ES2319808T3 - Procedimiento y dispositivo para medir piezas con un palpador de medicion en una maquina herramienta. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para medir piezas (1) con un palpador de medición (5) en una máquina herramienta, con ejes de movimiento lineales y al menos un eje giratorio, caracterizado porque la desviación de una posición realmente determinada de un cuerpo de calibración (2) en el caso de una posición de giro hacia una posición teórica, que sin un error de giro debería resultar de manera ideal para el cuerpo de calibración (2), se utiliza para calcular un valor de corrección con el que se corrige un valor de medición real para el cálculo de una coordenada de un punto de medición en un objeto de medición o una coordenada teórica de un punto de medición que se debe alcanzar en el objeto de medición, si en el objeto de medición se realiza una medición en una posición de giro correspondiente.
Description
Procedimiento y dispositivo para medir piezas
con un palpador de medición en una máquina herramienta.
La presente invención hace referencia a un
procedimiento y un dispositivo para medir piezas con un palpador de
medición en una máquina herramienta con ejes de movimiento y al
menos un eje giratorio. Cada vez más a menudo se utilizan máquinas
herramienta que además de tres ejes lineales poseen otros dos ejes
giratorios y que también son denominadas máquinas de cinco ejes.
Los ejes giratorios pueden hacer referencia a una posibilidad de
giro de la pieza y/o de la herramienta. Sin embargo, los ejes
giratorios presentan menor precisión en comparación con los ejes
lineales. Esto se puede ver, por ejemplo, porque después de girar el
correspondiente eje giratorio hacia adentro, la posición real de
una pieza, de una herramienta o de un palpador de medición no se
corresponde con la posición teórica calculada. Las causas de esto
son, por un lado, errores de ángulo de los ejes giratorios así como
imprecisiones en la posición del centro de los ejes giratorios.
Estas imprecisiones se incrementan cuando la máquina se encuentra
sometida a oscilaciones de temperatura más intensas.
De la WO 2005/028996 A1 se conoce un
procedimiento para la compensación de errores para medir
coordenadas. La WO 03/002938 A1 describe un procedimiento para el
funcionamiento de una máquina para medir coordenadas con una
articulación giratoria pivotante.
Es tarea de la invención lograr una mayor
precisión en la medición de piezas en máquinas herramientas con al
menos un eje giratorio.
La tarea es cumplida a través de las
características de la reivindicación 1, así como 5.
En las reivindicaciones dependientes se
describen perfeccionamientos ventajosos de la invención.
La presente invención parte en principio de un
procedimiento para medir piezas con un palpador de medición en una
máquina herramienta, que abarca ejes de movimiento lineales y al
menos un eje giratorio.
El punto central de la invención radica en que
la desviación de una posición realmente determinada de un cuerpo de
calibración, por ejemplo de una esfera de calibración en el caso de
una posición de giro de, por ejemplo, el cuerpo de medición y/o del
palpador de medición hacia una posición teórica, que sin un error de
giro debería resultar de manera ideal para el cuerpo de
calibración, se utiliza para calcular un valor de corrección con el
que se corrige un valor de medición real para el cálculo de una
coordenada de un punto de medición en un objeto de medición o una
coordenada teórica de un punto de medición que se debe alcanzar en
el objeto de medición, si en el objeto de medición se realiza una
medición en una posición de giro correspondiente.
De esta manera se puede corregir, básicamente,
el error de giro del objeto de medición, pero también un error de
giro del palpador de medición.
La base del esfuerzo de corrección es el
conocimiento de que al medir piezas en una máquina herramienta, por
ejemplo durante el movimiento de un detector de medición de una
posición de inicio predefinida hacia la dirección de una posición
final, la posición final realmente no se alcanza girando el palpador
de medición debido a un error de giro. Debido a la forma de
proceder conforme a la invención el error de giro es detectado y
luego es reducido, en el caso ideal es compensado.
En la variante más sencilla la desviación
determinada en el cuerpo de calibración es restada o sumada
inmediatamente a un valor de medición en el objeto de medición, por
ejemplo de una pieza, según el signo que presente la desviación. Si
se debe alcanzar un punto de medición en el objeto de medición la
coordenada teórica es corregida por un valor que equivale al de la
desviación determinada en el cuerpo de calibración.
En un diseño preferido de la invención la
posición de un cuerpo de calibración es determinada en una posición
de inicio no girada. Tomando como punto de partida esta posición se
determina la posición teórica del cuerpo de calibración, que esta
debería adoptar de manera ideal. Para ello es ventajoso si como
cuerpo de calibración se utiliza una esfera en la que la coordenada
de referencia es el centro de la esfera.
La precisión de medición se mejora aún más, si
se determina un valor de corrección y se realiza la medición
deseada recién después de una sujeción de los ejes giratorios. Con
ello se considera también el problema de que los movimientos
giratorios del, al menos un, eje giratorio no sólo son imprecisos
sino también irrepetibles.
En la práctica un modo de procedimiento de este
tipo se puede aplicar a diferentes casos:
- a)
- La pieza, por ejemplo, se puede girar en dos ejes, con lo que un registro del palpador de medición posee una posibilidad de desplazamiento X-Y-Z. Antes de realizar la medición los ejes giratorios se sujetan a la pieza. Luego tiene lugar la determinación de un valor de corrección en un cuerpo de calibración, que se ha desplazado junto con la pieza, según lo cual se realiza realmente la medición en la pieza.
- b)
- Los movimientos de giro sólo son realizados por el detector de medición. Antes de la medición se sujetan los ejes giratorios. El palpador de medición realiza las mediciones a lo largo de una posibilidad de desplazamiento X-Y-Z. Las mediciones son corregidas con un valor de corrección que es determinado después de la sujeción de los ejes giratorios en el cuerpo de calibración.
- c)
- En el caso de esta variante se puede girar tanto la pieza como también el palpador de medición alrededor de un eje giratorio. Antes de una edición se sujetan los ejes giratorios. Con el eje giratorio sujetado se determina un valor de corrección en un cuerpo de calibración, que es desplazado junto con la pieza.
Durante el proceso de medición se utiliza el
valor de corrección determinado en cada caso.
En el caso a) y c) el cuerpo de calibración debe
ser desplazado de igual manera que el objeto de medición para
obtener la reducción de error o la compensación deseada.
En el caso b), en el que la pieza sólo se
desplaza en dirección X, Y o Z el cuerpo de medición también puede
ser estacionario.
En un diseño especialmente preferido de la
invención el objeto de medición es desplazado de la misma manera
que el cuerpo de calibración, especialmente es girado. Para obtener
un valor de corrección se puede medir entonces, antes o después de
la medición real, en el punto de medición en el cuerpo de
calibración, con lo que el valor de corrección determinado de esta
forma se utiliza en la medición.
En el caso de una máquina herramienta con ejes
de movimiento lineales y al menos un eje giratorio para, por
ejemplo, herramienta y/o pieza con un dispositivo para medir piezas
con un palpador de medición el pensamiento central es que una
unidad de cálculo se encuentra diseñada para
- a)
- utilizar la desviación de una posición realmente determinada de un cuerpo de calibración en una posición de giro hacia una posición teórica, que sin un error de giro debería resultar de manera ideal para el cuerpo de calibración, para calcular un valor de corrección y
- b)
- con el valor de corrección corregir un valor de medición real
- b1)
- para el cálculo de una coordenada de un punto de medición en un objeto de medición
- b2)
- o de una coordenada teórica de un punto de medición, que debe ser alcanzada en el objeto de medición,
- si en el objeto de medición se realiza una medición en una posición de giro correspondiente, por ejemplo de la pieza o del palpador de medición.
Además se prefiere especialmente si la unidad de
cálculo utiliza la posición del cuerpo de calibración en una
posición inicial no girada como posición de referencia para referir
a ella todas las posiciones de giro.
En un diseño preferido de la invención el cuerpo
de calibración se encuentra unido de manera rígida con un objeto de
medición, por ejemplo una pieza, que se encuentra alojada de manera
giratoria alrededor de al menos un eje giratorio. De esta manera el
cuerpo de calibración realiza todos los movimientos que realiza la
pieza. Después de un proceso de giro, en el caso de que al menos un
eje giratorio se encuentre fijo, se puede determinar el error de
giro en la esfera de calibración, que también ha girado de forma
conjunta, para corregir un valor de medición real correspondiente
en la pieza. De esta manera se pueden considerar especialmente
imprecisiones en el movimiento de giro, que aparecen de maneras
diferentes al realizar siempre un mismo movimiento de giro para
alcanzar un punto predeterminado, es decir que por la captación
única de un error de giro al girar en la posición predeterminada
sólo son considerados de manera insuficiente. Así se pueden alcanzar
altas precisiones de repetición.
Un ejemplo de ejecución de la invención se
encuentra representado en la única figura que muestra, en una vista
altamente esquematizada, un dispositivo de medición para la medición
de una pieza.
En la figura se representan una pieza 1 y un
cuerpo de calibración 2, que se encuentran dispuestos en un
alojamiento 3, que se puede desplazar en dirección X, Y y Z y
también se puede girar alrededor de un eje (el eje de giro es
representado por la flecha 4).
Además se representa un palpador de medición 5
con esfera de medición 6. El palpador de medición 5 también se
puede desplazar en las direcciones de coordenadas X, Y y Z y girar
alrededor de un eje de giro, simbolizado por una flecha 7.
Una medición en la pieza 1 puede transcurrir de
la siguiente manera: para alcanzar una posición de medición deseada
8 en la pieza 1 se coloca, por ejemplo, el palpador de medición 5,
como también el alojamiento 3, en una posición de giro, de manera
que la esfera de medición 6 en el palpador de medición 5 puede
alcanzar la posición de medición 8. A continuación se sujetan todos
los ejes giratorios.
Con ayuda del cuerpo de calibración 2 se
determina ahora el error a través de los procesos de giro. Para ello
se compara la posición real de la esfera de calibración 2 con una
posición teórica, que la esfera de calibración debería adoptar sin
error de giro de los ejes giratorios.
En este procedimiento se consideran tanto el
error de giro del alojamiento 3 como también el error de giro del
palpador de medición 5.
Al medir en la posición de medición 8, si se
trata de alcanzar una posición de medición deseada 8 con el palpador
de medición 5, el error de giro común determinado es utilizado en
el valor de medición de una coordenada real, o una coordenada
teórica es corregida con el error de giro.
Con esta forma de procedimiento no sólo los
errores de giro se vuelven compensables o compensables en gran
medida, sino que también se pueden deducir precisiones de
repetición, ya que un error de giro recién se determina cuando los
ejes de giro 4 y 7 se encuentran sujetados.
Claims (7)
1. Procedimiento para medir piezas (1) con un
palpador de medición (5) en una máquina herramienta, con ejes de
movimiento lineales y al menos un eje giratorio,
caracterizado porque la desviación de una posición realmente
determinada de un cuerpo de calibración (2) en el caso de una
posición de giro hacia una posición teórica, que sin un error de
giro debería resultar de manera ideal para el cuerpo de calibración
(2), se utiliza para calcular un valor de corrección con el que se
corrige un valor de medición real para el cálculo de una coordenada
de un punto de medición en un objeto de medición o una coordenada
teórica de un punto de medición que se debe alcanzar en el objeto
de medición, si en el objeto de medición se realiza una medición en
una posición de giro correspondiente.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1,
caracterizado porque la posición del cuerpo de calibración
se determina en una posición inicial no girada y porque a partir de
esta se determina la posición teórica que el cuerpo de calibración
debería adoptar después de un movimiento de giro.
3. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque después de
una sujeción de los ejes de giro se determina el valor de
corrección y se realiza la medición.
4. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo
de calibración se desplaza de la misma manera que el objeto de
medición.
5. Máquina herramienta con ejes de movimiento
lineales y al menos un eje giratorio, con un dispositivo para medir
piezas (1) con un palpador de medición (5), caracterizado
porque una unidad de cálculo se encuentra diseñada para utilizar la
desviación de una posición realmente determinada de un cuerpo de
calibración en el caso de una posición de giro hacia una posición
teórica, que sin un error de giro debería resultar de manera ideal
para el cuerpo de calibración, para calcular un valor de corrección
y con el valor de corrección corregir un valor de medición real
para el cálculo de una coordenada de un punto de medición en un
objeto de medición o una coordenada teórica de un punto de medición
que se debe alcanzar en el objeto de medición, si en el objeto de
medición se realiza una medición en una posición de giro
correspondiente.
6. Dispositivo conforme a la reivindicación 5,
caracterizado porque la unidad de cálculo se encuentra
diseñada para determinar la posición del cuerpo de calibración en
una posición inicial no girada y a partir de esta determinar la
posición teórica que el cuerpo de calibración debería adoptar
después de un movimiento de giro.
7. Dispositivo conforme a la reivindicación 5 o
6, caracterizado porque el cuerpo de calibración se encuentra
unido de manera rígida con un objeto de medición.
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