JPH08105702A - 2つの回転軸を有する座標測定装置の校正方法 - Google Patents

2つの回転軸を有する座標測定装置の校正方法

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JPH08105702A
JPH08105702A JP7242097A JP24209795A JPH08105702A JP H08105702 A JPH08105702 A JP H08105702A JP 7242097 A JP7242097 A JP 7242097A JP 24209795 A JP24209795 A JP 24209795A JP H08105702 A JPH08105702 A JP H08105702A
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    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
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    • G01B21/042Calibration or calibration artifacts

Abstract

(57)【要約】 【課題】 2つの回転軸を有する座標測定装置の校正方
法を提供する。 【解決手段】 該方法は、スキャナ(10)がリンク方
式で2つの並列した平行な旋回軸(6,8)を介して面
(x,y)内を可動に案内された座標測定装置を校正す
るために役立つ。座標測定測定の主寸法(R1,R2,
φ0,ψ0,dT)を校正するために、スキャナに固定さ
れたプローブ球(12)の直径が幾何学的要素もしくは
その距離に関する測定結果にそれぞれ異なった重みづけ
又は符号で関与するように選択された校正体の輪郭もし
くは幾何学要素を走査する。引き続き、輪郭の走査の際
に得られた、面(x,y)内のスキャナ(10)の位置
に関する測定値から及び幾何学要素の既知の寸法(R
1,R2,φ0,ψ0,dT)を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2つの旋回軸を有
する座標測定装置の校正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】1つの面内又は空間内を可動のスキャナ
又は工具を有する、座標測定機、工作機械及び多数のそ
の他の加工機械の運動系は、高い精度要求と同時に一般
に2又は3つの互いに直角なかつ互いに組立られた直線
案内によって実現され、この場合直線案内に線形測定系
が配属されている。これらの公知の測定系は簡単な運動
機構の利点を有するが、しかし極めて費用のかかる構造
的手段及び高い製作費用でのみ実現され得るにすぎな
い。そのほかに、これらの系の可動機械的構成部材は比
較的大きな重量を有する。
【0003】構造的に極めて簡単には、2つの平行な旋
回リンクを有する平坦な運動系を構成することができ
る。この原理に基づき構成されており、従ってそのスキ
ャナが2つの並列した平行な旋回軸線を有するリンクク
アームで1つの面内を可動に構成された座標測定装置
は、例えば英国特許第1498009号明細書、米国特
許第4,891,889号明細書並びにドイツ国特許出
願公開第4238139号明細書に記載されている。ド
イツ国特許出願公開第4238139号明細書に記載さ
れた座標測定装置のリンクアームは、付加的に垂直のz
方向におけるリンクアームの運動を検出するために線形
測定系を有する垂直直線案内に配置されている。
【0004】このような2つの平行なリンク軸を有する
装置の利点は、デカルト案内を有する装置に比して例え
ばプロフィールの連続的走査のために簡単な操作を可能
にする軽重量のリンク部材の簡単な機械的構成にある。
【0005】しかしながら、前記の“リンクアーム装
置”で高精度の測定を可能にするには、装置の基礎幾何
学的因子、旋回軸線に配属された角度測定系の零位φ0
及びψ0並びに測定のために交換導入されるプローブ球
の直径dTを精確に知ることが必要である。この目的の
ために、該装置は、1回だけでなく、前記の主寸法が変
化する都度校正しなければならない。このような事態
は、例えば新たなスキャナを交換導入する際に常に生じ
る。この場合、一般にプローブ球の直径だけでなく、第
2のリンクアームの有効長さR2も変化する。
【0006】さらにまた、旋回軸の相互の、及びリンク
アームに配置された直線案内に対する非平行性、並びに
個々のリンク部材の自重及び作動もしくは測定力の作用
による弾性変形を校正の範囲内で検出することが望まし
い。それというのも、最後に挙げた作用も、リンク系を
介するその極めて複雑な方式でスキャナの立体的測定も
しくは位置誤差として影響する系統的誤差を惹起するこ
とがあるからである。
【0007】座標測定装置の校正のためには、従来は主
としてレーザ干渉計が使用され、該装置により座標測定
装置の測定範囲内をスキャナが運行する際のスキャナに
固定された反射プリズムの位置が座標測定装置の測定系
とは無関係に測定された。更にまたいわゆる球ロッド法
も適用され、この場合には、両側に玉継手を備えた既知
の長さのロッドを座標測定装置の測定台及び該測定装置
のスキャナに枢着しかつ測定範囲内を旋回させる。この
ようなレーザ干渉計及び球ロッドを用いた校正法は、例
えば欧州特許公開第0304460号明細書、欧州特許
公開第0275428号明細書、欧州特許公開第027
9926号明細書並びに欧州特許公開第0386115
号明細書に記載されている。この種の公知の校正法は、
比較的時間がかかりかつ多数の高価な校正工具を必要と
する。従って、これらの方法は、例えばスキャナ交換毎
の座標測定装置の定期的校正のためには不適当である。
さらに、干渉計はデカルト座標で測定する座標測定装置
の校正のために適するにすぎない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、スキ
ャナが2つの並列した平行な旋回軸を有するリンクアー
ムを介して1つの面内を可動に案内されている座標測定
装置のための、多大な費用を必要とせずに実施可能であ
る簡単な校正方法を提供することであった。該方法で
は、少なくとも比較的短い距離で可変の主寸法が迅速に
測定可能であるべきである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題は、座標測定装
置の主寸法(R1,R2,φ0,ψ0,dT)を校正する
ために、スキャナに固定されたプローブ球の直径(d
T)が幾何学的要素もしくはその距離に関する結果にそ
れぞれ異なった重みづけ又は符号で関与するように選択
された校正体の輪郭もしくは幾何学的要素を走査し、か
つ輪郭の走査の際に得られた、面(x,y)内のスキャ
ナの位置に関する測定値及び幾何学的要素の既知の寸法
から主寸法(R1,R2,φ0,dt)を決定すること
を特徴とする方法により解決される。
【0010】前記解決手段により、簡単に例えば2つの
適当に選択した幾何学的要素を走査することにより、5
つの主寸法、即ち両者のリンクの長さR1及びR2及び
角度測定系の零角φ0,ψ0並びにプローブ球の直径dt
を同時に極めて迅速に測定することができる。この際得
られた、幾何学的要素の既知の設定輪郭と同一視するこ
とができる多数の測定値から、次いで主寸法を明らかに
高い精度で確認することができる。
【0011】幾何学的要素は、それぞれ円形又は矩形の
校正体の内側輪郭及び円形又は矩形の外部輪郭であって
もよい。外部輪郭及び内部輪郭を測定する際には、プロ
ーブ球直径はそれぞれ異なった符号を取ることができ
る。しかしながら、互いに既知の固定距離で配置された
2つの内部孔からなる校正体を使用することもできる。
確かに、プローブ球直径は両者の内部輪郭を測定する際
には同じ符号で測定結果に関与するが、しかしながら、
両者の輪郭の距離はプローブ球直径には左右されない、
即ち距離にはプローブ球直径は重みづけ零で関与する。
【0012】更に、幾何学的要素は、異なった距離を有
する直線対、例えば明らかに異なった辺長を有する長方
形の対向した辺であってもよい。その際には、プローブ
球直径は、直線対の距離を測定する際にその他の主寸法
と比較してそれぞれ異なった重みづけで関与しかつ同様
に確認することができる。
【0013】特に有利には、記載の校正方法を、面
(x,y)内を旋回可能のプローブを有する場合のため
にも構成するのが有利である。この場合には、座標測定
装置が面(x,y)内で旋回可能なフィーラを有し、か
つ校正基準を数回量及び方向が異なったフィーラの旋回
で走査もしくは走行させかつ得られた面(x,y)内で
のスキャナに位置及び面(x,y)内でのフィーラの旋
回(u,v)に関する測定値(φ,ψ)からフィーラ変
位(u,v)の係数を、2つの並行に記録された測定値
の群を関連させることにより、決定するのが特に有利で
ある。
【0014】該校正方法のその他の構成及び付加的実施
態様、特にリンク軸の平行偏位、及び操作力及び自重に
基づき惹起されるリンクアーム変形を測定するための方
法は、他の請求項に記載されている。
【0015】
【実施例】次に図示の実施例につき本発明を詳細に説明
する。
【0016】図1に略示された座標測定装置は、垂直z
案内として構成された柱1を有し、該柱に支持体4が駆
動装置2により摺動可能に支持されている。垂直z位置
は、スケール3を介して光電式に読み取ることができ
る。
【0017】支持体4には、旋回軸6が固定され、該旋
回軸を中心に第1のリンクアーム5が面x,y内を旋回
することができる。軸6上の同様に光電式で読み取られ
る部分円φを示す。
【0018】第1のリンクアーム5には、垂直軸6に対
して平行な第2の軸8が固定されている。この軸8に第
2のヒンジアーム7が同様に旋回可能に支持されてい
る。この第2の旋回軸8の旋回運動を検出するために、
図示されていない光電的走査系と結合されたピッチ円1
8が役立つ。
【0019】第2のリンクアーム7は同時に、ばね平行
四辺形機構を介して両者のリンク脚部9a,9bと支持
体4に枢着されたスキャナ10のための支持体を形成す
る。ばね平行四辺形機構9a,9bを介して、スキャナ
10は垂直方向で可動である。ばね平行四辺形機構の変
位wは測定系23、例えば誘導測定系を介して検出され
かつ増幅器15を介してモータ2に報知され、該モータ
は平行四辺形の大きな変位を支持体4の追従により制御
する。
【0020】フィーラ11はスキャナ10で弾性カルダ
ン継手14を介して面x,y内で変位可能である。変位
の程度は、互いに垂直に配置された2つの測定系13
a,13bを介して検出可能である。従って、プローブ
球12の位置Pは、両者のリンクアーム5及び7の長さ
R1及びR2と結合した角度測定系16ないしは18の
測定値φ及びψから、図2の図面から容易に導き出すこ
とのできる以下の方程式に基づき求められる:
【0021】
【数1】
【0022】この場合、スキャナの変位u及びv並びに
場合により装置誤差例えば旋回軸6及び8と案内1との
非平行性は考慮されていない。
【0023】パラメータR1及びφ0は長時間帯に亙り
一定であると見なすことができるが、このことはパラメ
ータR2及びψ0並びにプローブ球の直径dTに関して
は当てはまらない。これらのパラメータは、スキャナの
交換に際に比較的大きな変動を受ける。
【0024】ところで今や、フィーラ11がスキャナに
不動に固定されかつ面x,y内で変位することができな
いと仮定すれば、その際には校正過程で、図5a−dに
示されておりかつ平面に投影すると簡単な幾何学的図形
を形成する校正基準の輪郭を走査することにより主寸法
R1,R2,φ0,ψ0,dTを測定することができる。
【0025】例えば、プローブ球12を連続してそれぞ
れ同じ旋回方向で、図5aに示された、その直径D1及
びD2が高い精度で知られたゲージリング31の内側輪
郭32及び外側輪郭33をに沿って案内する。この場
合、旋回角度φ及びψに関してそれぞれ例えば100〜
200の多数の測定値を得る。これらの値は、方程式
(1),(2)と関連して、以下の方程式:
【0026】
【数2】
【0027】を満足すべきである。上記方程式におい
て、明白なようにプローブ球直径dTは異なった符号で
記入されている。ここに、XM1及びYM1は円形の内
側輪郭の中心点座標、及びXM2及びYM2は外側輪郭
の中心点座標である。これらの方程式から、すべての5
つの主寸法を確実に求めることができる。
【0028】類似の方程式系は、校正体として図5bに
示された矩形であって、その辺長(S)が極めて精確に
知られ、かつ精確に知られた直径D3の中心孔を有する
ものを使用することにより設定することができる。この
場合も、矩形の孔の内部輪郭36及び外部輪郭35を走
査することにより、該測定値を校正体の寸法に関連させ
ることができる多数の測定値が得られる。この場合も、
プローブ球直径は矩形の外部輪郭35及び孔の内部輪郭
36を走査する際にそれぞれ異なった符号で測定結果に
関与する。
【0029】更に、図5cに示された校正体は同じ直径
の2つの孔38及び39を有する矩形37の形を有す
る。これらの孔を走査すると、プローブ球直径は同じ符
号で測定結果に関与する。もちろん、両者の孔38及び
39の相互の固定距離Aはプローブ球の直径に依存しな
いで測定可能である、即ちプローブ球直径はこの距離で
重みづけ零で関与する。
【0030】主寸法を校正するもう1つの手段は、図5
dに示された校正体が提供する。該校正体は矩形40の
形を有し、この場合両者の対向した辺41/42及び4
4/43は著しく異なった距離A1及びA2を有する。
校正過程で解放されるべき方程式系に関する式は、以下
のように示される:
【0031】
【数3】
【0032】ここに、NX1及びNY1は辺41/42
に対する法線の座標並びにNY1及びNY2は辺43/
44に対する法線の座標であり、この場合該法線は、交
点座標がXMもしくはYMで示された点で交差する。
【0033】この場合も、矩形の対向した辺41/42
及び43/44を走査することにより多数の測定値が得
られ、該測定値を介して主寸法を逆算することができ
る。自明なように、この場合には、その都度辺43/4
4の距離A2又は辺41及び42の距離A1を測定する
かどうかに基づき、プローブ球直径はその他の主寸法に
比較して著しく異なった重みづけで関与する。
【0034】図1に示されているように本装置に変位可
能なフィーラ11を有するスキャナが固定されている場
合には、もう1つの校正ステップで、リンクアームの立
体的変位をスキャナ変位u及びv自体を関係付けること
により、測定走査系の特性を決定すべきである。それと
いうのも、x−y面内の変位ベクトルはリンクアームの
実際の主寸法R2及びψ0を変化させるからである。こ
の事態は図4につき明らかにする。最も簡単な場合、即
ちスキャナ変位u及びvを測定する測定系がリンクアー
ム7に対して平行もしくは垂直に配向されている場合に
は、以下の方程式:
【0035】
【数4】
【0036】に基づき信号u及びvからR2及びψの変
化が得られる。この場合、a1及びa2は、フィーラ変
位の信号u及びvをフィーラ長さに相応して翻訳するス
キャナ係数である。
【0037】主寸法(R1,R2,φ0,ψ0,dT)の
冒頭に記載した測定を記載と同様に不動のスキャナでな
く、変位可能なフィーラを有するスキャナで実施する場
合には、方程式(1)及び(2)からのR2及びψをそ
れぞれR2′=R2+ΔR2及びψ′=ψ+Δψと置き
換えかつΔR2並びにΔψに関しては方程式(7)及び
(8)に示した表現を置き換ることより、方程式(1)
及び(2)を補正すべきである。それにより、
【0038】
【数5】
【0039】が得られる。
【0040】スキャナ変位と、リンクアームの立体的変
位との間の一定の関係を得るためには、規定の校正基準
を一定の位置で大きさ及び方向が変動するフィーラ11
の変位及び/又は変化する操作力で走査するか、又は1
つの測定面内で複数の位置で走査することにより測定す
るように実施することができる。例えば、校正基準は真
合せ成形体、例えば(図6における心合せ成形体51及
び52)、例えば立方体角、円錐心合せ孔又は3重球と
して構成されていてもよく、該心合せ成形体内にプルー
ブ球を固定し、引き続きリンクアームの位置を簡単に変
動する、それにより同時にスキャナ変位及びリンクアー
ム位置の変化が生じる。その際、測定値(φ,ψ,u及
びv)に関して、方程式(9)及び(10)から以下の
関係式が得られる:
【0041】
【数6】
【0042】これから、係数a1及びa2をガウスの回
帰計算により求めることができる。
【0043】主寸法の測定及びスキャナ変位の係数の決
定は、反復法に基づき行うのが有利である。その際に
は、図5a−dに基づく校正基準の1つで求めかつ記憶
した測定値及び例えば立方体角を可変変位で走査する際
に得られた測定値を数回連続して利用し、方程式例えば
(3)及び(4)を(9)及び(10)並びに(11)
及び(12)と組み合わせて解放することができる。こ
の場合、約4回の反復ステップでスキャナ係数(a1,
a2)及び主寸法(R1,R2,φ0,ψ0,dT)に関
する極めて精確な値が得られる。
【0044】スキャナ係数はある程度またリンクアーム
5及び7の角度位置、即ち角度に関係させることができ
るので、前記測定は、例えば図6に明示されているよう
に、リンクアームが一回折り畳まれかつ1回延ばされ
る、少なくとも2つの際立ったリンク位置で実施するの
が有利である。そこで、基板50には2つの三重球が、
それぞれ折り畳まれかつ延ばされたリンクアームで走査
することができる位置にマウントされている。
【0045】z方向でのスキャナ変位wの校正、即ち実
質的に図1における測定系23の直線性の測定は、モー
タ2をスキャナ11の固定保持して測定系23の許容測
定範囲内で作動させる、即ちスライダ4を校正運動させ
かつz測定系3の測定値を利用して、測定値放出器23
の信号を校正することにより、極めて簡単に実施するこ
とができる。
【0046】従来は、両者の軸6及び8が互いにかつz
案内に対して正確に平行であることから出発した。この
条件は、代替可能な構造及び製作技術的費用では常には
維持されない。
【0047】一般に、該装置は、図2に解体して示され
ているように、程度の差こそあれ変形されている。
【0048】両者の軸6及び8の非平行性を確認するた
めに、面又は直線を、例えば図6に基板50上に溝57
により具体化された直線を両者の破線で記入された枢着
位置で走査することができる。両者の枢着位置での測定
値の差異から、両者の軸6及び8相互の傾斜位置が確認
され、この場合この傾斜位置は軸のマウンティングによ
り、しかしまたリンクアーム5及び7の自重に基づく弾
性変形に起因することがある。
【0049】弾性変形を別に検出するために、規定の構
成基準、例えば図6に54で示された半径R並びに軸座
標Xm及びYmを有する円筒体の側面を屈曲したz軸
で、即ちモータ2をブロックして旋回する垂直変位及び
/又は操作力Fvで走査する。直立円筒体の代わりに、
もちろん垂直面を有する別の校正基準、例えば直方体又
はその他のプリズム状部材を使用することができる。そ
うして得られた測定値は、相互にかつ校正のその他の測
定値と関係付けられ、かつ変形のための補正パラメータ
(C1)及び(C2)を次いで以下の方程式から決定す
ることができる:
【0050】
【数7】
【0051】垂直z案内1に対する第1の回転軸6の傾
斜位置を決定するためには、軸位置を具体化する立体的
校正基準を走査することができる。このような立体基準
は、例えば基板50(図6)にマウントされた円筒体5
4に設けられた2つの環状溝55及び56により具体化
される。プローブ球12で溝55を走査することにより
測定値が得られ、該測定値は空間内で配向された軸KA
をそれにより定義された座標測定系x′,y′,z′で
規定する。引き続いて、中心点M2が高い精度で軸KA
上にある溝56を走査すると、リンク軸6が傾斜してい
る際には、中心点M2のずれが測定される。このずれの
座標ΔXM1及びΔXM2から以下の方程式に基づき、
第1のリンク軸6の傾斜位置(δx,y)が求められ
る:
【0052】
【数8】
【0053】この場合、z1は円筒体54に設けられた
2つの溝55と56の距離であり、しかもこの距離極め
て精確に知られている。
【0054】上記に詳細に述べたように主寸法(R1,
R2,φ0,ψ0,dT)並びにスキャナパラメータ(a
1)及び(a2)の校正は比較的しばしば、例えばスキ
ャナの交換の都度必要であるが、軸の曲がりパラメータ
及び傾斜位置は座標測定装置の製作後1回だけ確認する
必要があるにすぎない。それでもなお、図6に示されて
いるように、校正のために必要な校正基準を共通の基板
上にマウントするのが有利である。その際には、個々の
又は全ての校正ステップを基板50を座標測定装置の測
定台にセットした後実施することができる。この場合の
プロセスは以下の通りである。例えば座標測定装置に接
続された計算機で校正モードを呼出し、更に計算機にオ
ペレータが、基板をセットし、かつ該基板上に配置され
た校正体51,52を走査するかないしは輪郭53a,
53b,54,56を前記と同様に走査するように指令
する。次いで、測定値から計算機は校正データを計算
し、該校正データを未知の幾何学的偏位を有する測定す
べき工作物での本来の測定プロセスのために記憶させ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】2つの平行旋回軸を有する座標測定装置の運動
学的概略図である。
【図2】図1の基づく装置の運動を示す概略図である、
但しこの場合には旋回軸の非平行性及びリンクアームの
変形は誇張して示されている。
【図3】図1の基づく装置の運動を旋回軸に対して垂直
に配置した面に投影した原理図である。
【図4】図2に基づく図示に加えてスキャナ変位が考慮
されている簡単化した原理図である。
【図5】A〜Dは図1に基づく座標測定装置の主寸法を
測定するために使用可能な4つの校正体を示す図であ
る。
【図6】全ての寸法、傾斜位置、変形等の校正のために
必要な校正体がセットされた基板の斜視図である。
【符号の説明】
6,8 旋回軸、 10 スキャナ、 12 プローブ
球、 31;34;37;40 校正体、 32,3
3;53a,53b;35,36;38,39,40,
41 輪郭、 R1,R2,φ0,ψ0,dT 主寸法、
x,y 面、D1/D2;S/D3;D/A;A1/
A2 既知の寸法

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スキャナ(10)がリンク方式で2つの
    並列した平行な旋回軸(6,8)を介して1つの面
    (x,y)内を可動に案内されている、2つの旋回軸を
    有する座標測定装置の校正方法において、座標測定装置
    の主寸法(R1,R2,φ0,ψ0,dT)を校正するた
    めに、 スキャナ(10)に固定されたプローブ球(12)の直
    径(dT)が幾何学的要素もしくはその距離に関する結
    果にそれぞれ異なった重みづけ又は符号で関与するよう
    に選択された校正体(31;34;37;40)の輪郭
    (32,33;53a,53b;35,36;38,3
    9,40,41)もしくは幾何学的要素を走査し、 かつ輪郭の走査の際に得られた、面(x,y)内のスキ
    ャナ(10)の位置に関する測定値及び幾何学的要素の
    既知の寸法(D1/D2;S/D3;D/A;A1/A
    2)から主寸法(R1,R2,φ0,dt)を決定する
    ことを,特徴とする、2つの回転軸線を有する座標測定
    装置の校正方法。
  2. 【請求項2】 幾何学的要素がそれぞれ円形又は矩形の
    内側輪郭(32.36)及び円形又は矩形の外部輪郭
    (33,35)を有する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 両者の幾何学的要素がリング状校正体
    (31)の内径又は外形により形成されている、請求項
    2記載の方法。
  4. 【請求項4】 幾何学的要素がそれぞれ内側輪郭又は外
    側輪郭(38,39)を有し、該輪郭が互いに固定の、
    既知の対向した距離(A)で配置されている、請求項1
    記載の方法。
  5. 【請求項5】 幾何学的要素が固定の対向距離(A)の
    2つの孔(38,39)である、請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 幾何学的要素がそれぞれ異なった距離を
    有する直線対もしくは明らか異なった辺長(A1,A
    2)を有する長方形の対向した辺(41/42;43/
    44)である、請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 座標測定装置が面(x,y)内で変位可
    能なフィーラ(11)を有し、かつ校正基準(51,5
    2)を数回量及び方向が異なったフィーラ(11)の変
    位で走査もしくは走行させかつ得られた面(x,y)内
    でのスキャナ(10)の位置及び面(x,y)内でのフ
    ィーラ(11)の変位(u,v)に関する測定値(φ,
    ψ)からフィーラ変位(u,v)の係数(a1,a2)
    を決定することにより、フィーラ旋回を面(x,y)内
    のスキャナ(40)の運動と関連させる、請求項6記載
    の方法。
  8. 【請求項8】 校正基準を座標測定装置の測定範囲内の
    スキャナ(10)の少なくとも2つの際立った位置で走
    査もしくは走行させる、請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】 校正基準が、測定範囲内で、リンクアー
    ムの走査が異なった角度位置を取る位置に配置されてい
    る1つ以上の心合わせ体(51,52)から形成されて
    いる、請求項8記載の方法。
  10. 【請求項10】 主寸法(R1,R2,φ0,ψ0,d
    T)の測定及びフィーラ旋回の係数(a1,a2)の測
    定を幾何学的要素(32,33)及び構成基準(51,
    52)での測定点の記録後に繰り返し行う、請求項7か
    ら9までのいずれか1項記載の方法。
  11. 【請求項11】 両者の旋回軸(6,8)の平行偏位を
    確認するために、直線(57)又は平面をスキャナで2
    つの可能な異なる枢着位置(G1,G2)を走査し、か
    つ両者の枢着位置(G1,G2)で確認された枢着位置
    (G1,G2)の測定値の偏差から旋回軸(6,8)の
    平行偏位を測定する、請求項1から10までのいずれか
    1項記載の方法。
  12. 【請求項12】 スキャナ(10)の平行な旋回軸
    (6,8)の方向での変位(w)に基づき生じるリンク
    アームの弾性変形の校正のために、旋回軸(6,8)に
    対して平行な測定面(54)を大きさ及び方向が異なっ
    たスキャナ(10)の変位又は異なった作動力で走査
    し、かつ得られた測定値を相互に並びに主寸法(R1,
    R2,φ0,ψ0,dT)のための校正データと関連さ
    せ、かつそこからリンクアームの弾性変形のための補正
    パラメータ(C1,C2)を測定する、請求項1から1
    1までのいずれか1項記載の方法。
  13. 【請求項13】 測定面(54)が旋回軸(6,8)に
    対して平行な円筒体の側面又は旋回軸に対して平行な面
    を有するプリズム状部分である、請求項12記載の方
    法。
  14. 【請求項14】 リンクアーム(5/7)が旋回軸
    (6,8)に対して平行の直線案内(1)に固定されて
    おり、かつ平行偏位を測定するために案内(1)とそれ
    に引き続いた旋回軸(6)との間に該旋回軸に対して平
    行の面を案内方向(z)で距離を置いた位置(55,5
    6)で走査する、請求項1記載の方法。
  15. 【請求項15】 幾何学的要素(53a,53b)ない
    しは校正基準(51,52)及び測定面(54)又は測
    定線(57)が共通の基板上に配置されている請求項7
    から14までのいずれか1項記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007512512A (ja) * 2003-11-13 2007-05-17 レニショウ パブリック リミテッド カンパニー 関節プローブヘッドを持つ座標測定機の誤差補償方法
CN110709668A (zh) * 2017-04-13 2020-01-17 Sa08700334公司 超轻及超准确的便携式坐标测量机
CN112747702A (zh) * 2020-12-21 2021-05-04 杭州电子科技大学 多功能空间标准件及其对关节类坐标测量机的标定方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19738099A1 (de) 1997-09-01 1999-03-04 Zeiss Carl Fa Koordinatenmeßgerät oder Bearbeitungsmaschine
DE19809589B4 (de) * 1998-03-06 2009-04-02 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren zur Kalibrierung eines Tasters eines Koordinatenmeßgerätes
US5929584A (en) * 1998-04-27 1999-07-27 Pht, Inc. Tool center point calibration apparatus and method
US6112423A (en) * 1999-01-15 2000-09-05 Brown & Sharpe Manufacturing Co. Apparatus and method for calibrating a probe assembly of a measuring machine
DE10006753A1 (de) * 2000-02-15 2001-08-16 Zeiss Carl Dreh-Schwenkeinrichtung für den Tastkopf eines Koordinatenmeßgerätes
JP3827548B2 (ja) * 2001-10-04 2006-09-27 株式会社ミツトヨ 倣いプローブの校正方法および校正プログラム
JP3827549B2 (ja) * 2001-10-04 2006-09-27 株式会社ミツトヨ プローブの校正方法および校正プログラム
EP1588855B1 (de) * 2004-04-20 2007-05-30 GretagMacbeth AG Vorrichtung zur fotoelektrischen Ausmessung einer Messvorlage und Verfahren zum Ermitteln von Koordinatenwerten einer ausgewählten Position auf einer Messvorlage mit einer solchen Messvorrichtung
DE202005014635U1 (de) * 2005-09-15 2007-02-01 Jeromin, Johannes Kalibrierlehre zur Kalibrierung eines Messschiebers
SE531462C2 (sv) * 2005-11-17 2009-04-14 Hexagon Metrology Ab Inställningsanordning för ett mäthuvud
GB0608235D0 (en) * 2006-04-26 2006-06-07 Renishaw Plc Differential calibration
JP6108757B2 (ja) * 2012-10-19 2017-04-05 株式会社ミツトヨ 複円錐型スタイラスの校正方法
EP3531062A1 (en) * 2018-02-26 2019-08-28 Renishaw PLC Coordinate positioning machine
EP3620745B1 (en) * 2018-09-06 2021-06-02 TESA Sàrl Portable measuring device with autoconfiguration
DE102021000470A1 (de) 2021-01-27 2022-07-28 dim - Dienste industrielle Messtechnik GmbH Metrologische Vergleichsvorrichtung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1498009A (en) 1975-05-29 1978-01-18 Newall Eng Measuring device
JPS6242010A (ja) * 1985-08-19 1987-02-24 Mitsutoyo Mfg Corp 測定機の補正用基準器
DE3781674T2 (de) 1987-01-20 1993-04-15 Warner Swasey Co Positionsbestimmungsverfahren innerhalb des messraumes eines koordinatenmessgeraetes und dergleichen und system dafuer.
US4819195A (en) 1987-01-20 1989-04-04 The Warner & Swasey Company Method for calibrating a coordinate measuring machine and the like and system therefor
GB8705301D0 (en) 1987-03-06 1987-04-08 Renishaw Plc Calibration of machines
IT1214292B (it) 1987-05-05 1990-01-10 Garda Impianti Srl Apparecchiatura per la misura e/o il controllo della posizione edella orientazione di punti o zone caratteristiche di strutture, in particolare di scocche di autoveicoli.
DE3735075A1 (de) * 1987-10-16 1989-04-27 Zeiss Carl Fa Pruefeinrichtung und verfahren zur bestimmung der messunsicherheit von koordinatenmessgeraeten
US4884889A (en) 1987-11-19 1989-12-05 Brown & Sharpe Manufacturing Company Calibration system for coordinate measuring machine
GB8812579D0 (en) * 1988-05-27 1988-06-29 Renishaw Plc Test bar for position determination apparatus
DE58903515D1 (de) * 1988-10-03 1993-03-25 Zeiss Carl Fa Pruefkoerper fuer koordinatenmessgeraete.
US5313410A (en) * 1991-03-28 1994-05-17 Alpha Q, Inc. Artifact and method for verifying accuracy of a positioning apparatus
US5257460A (en) * 1991-06-18 1993-11-02 Renishaw Metrology Limited Machine tool measurement methods
DE4238139C2 (de) 1992-11-12 2002-10-24 Zeiss Carl Koordinatenmeßgerät

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007512512A (ja) * 2003-11-13 2007-05-17 レニショウ パブリック リミテッド カンパニー 関節プローブヘッドを持つ座標測定機の誤差補償方法
CN110709668A (zh) * 2017-04-13 2020-01-17 Sa08700334公司 超轻及超准确的便携式坐标测量机
CN110709668B (zh) * 2017-04-13 2021-08-03 Sa08700334公司 超轻及超准确的便携式坐标测量机
CN112747702A (zh) * 2020-12-21 2021-05-04 杭州电子科技大学 多功能空间标准件及其对关节类坐标测量机的标定方法
CN112747702B (zh) * 2020-12-21 2022-05-03 杭州电子科技大学 多功能空间标准件及其对关节类坐标测量机的标定方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE59509442D1 (de) 2001-08-30
DE4434014A1 (de) 1996-03-28
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EP0703430B1 (de) 2001-07-25
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EP0703430A3 (de) 1997-05-28
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