JPH02134512A - 座標測定装置における被測定体の温度の検出法及び座標測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 座標測定技術において正確な長さ測定のだめに、座標測
定装置によシ測定されるべき工作物ないし被測定体の温
度を例えば約０．１にの大きさまで知ることが必要とさ
れる。公知の非接触式に動作する温度センサは従来は、
温度をこの精度で検出することはできない。そのため温
度検出のために従来は、座標測定装置の操作者により接
触温度計が被測定体へ当接される。この場合、座標測定
装置の評価回路に接続されている精密抵抗が問題となる
。その測定値は、座標測定装置の基準スケールに固定的
に設けられている別の接触式温度計の測定値と共に、例
えばドイツ連邦共和国特許第Ａ１−３６２０１１８号に
示されている方法を実施するために用いられる、即ち工
作物の長さ測定値を基準温度２００Ｃにおける寸法へ補
正する方法を実施するだめに用いられる。

このようにこの公知の温度検出法は、接触式温度計を工
作物へないし被測定体へ調整（セツティング）当接させ
る操作者を必要とする。座標測定装置は大量測定作業に
おいて次第に多く使用されるようになり、その目的は例
えば人のいない夜間作業時間に操作者による管理なしに
ＣＮＣ制御されて測定テーブル上にクランプされるまた
は連続的に加工処理装置へ案内される著しく多くの工作
物を測定することである。この場合、座標測定値の温度
補償は夜間作業時間中に連続的には行なうことができな
い、何故ならば温度は夜間作業時間の前に１回しか測定
されないからである。測定されるべき工作物の温度が夜
間勤務時間中に変化すると、誤測定を生ぜさせることが
回避できない。

前述の刊行物にさらに、融通性のある製造装置内で測定
される工作物の場合は温度検出を、工作物パレット上に
基準物体（端度器）を取り付けることにより自動化する
構成が示されている。この端度器は製造工程を工作物と
共に走行し、さらにこの場合に同じ温度を有するように
される。この場合この座標測定装置は測定されるべき工
作物の温度を、この基準物体における長さ測定を介して
求める。

この温度検出法は製造領域における工作物に対しては適
してはいるが、しかし大量測定作業においては欠点を有
する。何故ならば工作物そのものにおける温度が直接測
定されるのではないため、座標測定装置の測定室の中に
おけるないし工作物の内部における温度勾配にもとづく
誤差の影響を検出できないからである。

さらにドイツ連邦共和国特許筒０２−３０１３３７８号
に示されている方法においては、工作物が温度検出器金
有する測定装置へ自動的に導ひかれてその立体的寸法お
よびその温度に関して測定される。しかしこの公知の方
法は、異なる幾何学的寸法を有する工作物を自動的に測
定すべき時は適していない。何故ならばこの場合は温度
センサを工作物と当接させるために高価な手動操作装置
を必要とするからである。

発明の解決すべき問題点 本発明の課題は、操作者を必要とせずに自動的に作動す
る、できるだけわずかな費用で測定値の確実なかつ正確
な検出を可能にする、座標測定装置における被測定体の
温度を検出する方法および温度センサを提供することで
ある。

問題点を解決するだめの手段 この課題は請求項１の特徴部分に記載された構成により
解決されている。この目的に適した温度センサは請求項
Ｉの特徴部分に示されている。

本発明によれば、工作物の温度を検出するだめのセンナ
は操作者にもよらずまた高価な付加的な手動操作装置に
もよらずに、座標測定装置そのものの測定アームにより
工作物と接触される。このことは、座標測定のために通
常のようら用いられる走査ビンをまたは走査ヘッド全体
を温度センサと交換して装着することにより、行なわれ
る。そのためこの方法は、一方では検出器自動交換装置
を有する座標測定装置の使用を前提とし、他方では走査
器に代えて待機される温度センサに、交換される座標測
定走査器の有する支持体と形状に相応する支持体を設け
ることを必要とする。

走査器自動交換装置を有する座標測定装置はそれ自体は
公知であり、例えば本出願人による製品情報６０−２０
−０２７−　ｄ　”Ｔａｓｔｅｒｗｅｃｈｓｅ　１ｅｉ
ｎｒ　ｉｃｈｔｕｎｇｅｎＤｒｕｃｋｖｅｒｍｅｒｋ　
ＺＳ　Ｘ　／　８４、ヨーロッパ特許第Ａ１０１２８４
６４号ならびに同内容の米国特許第４６３７１１９号に
示されている。この種の交換装置は座標測定装置の測定
室中にマガジンを有し、このマガジンの中に種々の交換
可能な走査エレメントが待機されている。この種の装置
による自動温度測定のだめに必要とされる付加費用は次
のものだけである、即ち温度センサを相応の収容体と共
にこのマガジンの中に懸御プログラムの中へまとめるこ
とだけである。

温度センサと機械軸に対しても傾斜された工作物面とを
確実に接触できるようにするために好適に、センサはそ
の接触面が、センサを座標測定装置と結合する支持体に
弾性的に取り付けられている。

さらにセンサが有利に回転−ないし旋回可能に支持体に
取り付けられている。そのためセンサは工作物の接触さ
れるべき側面に関連づけて前もって方向調整される。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図に示されているマガジンはその構成が、米国特許
第４６５７１１９号公報に示されている走査器交換装置
に相応する。このマガジンはこの公報にその詳細が示さ
れている。この記載にもとづいて説明する。

ここに示されている２つのマガジン座の１つに即ちマガ
ジン座４７に、交換可能な走査ピン組み合わせ体２１が
懸架されている。この走査ピン組み合わせ体２１は回転
部１６の形式の支持体１６を有する。この回転部の中へ
６つのボール対１５＆により構成される６点軸受けがは
めこまれている。これらのｆ−ルにより走査ざン組み合
わせ体２１は、座標測定装置の走査へラドにおける相応
の対向軸受に調整当接される。

回転部１６の中へはめこまれたスチールプレート１８が
、走査ヘッドの中に設けられる電磁クランプ装置のため
の接極子として用いられる。

第２の、３７で示されているマガジン座の中に温度セン
サ１が懸架されている。この温度センサ１は走査ピン組
み合わせ体２１と同様の支持体６を有する。この場合は
軸受はボールは５ａでおよびスチールプレートは８で示
されている。

第２図の側面図に示されているように、温度センサの本
来の測定エレメント１０が接触プレート１５の中へ埋め
込まれている。

この接触プレートが、工作物からセンサそのものへの熱
伝導を保証する、そのため良好な熱伝導性とわずかな熱
容量とを有する。この目的のため例えば薄い銅デイスク
が用いられる。この銅デイスクは、周囲からの温度放射
を測定エレメントから遠ざけるために、外面が銀張りさ
れている。銅デイスクはさらに絶縁中間層を介して第１
支持プレート４に取付けられている。

本来の測定エレメント１０そのものは例えば、Ｆａ　Ｄ
ｅｇｕｓｓａ　、フランクフルト、からＧＲ２１０２の
記号で市販されている。温度検出器ｐＴ１００（プラチ
ナ抵抗）とすることができる。

第１の支持プレート４は４つのばね９ａ＋９ｂを用いて
第２の支持プレート３に結合されている。この弾性結合
が接触プレート１５を、測定されるべき工作物の必ずし
も正確には軸平行でない面に調整当接できることを、保
証する。

第２の支持プレート３は、ヒンジ２を介して軸１４を中
心に回転可能にかつ軸１３を中心に旋回可能に、支持体
６に取り付けられている。

そのため接触プレート１５は、測定されるべき工作物の
幾何学的形状に関連づけて粗に前もって方向調整するこ
とができる。

測定エレメント１０の接続ケーブル１２は、引っ張り力
を軽減するために、支持体６に取り付けられた線１１の
まわりに複数回巻き付けられており、さらにここに図示
されていない座標測定装置における温度測定用の相応の
電子装置に接続されている。

しかし測定エレメント１０の信号の転送のために、第３
ａ／３ｂ図に示された解決手段を用いることもできる： ここに示された実施例において、支持体１０６の交換面
側に複数個の接触ピンが取り付けられている。測定エレ
メント１１０の接続ケーブル１１２は例えば接触ピン１
１４と接続されている。接触ピンは測定信号を、座標測
定装置の測定アームにおける収容体の相応の対向接触部
へ転送する。ここに示された解決手段は例えば、座標測
定装置が走査ピン用の交換装置を備えているのではなく
、給電電圧、走査信号転送等のための端子を必要とする
一体的な走査ヘッド用の交換装置を備えている場合に適
する。

ここに示された、ケーブルを介しての温度センサの測定
信号の直接転送の構成のほかにさらに、測定エレメント
の信号を無線で座標測定装置へ転送することもできる。

この場合は温度センサは、固有の電圧供給源（バッテリ
）ならびに測定値伝送に適した送信器を含む。

この種の温度センサにより次に温度検出の過程を第４図
を用いて説明する： 第４図に示されている座標測定装置２００はその測定室
の内部にマガジン２０８を有する。

このマガジンの中に複数個の交換可能な走査ピンなラヒ
に温度センサ２０１が準備されている。

温度測定を、テーブル上にクランプされた４つの工作物
２０４，２０５，２０６または２０７の１つに対して実
施すべき時に、測定アーム２０９がマガジン２０８へ走
行して、ここで先行の座標測定プログラムに必要とされ
た走査ピンを、開かれているマガジン座の中に保管する
。

続いて温度センサ２０１が自動交換過程の経過において
マガジンから取り出されて、保管された走査ぎンに代え
て、測定アーム２０９の下端に取り付けられた走査ベツ
ド２１１の中に装着される。

次に測定アームは、プログラミングされた測定シーケン
スに応じて温度センサ２０１と共に、その温度の測定さ
れるべき工作物の方へ走行して、センサ２０１の下側に
設けられた、温度測定エレメントを有する平らな接触プ
レートを、工作物の平らな面の１つへ調整当接させる。

このことは第４図に示されている。

測定エレメントが工作物の温度を受は入れることができ
るように、測定エレメントと加工物との間の接触を長い
時間にわたり保つ必要がある。その持続時間は測定エレ
メントの応動速度に即ちセンサの下側における接触プレ
ートの熱容量に依存し、試行により前もって定めること
ができる。第２図に示されたセンサの構造により、接触
時間は６秒より小さくかつ測定精度は５／１００°Ｃの
温度に対して得られる。

次に温度測定値は温度センサ２０１における詳細に図示
されていない装置から無線で、座標測定装置の制御装置
と接続されている相応の受信装置へ伝送される。これに
関連して付言すべきことは、温度測定値は接触過程全体
の間中に検出されて記憶されることである。次に種々異
なる測定値がリーズナブルチエツクされ、このチエツク
はセンサが実際に工作物と接触しているか否かを示す。

このことは公知のように例えば次のように検出される、
即ち温度が、空気温度に相応するそれまでの一定値から
、接触中に工作物の別の温度値の方向へ変化したことに
より、検出される。

温度検出が終了すると測定アーム２０９が再びマガジン
２０８へ走行して、ここで温度センサ２０１を取り外し
て、次に本来の座標測定プログラムに必要どされる使用
中の走査ピンを装着する。

以後に走査ピンを用いて実施される、工作物２０４にお
ける全部の座標測定は、次に相応のコンピュータプログ
ラムにより、基準温度２００Ｃにおける工作物の寸法に
相応するように、補正される。

前述のように本発明によれば、温度測定値を、座標測定
走査器により求められた、被測定体の長さ測定値の自動
補正のために用いるようにしたのである。

さらにセンサの温度測定値を被測定体との接触接続の前
におよび接触接続中に検出するようにし、さらに長さ測
定値の補正の前に温度測定値をリーズナブルチエツクす
る。

さらに温度センサを１つまたは複数個の交換可能な座標
測定走査器と共に、座標測定装置の測定領域の周縁に構
成したマガジンの中に保管するようにしたのである。

さらにセンサを回転−ないし旋回可能に支持体に取り付
けたのである。

さらにセンサの接続ケーブルを支持体における接続体と
接続しだのである。

さらにセンサをフレキシブルなケーブルを介して直接に
、座標測定装置の評価電子装置と接続したのである。

さらにセンサの温度測定値を無線で座標測定装置へ伝送
する装置を設けたのである。

発明の効果 本発明により、操作者による手動での調整当接操作の必
要とされない、測定値の確実かつ正確な検出を可能とす
る、座標測定装置における被測定体の温度を検出する構
成が、わずかなコストで提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図はその中−に座標測定走査器と温度センサの待機
されているマガジンの一部の斜視図、第２図は第１図の
温度センサの側面図、第６ａ図は第２図の温度センサの
修正された実施例の側面図、第３ｂ図は第６ａ図の温度
センサの支持体の平面図、第４図は第６の実施例におい
て温度センサの装着された座標測定装置全体の斜視図を
示す。 １・・・温度センサ、３，４・・・支持プレート、５ａ
・・・軸受はボール、６・・・支持体、１０・・・測定
エレメント、１１・・・線、１２・・・接続ケーブル、
１３・・・軸、１４・・・軸、１５・・・接触プレート
、１５ａ・・・ポール対、１８・・スチールプレート、
２１・・・走査ピン組み合わせ体、１０６・・・支持体
、ト、１１２・・・接続ケープ ２００・・座標測定装置、 ２０３・・・受信装置、２０４ ０８・・・マガジン、２０９ ・・・走査ヘッド １１０・・・測定ニレメン ル、１１４・・・接触ピン、 ２０１・・・温度センサ、 〜２０７・・・工作物、２ ・測定アーム、２１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、座標測定装置における被測定体の温度の検出法にお
   いて、 −座標測定走査器（走査ピン２１）の取り付けられた、
   座標測定装置（２００）の測定アム（２０９）を測定領
   域の周縁に配設されたマガジン（２０８）へ走行させて
   、 座標測定走査器（２１）をマガジン（２０８）の中に取
   り外し保管してから温度センサ （２０１）と交換するようにし、 −座標測定走査器（２１）に代えて測定アーム（２０９
   ）に取り付けた温度センサ（２０１）を被測定体（２０
   ４−２０７）と接触接続させるようにし、かつこの接触
   接続を所定の時間間隔中は維持するようにし、 −温度センサ（２０１）により検出された温度測定値を
   座標測定装置のコンピユータへ伝送するようにし、 −続いて測定アーム（２０９）の温度センサ（２０１）
   を再びマガジン（２０８）へ走行させてここで座標測定
   走査器（２１）と交換するようにしたことを特徴とする
   座標測定装置における被測定体の温度の検出法。 ２、座標測定装置における被測定体の温度を検出する温
   度センサにおいて、温度センサ（１；１００）に支持体
   （６；１０６）を設け、該支持体の形状を、交換可能に
   座標測定装置に取り付けられる座標測定走査器（２１）
   を有する支持体（１６）の形状に相応させるようにし、
   さらにセンサ（１；１０１）の測定エレメント（１０；
   １１０）を弾性的に支持体（６；１０６）に取り付けた
   ことを特徴とする温度センサ。