative to a reference axis in a first plane perpendicular to the reference axis, a second 2D position sensor, which is mounted in the direction of the reference axis spaced from the first 2D position sensor on the support means for determining second position data, which is a position of the second Specify 2D position sensors relative to the reference axis in a second plane perpendicular to the reference axis, and an inclination sensor for detecting inclination data indicating inclination of the carrier about an axis of rotation parallel to the reference axis.
  • the reference axis may be represented by a laser beam or by a tensioned wire or thread.

Abstract

Eine Messeinrichtung zur Ermittlung von Position und Lage eines Tragemittels bezüglich einer Referenzachse, insbesondere zur hochgenauen Führung einer mobilen Werkzeugmaschine oder eines speziellen Messsystems, umfasst einen auf einem Tragemittel montierten ersten 2D-Positionssensor zur Ermittlung erster Lagedaten, die eine Lage des ersten 2D-Positionssensors relativ zu einer Bezugsachse in einer ersten Ebene senkrecht zur Bezugsachse angeben, einen zweiten 2D-Positionssensor, der in Richtung der Bezugsachse beabstandet zu dem ersten 2D-Positionssensor auf dem Tragemittel montiert ist, zur Ermittlung zweiter Lagedaten, die eine Lage des zweiten 2D-Positionssensors relativ zu der Bezugsachse in einer zweiten Ebene senkrecht zur Bezugsachse angeben, sowie einen Neigungssensor zur Ermittlung von Neigungsdaten, die eine Neigung des Tragemittels um eine Rotationsachse parallel zur Bezugsachse angeben. Aus diesen Daten ist die Position des Tragemittels relativ zur Bezugsachse in zwei Koordinatenrichtungen senkrecht zur Bezugsachse und die Orientierung des Tragemittels bezüglich dreier orthogonaler Rotationsachsen ermittelbar. Die Bezugsachse kann durch einen Laserstrahl oder durch einen gespannten Draht oder Faden repräsentiert werden.

Description

Einrichtung und Verfahren zur Positions- und
Lageermittlung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung von Position und Lage eines Tragemittels bezüglich einer Referenzachse, insbesondere zur hochgenauen Führung einer auf dem Tragemittel angeordneten Werkzeugmaschine oder einer anderen Einrichtung, wie z.B. einem Messsystem.
An die Oberflächen der in der Papierindustrie eingesetzten Trocken- und Presszylinder werden hohe Anforderungen gestellt, die nur durch regelmäßiges Nachschleifen eingehalten werden können. Aufgrund der Größe der Zylinder (Länge größer als 10m, Durchmesser bis 2m) wird das Nachschleifen zweckmäßigerweise di- rekt an Ort und Stelle durchgeführt, wobei eine entsprechende Schleifmaschine an dem stationären Zylinder entlang geführt wird. Zur exakten Führung eines Werkzeugs ist im allgemeinen ein schweres, präzise gefertigtes und vermessenes Maschinenbett erforderlich, das als (lineare) Referenz entlang des zu bearbeitenden Werkstücks dient.
Aus der WO 01/49451 ist eine mobile Vorrichtung zum Schleifen von Yankee-Zylindern bekannt. Diese Vorrichtung verzichtet auf ein präzise gefertigtes Führungsbett und verwendet stattdessen einen parallel zur Zylinderachse gespannten Stahldraht als Referenzachse. Die mobile Vorrichtung der WO 01/49451 ist mit einem Messsystem versehen, mit dessen Hilfe der Abstand der Vorrichtung zum Stahl- draht ermittelt wird. Ein Neigungssensor kann zusätzlich die Neigung der Vorrichtung innerhalb einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse bestimmen. Mittels eines auf der Vorrichtung angeordneten Distanzsensors und unter Berücksichtigung des ermittelten Abstands und der Neigung der Vorrichtung kann die Oberfläche des zu bearbeitenden Zylinders genau vermessen und der Schleifvorgang entsprechend gesteuert werden.
Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass lediglich radiale Abweichung in der Ma- schinenführung erkannt und kompensiert werden können. Andere Abweichungen, insbesondere Abweichungen aufgrund einer Verkippung der Vorrichtung gegenüber der Zyliπderachse, werden nicht erkannt und führen zu Fehlern in der Vermessung und Bearbeitung des Werkstücks.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Messeinrichtung und ein ent- sprechendes Verfahren anzugeben, mit denen Position und Lage eines Tragemittels bezüglich einer Referenzachse mit größerer Genauigkeit ermittelt werden kann.
Dies wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es ist der besondere Ansatz der vorliegenden Erfindung, zwei 2D-Positionssenso- ren, die die Position der Werkzeugmaschine relativ zur Bezugsachse an zwei in axialer Richtung beabstandeten Punkten vermessen, und einen Neigungssensor, der eine Neigung um die Bezugsachse erfasst, vorzusehen. Auf diese Weise kann zusätzlich zur Position innerhalb der Ebene senkrecht zur Bezugsachse auch die vollständige Lageinformation bzgl. Drehung um alle drei Achsen ermittelt werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Messeinrichtung zur Ermittlung von Position und Lage eines Tragemittels bezüglich einer Referenzachse, insbesondere für eine mobile Werkzeugmaschine, zur Verfügung gestellt. Die Messeinrichtung umfasst einen auf dem Tragemittel montierten ersten 2D-Positionssensor zur Ermittlung erster Lagedaten, die eine Lage des ersten 2D- Positionssensors relativ zu einer Bezugsachsβ in einer ersten Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Bezugsachse liegt, angeben, einen zweiten 2D-Posi- tionssensor, der in Richtung der Bezugsachse beabstandet zu dem ersten 2D-Posi- tionssensor auf <jem Tragemittel montiert ist, zur Ermittlung zweiter Lagedaten, die eine Lage des zweiten 20-Positionssensors relativ zu der Bezugsachse in einer zweiten Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Bezugsachse liegt, angeben, und einen Neigungssensor zur Ermittlung von Neigungsdaten, die eine Neigung des Tragemittels um eine Rotationsachse, die im wesentlichen parallel zur Bezugsachse liegt, angeben, wobei die Position des Tragemittels relativ zur Bezugsachse in zwei Koordinatenrichtungen senkrecht zur Bezugsachse und die Orientierung des Tragemittels bezüglich dreier orthogonaler Rotationsachsen aus den ersten Lagedaten, den zweiten Lagedaten und den Neigungsdaten ermittelbar ist.
Vorteilhafterweise umfasst die Messeinrichtung eine Verarbeitungseinheit zur Ermittlung der Position des Tragemittels relativ zur Bezugsachse in zwei Koordinaten- richtungen senkrecht zur Bezugsachse und/oder der Orientierung des Tragemittels bezüglich dreier orthogonaler Rotationsachsen aus den ersten Lagedaten, den zweiten Lagedaten und den Neigungsdaten. Die von der Verarbeitungseinheit ermittelte Position und Orientierung des Tragemittels kann so direkt für die Steuerung eines ebenfalls auf dem Tragemittel montierten Werkzeugs genutzt werden.
Vorteilhafterweise umfasst die Messeinrichtung desweiteren Mittel zur Repräsentation der Bezugsachse, vorzugsweise einen gespannten Draht oder Faden oder einen Laserstrahl, wobei der erste und/oder der zweite 2D-Positionssensor dazu eingerichtet sind, einen Abstand zu dem Mittel, das die Bezugsachse repräsentiert, zu ermitteln. Auf diese Weise kann die Bezugsachse der Messeinrichtung an dem zu bearbeitenden oder zu vermessenden Werkstück ausgerichtet werden. Vorzugsweise umfasst der erste und/oder der zweite 2D-Positionssensor einen Laserscanner oder ein Photodetektor-Array, wodurch eine präzise und berührungsfreie Vermessung ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise umfasst die Messeinrichtung desweiteren einen auf dem Trage- mittel montierten axialen Positionssensor zur Ermittlung von dritten Positionsdaten, die eine Lage oder eine Lageveränderung des axialen Positionssensors parallel zur Bezugsachse angeben, wobei die Verarbeitungseinheit zusätzlich zur Ermittlung der Position des Tragemittels relativ zu einem Bezugspunkt in einer Koordinatenrichtung parallel zur Bezugsachse aus den dritten Positionsdaten eingerichtet ist. Auf diese Weise kann die vollständige Positions- und Lageinformation für alle sechs Freiheitsgrade zur Verfügung gestellt werden.
Vorteilhafterweise umfasst die Messeinrichtung desweiteren eine Speichereinheit zur Speicherung von Kalibrierungsdaten, die die Position des die Bezugsachse repräsentierenden Mittels relativ zur Bezugsachse angeben, wobei die Verarbeitungs- einheit dazu eingerichtet ist, die Position und/oder Orientierung des Tragemittels unter Berücksichtigung der durch die Kalibrierungsdaten angegebenen Position zu ermitteln. Dadurch kann die Genauigkeit der Positions- und Lagenbestimmung weiter erhöht werden.
Vorzugsweise geben die Kalibrierungsdaten die Position von zwei Punkten des die Bezugsachse repräsentierenden Drahts oder Fadens im Raum an. Mit Hilfe dieser Daten kann das lokale Koordinatensystem des Tragemittels in das globale Koordinatensystem überführt werden.
Vorzugsweise berücksichtigen die Kalibrierungsdaten insbesondere auch ein Durchhängen des die Bezugsachse repräsentierenden Drahts oder Fadens. Vorzugsweise umfasst die Messeinrichtung desweiteren Mittel zum Spannen des die Bezugsachse repräsentierenden Drahts oder Fadens mit einer vorbestimmten konstanten Kraft. Alternativ oder zusätzlich kann die Messeinrichtung desweiteren einen Kraftsensor zur Ermittlung der Spannung des die Bezugsachse repräsentierenden Drahts oder Fadens umfassen, wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, die Stärke des Durchhängens auf Basis der ermittelten Spannung zu berechnen. Auf diese Weise können auch Änderungen in der Spannung und damit Änderungen im Durchhängen des Drahts oder Fadens, wie sie beispielsweise durch Temperaturschwankungen verursacht werden können, während der Bearbeitung oder Vermessung des Werkstücks berücksichtigt werden.
Vorteilhafterweise umfasst die Messeinrichtung desweitereπ einen auf dem Tragemittel montierten Distanzsensor zur Vermessung der Oberfläche eines Werkstücks. Der Distanzsensor kann sowohl zur Vermessung der Werkstückoberfläche als auch zur Kalibrierung der Messeinrichtung eingesetzt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Ermittlung von Position und Lage eines Tragemittels bezüglich einer Referenzachse zur Verfügung gestellt, Das Verfahren umfasst die Schritte: Ermittlung erster Lagedaten, die eine Lage eines ersten auf dem Tragemittel montierten 2D- Positionssensors relativ zu einer Bezugsachse in einer ersten Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Bezugsachse liegt, angeben; Ermittlung zweiter Lagedaten, die eine Lage eines zweiten 2D-Positionssensors, der in Richtung der Be- zugsachse beabstandet zu dem ersten 2D-Positionssensor auf dem Tragemittel montiert ist, relativ zu der Bezugsachse in einer zweiten Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Bezugsachse liegt, angeben; Ermittlung von Neigungsdaten, die eine Neigung des Tragemittels um eine Rotationsachse, die im wesentlichen parallel zur Bezugsachse liegt, angeben; und Ermittlung der Position des Tragemittels relativ zur Bezugsachse in zwei Koordinatenrichtungen senkrecht zur Be- zugsachse und/oder der Orientierung des Tragemittels bezüglich dreier orthogonaler Rotationsachsen aus den ersten Lagedaten, den zweiten Lagedaten und den Neigungsdaten. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Vermessung der Oberfläche eines Werkstücks mittels eines auf einem Tragemittel montierten Distanzsensor zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: (a) Ermittlung der Position und Lage des Tragemittels bezüglich einer Referenzachse; (b) Ermittlung des Abstands zwischen dem Tragemittel und einem Punkt der Werkstückoberfläche mittels des Distanzsensors; und (c) Ermittlung der Position des Punkts der Werkstückoberfläche relativ zur Referenzachse aus der ermittelten Position und Lage des Tragemittels und dem ermittelten Abstand zwischen dem Tragemittel und dem Punkt der Werkstückoberfläche.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren desweiteren die Schritte: (d) Verfahren des Tragemittels parallel zur Referenzachse; und Wiederholen der Schritte (a) bis (d). Auf diese Weise kann beispielsweise eine Durchmesservariation des Werkstücks entlang der Referenzachse ermittelt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks mittels einer auf einem Tragemittel montierten Werkzeugmaschine zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: (a) Ermittlung der Position und Lage des Tragemittels bezüglich einer Referenzachse und (b) Ansteuern der Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von der ermittelten Position und Lage des Tragemittels.
Vorteilhafterweisθ umfasst das Verfahren desweiteren umfassend die Schritte: (c) Verfahren des Tragemittels parallel zur Referenzachse; und Wiederholen der Schritte (a) bis (c). Auf diese Weise kann beispielsweise eine Durchmesservariation des Werkstücks entlang der Referenzachse durch entsprechende Bearbeitung, insbesondere Schleifen, korrigiert werden.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Abbildung beschrieben, die eine schematische Darstellung der Messeinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Abbildung zeigt schematisch die Konfiguration der erfindungsgemäßen Messeinrichtung. Das globale, raumfeste Koordinatensystem wird im folgenden mit XYZ bezeichnet, wohingegen das lokale Koordinatensystem der (mobilen) Messeinrichtung mit UVW bezeichnet wird. Mit „Position" wird im folgenden auf die translato- rischen Freiheitsgrade verwiesen, wohingegen mit „Lage" auf die Rotatioπsfreiheits- grade Bezug genommen wird. Die Position bzw. die Lage des Tragemittels wird also durch die Angabe von drei Koordinaten im XYZ-Koordinatensystem bzw. von drei Drehwinkeln um die XYZ-Koordinatenachsen festgelegt.
Grundlage der nachfolgend beschriebenen Positions- und Lagebestimmung ist ein nach Möglichkeit parallel zur Bezugsachse 210 (hier: Walzenachse bzw. Z-Achse) gespannter Stahldraht 150, dessen geringfügige Abweichung von der Geradlinigkeit bekannt oder berechenbar ist.
Die Messeinrichtung umfasst ein Tragemittel oder einen Support 110, an dem zwei 2D-Positionssensoren 120,130 in einem bestimmten Abstand zueinander befestigt sind. Die beiden Positionssensoren sind vorzugsweise an gegenüberliegenden Enden des Supports angeordnet, so dass der Abstand zwischen ihnen in Richtung der Bezugsachse möglichst groß ist. Die 2D-Positionssensoren vermessen die Lage des Supports am Ort des jeweiligen Sensors relativ zum Referenzdraht und liefern erste und zweite Positionsdaten (ui, vi) bzw. (u2, V2), die die Lage des Refe- renzdrahts in einer Ebene parallel zur lokalen UV-Ebene angeben, also in einer Ebene, die in etwa senkrecht zur Bezugsachse liegt. Die beiden Positionssensoren sind dabei so ausgerichtet, dass ihre Messebenen im wesentlichen parallel zueinander liegen.
Die Messeinrichtung umfasst weiterhin einen Neigungssensor 140, der ebenfalls auf dem Support befestigt ist, und Neigungsdaten α liefert, die eine Neigung des Supports um eine lokale Drehachse w angeben, die in etwa parallel zur Bezugsachse 210 liegt. Auf dem Support 110 kann zusätzlich ein Bearbeitungswerkzeug (nicht gezeigt), wie zum Beispiel eine Schleifmaschine montiert sein. Der Support selbst kann auf einer Führung 115, beispielsweise in Form von Schienen, in axialer Richtung, also parallel zur Bezugsachse, verlagerbar sein.
Aus den Positionsdaten der beiden Positionssensoren und ihrem bekannten Abstand sowie den Neigungsdaten des Neigungssensors können durch eine Verarbeitungseinheit die globalen X-Y Koordinaten des Supports, also dessen Position innerhalb einer Ebene parallel zur XY-Ebene, bestimmt werden. Durch einen zusätzlichen axialen Positionssensor (nicht gezeigt) kann außerdem die Z-Koordinate des Supports und somit seine komplette Positionsbeschreibung ermittelt werden.
Darüberhinaus ist aus den Positionsdaten der beiden Positionssensoren und ihrem bekannten Abstand sowie den Neigungsdaten des Neigungssensors die komplette Lagebeschreibung des Supports, also dessen Rotation um drei orthogonale Achsen, ermittelbar.
Die Messeinrichtung kann weiterhin einen Abstandssensor 170 umfassen, mit dessen Hilfe der Abstand zur Oberfläche des Werkstücks 200 ermittelbar ist. Durch Verfahren der Messeinrichtung in axialer Richtung und Rotation des Werkstücks um die Bezugsachse kann die Oberfläche des Werkstücks vermessen werden, indem der Abstand zur Oberfläche und gleichzeitig die Position und Lage der Mess- einrichtung relativ zur Bezugsachse ermittelt wird.
Als Positionssensor werden vorzugsweise 2D-Laserscanner oder jeweils zwei gekreuzte 1 D-Laserscanner verwendet, es können aber auch andere geeignete Positionssensoren, wie z.B. Photodiodenarrays o.a. verwendet werden.
Anstelle des gespannten Stahldrahts kann selbstverständlich auch ein (Nylon-) Faden oder dergleichen als Referenz verwendet werden. Alternativ kann auch ein
Laserstrahl als Referenzachse verwendet werden. Als Positionssensoren kommen in diesem Fall optische Detektorarrays, vorzugsweise CCDs oder CMOS-Arrays in Verbindung mit halbdurchlässigen Spiegeln oder Prismen als Strahlteiler zur Auskopplung des Positionssignals aus dem Referenzstrahl in Frage.
Die Verwendung eines gespannten Drahts oder Fadens als Referenz hat vor allem bei größeren Distanzen den Vorteil, dass dessen genaue Ausrichtung am Werkstück durch Justieren der beiden Endpunkte leicht einstellbar ist, wohingegen bei einem Laserstrahl die Strahlrichtung am Ort des Lasers sehr genau justiert sein muss.
Im Gegensatz zum Laserstrahl tritt bei einem gespannten Draht oder Faden eine Abweichung von der Geradlinigkeit aufgrund des Eigengewichts des Drahts oder Fadens auf. Diese Abweichung lässt sich aber durch entsprechende Kalibrierung gut beherrschen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Messeinrichtuπg zusätzlich einen Kraftsensor auf, der die Spannung des Drahts oder Fadens misst. Aus der ermittelten Spannung kann die Durchhängkurve, d.h. die Abweichung von der Referenzachse als Funktion der axialen Position (z-Koordinate) ermittelt werden, beispielsweise durch Berechnung oder Interpolation einer Kalibrierungstabelle.
Als Alternative oder zusätzlich zu dem Kraftsensor kann die Messeinrichtung auch Mittel umfassen, die dafür sorgen, dass der Draht oder Faden stets mit einer konstanten, wohlbekannten Kraft gespannt ist. Im einfachsten Fall kann dies ein über eine Umlenkrolle an dem Draht befestigtes Gewicht sein.
Die Auswirkungen mechanischer Schwingungen in dem gespannten Draht oder Faden können außerdem durch geeignete Tiefpassfilterung (Mittelwertbildung) bei der Positionsbestimmung eliminiert werden. Die (hochgenauen) Positionssensoren haben naturgemäß nur einen begrenzten Messbereich (typischerweise 13x13 mm), der beim Einsatz der Messeinrichtung nicht verlassen werden darf. Die genaue Position des Referenzdrahts, -fadens, oder -laserstrahls in seiner dauerhaft stabilen Lage muss bekannt sein oder durch eine Kalibrierung bestimmbar sein.
Für den Abstandssensor kommen unter anderem Lasertriangulation, konfokale Wegsensoren, Wirbelstromsensoren (bei metallischen Oberflächen), und andere geeignete Sensoren in Frage.
Die von den verschiedenen Sensoren ermittelten Daten werden einer Ver- arbeitungseinheit zugeführt. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise als Mikroprozessor, MikroController, Speicherprogrammierbare Steuerung, oder als Software-Komponente einer übergeordneten Steuerung ausgeführt sein.
Zur Kalibrierung kann beispielsweise der Abstandssensor verwendet werden, um an zwei möglichst weit in z-Richtung beabstandeten Punkten den Abstand zu einer bekannten Bezugsfläche und die zugehörigen Positionsdaten der beiden Positionssensoren und die Neigungsdaten des Neigungssensors zu ermitteln. Als Bezugsfläche kommt beispielsweise die Werkstückoberfläche in Frage, wenn deren Durchmesser an diesen Stellen exakt bekannt ist. Aus den so gewonnen Daten lässt sich die Drahtlage an zwei Punkten und somit vollständig bestimmen.
Die vorliegende Erfindung wurde insbesondere im Zusammenhang mit der Vermessung und Bearbeitung großer zylindrischer Werkstücke erläutert, ist aber allgemein für jede Art von linear orientierten Vermessungs- und Führungsaufgaben einsetzbar. Besonders vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung eingesetzt werden, wenn eine hochgenaue Führung über lange Strecken in der Größenord- nung von 10m und länger erforderlich ist, beispielsweise bei der Fertigung von Flugzeugtragflächen, Rotorblättern von Windkraftanlagen und dergleichen. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung zur Ermittlung von Position und Lage eines Tragemittels bezüglich einer Referenzachse, insbesondere zur hochgenauen Führung einer mobilen Werkzeugmaschine oder eines speziellen Messsystems, um- fasst also einen auf einem Tragemittel montierten ersten 2D-Positionssensor zur Ermittlung erster Lagedaten, die eine Lage des ersten 20-Positionssensors relativ zu einer Bezugsachse in einer ersten Ebene senkrecht zur Bezugsachse angeben, einen zweiten 2D-Positionssensor, der in Richtung der Bezugsachse beabstandet zu dem ersten 2D-Positionssensor auf dem Tragemittel montiert ist, zur Ermittlung zweiter Lagedaten, die eine Lage des zweiten 2D-Positionssensors relativ zu der Bezugsachse in einer zweiten Ebene senkrecht zur Bezugsachse angeben, sowie einen Neigungssensor zur Ermittlung von Neigungsdaten, die eine Neigung des Tragemittels um eine Rotationsachse parallel zur Bezugsachse angeben. Aus diesen Daten ist die Position des Tragemittels relativ zur Bezugsachse in zwei Koordinatenrichtungen senkrecht zur Bezugsachse und die Orientierung des Trage- mittels bezüglich dreier orthogonaler Rotationsachsen ermittelbar. Die Bezugsachse kann durch einen Laserstrahl oder durch einen gespannten Draht oder Faden repräsentiert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Messeinrichtung zur Ermittlung von Position und Lage eines Tragemittels (110) relativ zu einer Bezugsachse (210), insbesondere für eine mobile Werkzeugmaschine, mit
einem auf dem Tragemittel (110) montierten ersten 2D-Positionssensor (120) zur Ermittlung erster Lagedaten, die eine Lage des ersten 2D-Positionssen- sors (120) relativ zu der Bezugsachse (210) in einer ersten Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Bezugsachse (210) liegt, angeben,
einem zweiten 2D-Positionssensor (130), der in Richtung der Bezugsachse (210) beabstandet zu dem ersten 2D-Positionssensor (120) auf dem Trage- mittel (110) montiert ist, zur Ermittlung zweiter Lagedaten, die eine Lage des zweiten 2D-Positionssensors (130) relativ zu der Bezugsachse (210) in einer zweiten Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Bezugsachse (210) liegt, angeben, und
einem Neigungssensor (140) zur Ermittlung von Neigungsdaten, die eine Neigung des Tragemittels (110) um eine Rotationsachse, die im wesentlichen parallel zur Bezugsachse (210) liegt, angeben,
wobei die Position des Tragemittels (110) relativ zur Bezugsachse (210) in zwei Koordinatenrichtungen senkrecht zur Bezugsachse (210) und die
Orientierung des Tragemittels (110) bezüglich dreier orthogonaler Rotationsachsen aus den ersten Lagedaten, den zweiten Lagedaten und den Neigungsdaten ermittelbar ist.
2. Messeinrichtung nach Anspruch 1, desweiteren umfassend eine Verarbeitungseinheit zur Ermittlung der Position des Tragemittels (110) relativ zur Bezugsachse (210) in zwei Koordinatenrichtungen senkrecht zur Bezugsachse (210) und/oder der Orientierung des Tragemittels (110) bezüglich dreier orthogonaler Rotationsachsen aus den ersten Lagedaten, den zweiten
Lagedaten und den Neigungsdaten.
3. Messeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, desweiteren umfassend Mittel (150) zur Repräsentation der Bezugsachse (210), vorzugsweise einen gespannten Draht oder Faden oder einen Laserstrahl, wobei der erste und/oder der zweite 2D-Positionssensor dazu eingerichtet sind, einen Abstand zu dem Mittel
(150), das die Bezugsachse (210) repräsentiert, zu ermitteln.
4. Messeinrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste und/oder der zweite 2D- Positionssensor einen Laserscanner umfasst.
5. Messeinrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste und/oder der zweite 2D- Positionssensor ein Photodetektor-Array umfasst.
6. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, desweiteren umfassend einen auf dem Tragemittel (110) montierten axialen Positionssensor zur Ermittlung von dritten Positionsdaten, die eine Lage oder eine Lageveränderung des axialen Positionssensors parallel zur Bezugsachse (210) angeben,
wobei die Verarbeitungseinheit zusätzlich zur Ermittlung der Position des Tragemittels (110) relativ zu einem Bezugspunkt in einer Koordinatenrichtungen parallel zur Bezugsachse (210) aus den dritten Positionsdaten eingerichtet ist.
7. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, desweiteren umfassend
eine Speichereinheit zur Speicherung von Kalibrierungsdaten, die die Position des die Bezugsachse (210) repräsentierenden Mittels (150) relativ zur Be- zugsachse (210) angeben,
wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, die Position und/oder Orientierung des Tragemittels (110) unter Berücksichtigung der durch die Kalibrierungsdaten angegebenen Position des die Bezugsachse (210) re- präsentierenden Mittels (150) zu ermitteln.
8. Messeinrichtung nach Anspruch 7, wobei die Kalibrierungsdaten insbesondere die Position von zwei Punkten des die Bezugsachse (210) repräsentierenden Drahts oder Fadens (150) im Raum angeben.
9. Messeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Kalibrierungsdaten ins- besondere ein Durchhängen des die Bezugsachse (210) repräsentierenden
Drahts oder Fadens (150) berücksichtigen.
10. Messeinrichtuπg nach Anspruch 9, desweiteren umfassend einen Kraftsensor zur Ermittlung der Spannung des die Bezugsachse (210) repräsentierenden Drahts oder Fadens (150), wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, die Stärke des Durchhängens auf Basis der ermittelten Spannung zu berechnen.
11. Messeinrichtung nach Anspruch 9, desweiteren umfassend Mittel zum Spannen des die Bezugsachse (210) repräsentierenden Drahts oder Fadens (150) mit einer vorbestimmten kostanten Kraft.
12. Messeinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, desweiteren umfassend einen auf dem Tragemittel (110) montierten Distanzsensor (170) zur Vermessung der Oberfläche eines Werkstücks.
5 13. Verfahren zur Ermittlung von Position und Lage eines Tragemittels (110) relativ zu einer Bezugsachse (210), insbesondere für eine mobile Werkzeugmaschine, mit den Schritten:
Ermittlung erster Lagedaten, die eine Lage eines ersten auf dem Tragemittel io montierten 2O-Positionssensors (120) relativ zu der Bezugsachse (210) in einer ersten Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Bezugsachse (210) liegt, angeben,
Ermittlung zweiter Lagedaten, die eine Lage eines zweiten 2D-Positionssen- i5 sors (130), der in Richtung der Bezugsachse (210) beabstandet zu dem ersten 2D-Positionssensor (120) auf dem Tragemittel (110) montiert ist, relativ zu der Bezugsachse (210) in einer zweiten Ebene, die im wesentlichen senkrecht zur Bezugsachse (210) liegt, angeben, und 0 Ermittlung von Neigungsdaten, die eine Neigung des Tragemittels (110) um eine Rotationsachse, die im wesentlichen parallel zur Bezugsachse (210) liegt, angeben,
Ermittlung der Position des Tragemittels (110) relativ zur Bezugsachse (210)5 in zwei Koordinatenrichtungen senkrecht zur Bezugsachse (210) und/oder der
Orientierung des Tragemittels (110) bezüglich dreier orthogonaler Rotationsachsen aus den ersten Lagedaten, den zweiten Lagedaten und den Neigungsdaten.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Ermittlung der ersten und/oder zweiten Positionsdaten die Ermittlung eines Abstands zu einem Mittel (150) zur Repräsentation der Bezugsachse (210), vorzugsweise einem gespannten Draht oder Faden oder einem Laserstrahl, umfasst.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, desweiteren umfassend die Schritte:
Ermittlung von dritten Positionsdaten, die eine Lage oder eine Lageveränderung eines auf dem Tragemittel (110) montierten axialen Positionssensors parallel zur Bezugsachse (210) angeben,
Ermittlung der Position des Tragemittels (110) relativ zu einem Bezugspunkt in einer Koordinatenrichtung parallel zur Bezugsachse (210) aus den dritten Positionsdaten.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, desweiteren umfassend den Schritt:
Speichern von Kalibrierungsdaten, die die Position des die Bezugsachse (210) repräsentierenden Mittels (150) relativ zur Bezugsachse (210) angeben,
wobei die Position und/oder Orientierung des Tragemittels (110) unter Berücksichtigung der von den gespeicherten Kalibrierungsdaten angegebenen Position des die Bezugsachse (210) repräsentierenden Mittels (150) ermittelt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Kalibrierungsdaten insbesondere die Position von zwei Punkten des die Bezugsachse (210) repräsentierenden Drahts oder Fadens (150) im Raum angeben.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Kalibrierungsdaten insbesondere ein Durchhängen des die Bezugsachse (210) repräsentierenden Drahts oder Fadens (150) berücksichtigen.
19. Verfahren nach Anspruch 18, desweiteren umfassend die Schritte:
Ermittlung der Spannung des die Bezugsachse (210) repräsentierenden Drahts oder Fadens (150), und
Berechnen der Stärke des Durchhängens auf Basis der ermittelten Spannung. 0. Verfahren zur Vermessung der Oberfläche eines Werkstücks mittels eines auf einem Tragemittel (110) montierten Distänzsensor (170), umfassend die Schritte
(a) Ermittlung der Position und Lage des Tragemittels (110) bezüglich einer Referenzachse nach einem der Ansprüche 13 bis 19;
(b) Ermittlung des Abstands zwischen dem Tragemittel (110) und einem Punkt der Werkstückoberfläche mittels des Distanzsensors (170); und
(c) Ermittlung der Position des Punkts der Werkstückoberfläche relativ zur
Referenzachse aus der ermittelten Position und Lage des Tragemittels (110) und dem ermittelten Abstand zwischen dem Tragemittel (110) und dem Punkt der Werkstückoberfläche.
02902
18
21. Verfahren nach Anspruch 20, desweiteren umfassend die Schritte:
(d) Verfahren des Tragemittels (110) parallel zur Referenzachse; und
Wiederholen der Schritte (a) bis (d).
22. Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche eines Werkstücks mittels einer auf einem Tragemittel (110) montierten Werkzeugmaschine, umfassend die Schritte
(a) Ermittlung der Position und Lage des Tragemittels (110) bezüglich einer
Referenzachse nach einem der Ansprüche 13 bis 19; und
(b) Ansteuern der Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von der ermittelten Position und Lage des Tragemittels (110).
23. Verfahren nach Anspruch 22, desweiteren umfassend die Schritte:
(c) Verfahren des Tragemittels (110) parallel zur Referenzachse; und
Wiederholen der Schritte (a) bis (c).
EP10722597A 2009-05-15 2010-05-11 Einrichtung und verfahren zur positions- und lageermittlung Withdrawn EP2429759A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910021483 DE102009021483B3 (de) 2009-05-15 2009-05-15 Einrichtung und Verfahren zur Positions- und Lageermittlung
PCT/EP2010/002902 WO2010130420A1 (de) 2009-05-15 2010-05-11 Einrichtung und verfahren zur positions- und lageermittlung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2429759A1 true EP2429759A1 (de) 2012-03-21

Family

ID=42537513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10722597A Withdrawn EP2429759A1 (de) 2009-05-15 2010-05-11 Einrichtung und verfahren zur positions- und lageermittlung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2429759A1 (de)
DE (1) DE102009021483B3 (de)
WO (1) WO2010130420A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110986860A (zh) * 2019-10-22 2020-04-10 武汉大学 一种基于智能机器人的塔柱倾斜度判定方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011117984B4 (de) 2011-11-09 2013-06-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Positionierungsvorrichtung zur Positionierung eines Bauteils und Verfahren zur Positionierung eines Bauteils
CN103512539B (zh) * 2012-06-18 2017-08-25 上海宝钢工业技术服务有限公司 轴辊的垂直度测量方法
DE102014107855A1 (de) * 2014-06-04 2015-12-17 Airbus Operations Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten von Segmenten
DE102014221877A1 (de) 2014-10-28 2016-04-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System und Verfahren zum lagegenauen Platzieren eines zu bearbeitenden Objekts an einer Fertigungsvorrichtung
CN106595541B (zh) * 2015-10-16 2019-08-06 上海船舶工艺研究所 一种测量装置及其测量方法
CN108508842B (zh) * 2018-04-04 2021-01-05 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 数控机床直线导轨的直线度误差检测方法
CN109855590B (zh) * 2019-01-12 2021-03-23 吉林大学 一种圆柱类零件弯曲变形轴线杠杆式连续测量方法
CN113834432B (zh) * 2020-06-23 2022-07-19 宝山钢铁股份有限公司 基于激光测距传感器对细长冶金工具作标定的装置及方法
CN113601346B (zh) * 2021-09-06 2023-05-23 东莞兆泰机械设备有限公司 轧辊在线抛光设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE502857C2 (sv) * 1990-01-04 1996-01-29 Lundmark E Förfarande och anordning för bearbetning, särskilt slipning, av valsar och liknande arbetsstycken
KR100277320B1 (ko) * 1992-06-03 2001-01-15 가나이 쓰도무 온라인 롤 연삭 장치를 구비한 압연기와 압연 방법 및 회전 숫돌
US6169290B1 (en) * 1997-08-22 2001-01-02 Valmet-Karlstad Ab Method and measuring device for measuring at an envelope surface
GB9828473D0 (en) * 1998-12-24 1999-02-17 British Aerospace Non-contact positioning apparatus
BR9917565A (pt) * 1999-12-31 2002-11-26 Voith Paper Patent Gmbh Retìfica
DE102004033114A1 (de) * 2004-07-08 2006-01-26 Ibeo Automobile Sensor Gmbh Verfahren zur Kalibrierung eines Abstandsbildsensors
DE102005012107B4 (de) * 2005-03-09 2010-04-29 Angermeier Ingenieure Gmbh Meßsystem und Verfahren zur geodätischen Vermessung von Objekten

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010130420A1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110986860A (zh) * 2019-10-22 2020-04-10 武汉大学 一种基于智能机器人的塔柱倾斜度判定方法
CN110986860B (zh) * 2019-10-22 2021-01-01 武汉大学 一种基于智能机器人的塔柱倾斜度判定方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010130420A1 (de) 2010-11-18
DE102009021483B3 (de) 2011-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009021483B3 (de) Einrichtung und Verfahren zur Positions- und Lageermittlung
EP2834595B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum reduzieren von fehlern einer drehvorrichtung bei der bestimmung von koordinaten eines werkstücks oder bei der bearbeitung eines werkstücks
EP2984442B1 (de) Verfahren zum bestimmen einer formkontur an einem messobjekt
EP3049758B1 (de) Reduzierung von fehlern einer drehvorrichtung, die bei der bestimmung von koordinaten eines werkstücks oder bei der bearbeitung eines werkstücks verwendet wird
DE102013216093B4 (de) Reduzieren von Fehlern einer Drehvorrichtung, insbesondere für die Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks oder die Bearbeitung eines Werkstücks
EP2760633B1 (de) Werkzeugmaschine und verfahren zur vermessung eines werkstücks
EP2807447B1 (de) Verfahren zum ermitteln eines korrekturwerts für eine überwachung eines fluidlagers und maschine mit mindestens einem fluidlager
EP0252164B1 (de) Verfahren zum Ermitteln der radialen Lage eines durch Reprofilierung herzustellenden Neuprofils und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE4238504C2 (de) Verfahren zum Vermessen eines Werkzeuges
DE102017120788A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Wälzschälen
DE102010014386B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern durch Federwinden, sowie Federwindemaschine
DE102012110673A1 (de) Werkzeugmaschine und Verfahren zur Vermessung eines Werkstücks
WO2006128733A2 (de) Koordinatenmessgerät sowie verfahren zum messen eines objektes mit einem koordinatenmessgerät
EP3559594A1 (de) Vorrichtung zum einsatz in einer numerisch gesteuerten werkzeugmaschine zur verwendung in einem verfahren zum vermessen der numerisch gesteuerten werkzeugmaschine
EP3126073B1 (de) Verfahren und federwindemaschine zur herstellung von schraubenfedern durch federwinden
DE69912162T2 (de) Schleifmaschine
EP3146293A2 (de) Vorrichtung und verfahren zur geometrischen vermessung eines objekts
DE10030087B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen und Bearbeiten von Werkstücken
DE102004033119A1 (de) Regelungsverfahren für eine Werkzeugmaschine mit numerischer Steuerung, Werkzeugmaschine, sowie Bearbeitungskopf und Werkzeugaufnahme
DE60028511T2 (de) Kompensation des Tastersehnenlängefehler
EP0899058A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung eines Werkzeugs
EP4093571B1 (de) Verfahren zum bearbeiten eines werkstücks mit zwei verzahnungen, positioniervorrichtung zum ermitteln einer referenzdrehwinkellage des werkstücks und werkzeugmaschine mit einer derartigen positioniervorrichtung
DE102020208567B4 (de) Kalibrieren eines Referenzkörpers für die Führungsfehlerermittlung einer Maschinenachse
EP0603534A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum elektroerosiven Schneiden
DE112009001353T5 (de) Verfahren zum Kalibrieren der Position von Klingen eines Rollenschneiders in einer Faserbahnmaschine und das Verfahren anwendende Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20111213

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20160602

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20161013