KR102239657B1 - Method, system, and a computer program stored on a medium for gaugeless measurement of a thread - Google Patents

Method, system, and a computer program stored on a medium for gaugeless measurement of a thread Download PDF

Info

Publication number
KR102239657B1
KR102239657B1 KR1020180136448A KR20180136448A KR102239657B1 KR 102239657 B1 KR102239657 B1 KR 102239657B1 KR 1020180136448 A KR1020180136448 A KR 1020180136448A KR 20180136448 A KR20180136448 A KR 20180136448A KR 102239657 B1 KR102239657 B1 KR 102239657B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thread
measurement
measuring
measurement object
deviation
Prior art date
Application number
KR1020180136448A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190053115A (en
Inventor
토마스 그림
클라우스-디터 헤르만-케슬러
Original Assignee
칼 짜이스 인두스트리엘레 메스테크니크 게엠베하
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 칼 짜이스 인두스트리엘레 메스테크니크 게엠베하 filed Critical 칼 짜이스 인두스트리엘레 메스테크니크 게엠베하
Publication of KR20190053115A publication Critical patent/KR20190053115A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102239657B1 publication Critical patent/KR102239657B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B5/204Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures of screw-threads
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0002Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/14Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G01B5/16Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures between a succession of regularly spaced objects or regularly spaced apertures
    • G01B5/163Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures between a succession of regularly spaced objects or regularly spaced apertures of screw-threads
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/02Digital computers in general; Data processing equipment in general manually operated with input through keyboard and computation using a built-in program, e.g. pocket calculators
    • G06F15/025Digital computers in general; Data processing equipment in general manually operated with input through keyboard and computation using a built-in program, e.g. pocket calculators adapted to a specific application
    • G06F15/0275Digital computers in general; Data processing equipment in general manually operated with input through keyboard and computation using a built-in program, e.g. pocket calculators adapted to a specific application for measuring

Abstract

본 개시내용은 측정 대상물(52, 100), 특히 볼 스크류 스핀들 상의 나사산(102)의 게이지리스 측정을 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 나사산 홈(106)의 반복적인 또는 연속적인 프로빙을 포함하는 제1 나사산 부분(110)에서 부분적인 이동 편차를 검출하는 단계, 상기 나사산 홈(106)의 반복적인 또는 연속적인 프로빙을 포함하는 적어도 하나의 제2 나사산 부분(112, 114)에서의 부분적인 이동 편차를 검출하는 단계, 및 상기 검출된 부분적인 이동 편차에 기초하여 총 이동 편차를 결정하는 단계를 가지며, 상기 나사산 부분(110, 112, 114)에서의 부분적인 이동 편차는 로컬 좌표 기준(120, 122, 124)에 대해 각각 검출되고, 상기 좌표 기준(120, 122, 124)은 상기 나사산 부분들(110, 112, 114) 사이에서 시프트된다. 본 개시내용은 또한 대응하는 측정 시스템, 그리고 이러한 종류의 측정 시스템 및 대응하는 컴퓨터 프로그램의 사용에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method for gaugeless measurement of a measurement object 52, 100, in particular a thread 102 on a ball screw spindle, the method comprising repetitive or continuous probing of the threaded groove 106 Detecting a partial movement deviation in the first threaded portion (110), and partially in at least one second threaded portion (112, 114) comprising repetitive or continuous probing of the threaded groove (106). Detecting a movement deviation, and determining a total movement deviation based on the detected partial movement deviation, wherein the partial movement deviation in the threaded portions 110, 112, 114 is determined by a local coordinate reference 120 , 122, 124, respectively, and the coordinate reference 120, 122, 124 is shifted between the threaded portions 110, 112, 114. The present disclosure also relates to a corresponding measurement system, and to the use of this kind of measurement system and a corresponding computer program.

Description

나사산의 게이지리스 측정 방법, 시스템 및 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램{METHOD, SYSTEM, AND A COMPUTER PROGRAM STORED ON A MEDIUM FOR GAUGELESS MEASUREMENT OF A THREAD}Gageless measurement method of thread, computer program stored in system and media {METHOD, SYSTEM, AND A COMPUTER PROGRAM STORED ON A MEDIUM FOR GAUGELESS MEASUREMENT OF A THREAD}

본 발명은 측정 대상 상의 나사산의 무게이지 측정을 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 볼 나사 스핀들 또는 보다 일반적으로, 상응하는 나사산이 구비되는 볼 나사 스핀들의 구성 요소의 무게이지 측정을 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명이 롤러 나사, 및 롤러 나사와 함께 제공되는 스핀들 또는 드라이브에 적용될 수도 있다는 것은 자명하다.The present invention relates to a method for measuring the weight of a thread on a measurement object. In particular, the invention relates to a method for measuring the weight of a ball screw spindle or, more generally, a component of a ball screw spindle provided with a corresponding thread. It is apparent that the present invention may also be applied to a roller screw, and to a spindle or drive provided with the roller screw.

본 발명의 필연적 양태 및 실시예를 볼 나사 스핀들을 참조하여 설명한다. 그러나, 이는 제한적인 것으로 이해되지 않아야 한다. 볼 나사 너트와의 사용을 예를 들어, 또한 생각할 수 있다. 더욱이, 이동/공급의 높은 정밀성 및 특히, 높은 정확성, 또는 선회 및 선회와 연관된 이동 거리 사이의 가능한 한 일정한 비율이 중요한 임의의 나사산이 있는 구성 요소와의 사용을 생각할 수 있다.Inevitable aspects and embodiments of the present invention will be described with reference to a ball screw spindle. However, this should not be understood as limiting. For example, use with a ball screw nut is also conceivable. Moreover, it is conceivable to use with any threaded component where high precision of movement/feeding and, in particular, high accuracy, or as constant as possible a ratio between the swivel and the travel associated with the swivel, is important.

DE 199 20 169 A1은 예를 들어, 재순환 볼 스핀들의 형태의 나사 스핀들이 사용되는 인쇄기 상의 선형성 측정을 위한 방법을 개시한다. EP 0 333 928 A2는 로봇의 경우의 위치 결정을 위한 나사 스핀들의 사용을 나타낸다.DE 199 20 169 A1 discloses a method for measuring the linearity on a printing press in which a screw spindle is used, for example in the form of a recirculating ball spindle. EP 0 333 928 A2 describes the use of screw spindles for positioning in the case of robots.

차량에 대한 조향 시스템에서의 상응하는 나사산이 있는 너트와의 재순환 볼 스핀들의 사용을 예를 들어, DE 102 34 596 B3에 설명한다.The use of a recirculating ball spindle with a corresponding threaded nut in a steering system for a vehicle is described, for example, in DE 102 34 596 B3.

측정 기술은 연구 및 개발에서뿐만 아니라, 특히 품질 보증의 측면 하에서 제품의 개별 제조 또는 일련 제조에서 매우 중요하다. 따라서, 제품 개발의 초기 단계에서도, 예를 들어, 기능적 치수 등이 설계의 맥락에서 결정되는 허용 오차 범위 내에 있다는 것을 보장하도록 샘플 부분의 구성을 결정하는 것이 필요할 수 있다. 그러한 치수를 결정하거나 검출하는 것 또는 적용 가능한 경우, 그러한 치수를 제어하는 것은 제품 개발 과정과의 피드백을 가능하게 한다. 따라서, 제품의 준비성의 정도를 개선하는데 필요할 수 있는 변경 또는 개조는 샘플 부분의 특성 또는 작용에 의해 인도될 수 있다.Measurement technology is of great importance not only in research and development, but also in individual or serial manufacturing of products, especially in terms of quality assurance. Thus, even in the early stages of product development, it may be necessary to determine the configuration of the sample part to ensure that, for example, functional dimensions and the like are within tolerances determined in the context of the design. Determining or detecting such dimensions or, where applicable, controlling such dimensions enables feedback with the product development process. Thus, changes or modifications that may be necessary to improve the degree of readiness of the product can be guided by the properties or behavior of the sample part.

개발 과정을 수반하는 측정 작업에 더하여, 측정 기술은 또한 일련 제조를 계획하고, 설정하고, 구현하는데의 흔히 필수적인 도움 및 품질 제어 요소이다.In addition to the measurement tasks that entail the development process, measurement technology is also a frequently essential aid and quality control element in planning, setting up, and implementing serial manufacturing.

측정 대상의 기하학적 구조를 측정하기 위해 뿐만 아니라 표면 특성, 위치 허용 오차, 형상 허용 오차 등과 같은 다른 특징을 검출하기 위해, 좌표 측정 기술이 특히 적절하다. 이러한 경우에, 측정 대상은 좌표계로 탐색되며, 좌표계는 사용되는 측정 디바이스의 구성에 의해 미리 결정될 수 있다. 여기서, 공간적 지점, 공간적 곡선 또는 공간적 경로, 및 표면 요소가 검출되는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 검출되는 값은 좌표 공간에서의 측정 대상의 실제 이미지로서 이해될 수 있다.In order to measure the geometry of the object to be measured, as well as to detect other features such as surface properties, position tolerances, shape tolerances, and the like, the coordinate measurement technique is particularly suitable. In this case, the object to be measured is searched with a coordinate system, and the coordinate system can be determined in advance by the configuration of the measuring device to be used. Here, it is possible for spatial points, spatial curves or spatial paths, and surface elements to be detected. In this case, the detected value can be understood as an actual image of the measurement object in the coordinate space.

좌표 측정 기계는 일반적으로 측정 헤드가 일정 좌표 공간 내에서 다수의 공간축을 따라 움직여지는 것 그리고 적절하면, 또한 적어도 하나의 공간축을 중심으로 축회전되는 것을 가능하게 하는 구조를 갖는다. 이러한 목적으로 필요한 드라이브는 원칙적으로 수작업으로 또는 대안적으로, 모터에 의해 달성될 수 있다. 다수의 좌표 측정 기계는 예를 들어, 다수의 좌표 측정 기계의 기본 구성에서 CNC 다축 밀링 머신과 유사하다.Coordinate measuring machines generally have a structure that allows the measuring head to be moved along a number of spatial axes within a certain coordinate space and, if appropriate, also to be axially rotated about at least one spatial axis. The drive required for this purpose can in principle be achieved manually or alternatively by means of a motor. A number of coordinate measuring machines are similar to CNC multi-axis milling machines, for example in the basic configuration of a number of coordinate measuring machines.

나사 드라이브, 특히 볼 나사가 다양한 응용에 사용된다. 이는 한편으로는, 기계 공구, 측정 기계 및 유사한 장비의 드라이브 요소, 특히 선회 드라이브에 관련될 수 있다. 더욱이, 이러한 유형의 나사 드라이브는 피치와 선회와 연관된 공급 사이의 관계가 알려지면 측정 작업에 대한 표준으로서 사용될 수도 있다.Screw drives, especially ball screws, are used in a variety of applications. This can, on the one hand, relate to drive elements of machine tools, measuring machines and similar equipment, in particular to slewing drives. Moreover, this type of screw drive can also be used as a standard for measuring tasks if the relationship between pitch and turn and associated feed is known.

더욱이, 나사산이 구비되는 스핀들은 또한 차량 공학 기술, 특히 “재순환 볼 조향 시스템” 또는 나사 스핀들 조향 시스템에 사용된다.Moreover, threaded spindles are also used in vehicle engineering technology, in particular in "recirculating ball steering systems" or screw spindle steering systems.

볼 나사 드라이브는 확연한 움직임의 용이함의 이점을 갖는다. 사용되는 롤링 요소(볼)의 덕분으로, 스핀들과 스핀들 상에 배열되는 너트 사이의 마찰 손실이 상당히 감소될 수 있다.The ball screw drive has the advantage of obvious ease of movement. Thanks to the rolling elements (balls) used, friction losses between the spindle and the nuts arranged on the spindle can be significantly reduced.

그러나, 볼 나사 스핀들이 구비되는 볼 나사 드라이브의 사용은 움직임, 즉 회전 운동과 스핀들 및 너트의 축 상대 운동 사이의 전환 비율, 그리고 이러한 과정 동안 일어나는 임의의 이동 편차의 정확성에 있으며 그 범주에 포함된다.However, the use of a ball screw drive equipped with a ball screw spindle lies in and falls within the scope of the accuracy of the movement, i.e. the ratio of conversion between the rotational motion and the axial relative motion of the spindle and nut, and any deviations of movement that occur during this process .

볼 나사 드라이브의 통상적 구성은 원하는 정확성 및 기능적 신뢰성이 보장되는 것을 가능하게 하도록 표준화된다. 볼 나사 드라이브의 기본적 구성에 대하여, 예로서, 국제 표준 ISO 3408-1; 2006 - Ballscrews: Vocabulary and Designation에 주목한다. 이는 또한 원하는 품질을 보장하도록 그러한 구성 요소의 체킹과 관련하는 상응하는 사양을 정기적으로 부과한다. 추가 정보로서, 이러한 맥락으로 특정 부류의 볼 나사 어셈블리에 대한 필요 조건 및 테스트 조건을 정의하는 국제 표준 ISO 3408-3:2006 - Ballscrews: Acceptance Conditions and Acceptance Tests에 주목한다.Typical configurations of ball screw drives are standardized to enable the desired accuracy and functional reliability to be guaranteed. For the basic configuration of a ball screw drive, as an example, the international standard ISO 3408-1; 2006-Pay attention to Ballscrews: Vocabulary and Designation. It also regularly imposes corresponding specifications relating to the checking of such components to ensure the desired quality. As further information, note the international standard ISO 3408-3:2006-Ballscrews: Acceptance Conditions and Acceptance Tests, which defines the requirements and test conditions for specific classes of ball screw assemblies in this context.

일어나는 이동 편차의 결정은 특히, 상당한 경비와 연관된다. 볼 나사 스핀들 상에 장착되는 게이지 너트의 형태의 게이지가 이러한 목적으로 통상적으로 사용된다. 게이지 너트와 스핀들 사이의 상대 회전이 그 다음 생성되고, 유발되는 이동 거리가 그 다음 결정된다.Determination of the movement deviation that occurs is, in particular, associated with significant expense. A gauge in the form of a gauge nut mounted on a ball screw spindle is commonly used for this purpose. Relative rotation between the gauge nut and the spindle is then created, and the resulting travel distance is then determined.

이러한 유형의 측정 작동을 자동화하거나 적어도 부분적으로 자동화하는 것은 만일 가능하다 하더라도, 큰 비용이 소요되어야 한다. 그러한 측정은 제조 동안 개발 또는 품질 보증의 맥락에서 기껏해야 무작위 체크에 적절하다.Automating or at least partially automating this type of measurement operation, if possible, should be costly. Such measurements are, at best, suitable for random checks in the context of development or quality assurance during manufacturing.

게이지에 기반한 측정에 내재하는 다른 단점은 스핀들의 변형, 특히 새깅이 측정 결과, 즉 이동 거리 또는 이동 편차에 입력된다는 사실로 인한다. 이는 수반되는 원리로 인한 것이고 사용되는 너트가 스핀들 상에서 가급적 간극 없이 또는 거의 간극을 갖지 않고 착석되고, 어느 정도까지, (스핀들의 종 방향으로) 스핀들에 의해 인도된다는 바로 이 사실로부터 피할 수 없다.Another disadvantage inherent in gauge-based measurements is the fact that the deformation of the spindle, in particular the sagging, is input into the measurement result, ie the travel distance or travel deviation. This is due to the accompanying principle and is inevitable from the very fact that the nut used is seated on the spindle as little or no gap as possible and, to some extent, is guided by the spindle (in the longitudinal direction of the spindles).

더욱이, 게이지 너트도 흔히 구성에서의 편차 및 다른 결함을 나타내고, 이는 결국 측정 결과 및 결정되는 이동 편차에 반영된다.Moreover, gauge nuts also often exhibit deviations and other defects in construction, which in turn are reflected in the measurement results and the determined displacement deviation.

다른 난제는 ISO 3408-3:2006이 예를 들어, 스핀들의 종축에 평행하거나 스핀들을 따른 이동 거리에 평행한 종 방향으로의 이동 편차가 결정되어야 한다고 규정한다는 것이다. 그러나, 스핀들이 예를 들어, 새깅 때문에 곡률을 가지므로, 이러한 조건은 실제로 더 이상 충족될 수 없다.Another challenge is that ISO 3408-3:2006 stipulates that the deviation of movement in the longitudinal direction, for example parallel to the longitudinal axis of the spindle or parallel to the travel distance along the spindle, must be determined. However, since the spindle has a curvature due to, for example, sagging, this condition can actually no longer be satisfied.

더욱이, 이동 편차(종 방향으로의 오류)를 결정하기 위해 게이지 너트를 사용할 때, 다른 측정 작업은 상이한 측정 수단, 예를 들어 직경, 나사산 형상, 그리고 나사산의 위치 및 형상 허용 오차의 결정과 관련하는 측정 수단으로 수행되어야 한다.Moreover, when using a gauge nut to determine the deviation of movement (error in the longitudinal direction), different measurement operations are involved in the determination of different measuring means, e.g. diameter, thread shape, and position and shape tolerance of the thread. It should be done by means of measurement.

이는 이러한 유형의 스핀들 및 너트의 경우에 측정 및 품질 보증을 전반적으로 시간 소모적이고 고가이게 한다.This makes the measurement and quality assurance overall time consuming and expensive in the case of spindles and nuts of this type.

이러한 배후 사정 상황을 고려해 볼 때, 본 발명의 근원적인 목적은 무게이지 방식으로, 즉 게이지를 사용하지 않고 수행될 수 있는 측정 대상 상의 나사산의 측정을 위한 방법을 구체화하는 것이다. 방법은 바람직하게는 좌표 기반 측정을 위한 측정 시스템, 특히 좌표 측정 기계를 사용하여 수행될 수 있다.In view of this background situation, the fundamental object of the present invention is to specify a method for measuring a thread on a measurement object that can be performed in a weightless manner, that is, without the use of a gauge. The method can preferably be carried out using a measuring system for coordinate-based measurements, in particular a coordinate measuring machine.

특히, 의도는 부가 설정 작동 등에 대한 필요 없이 단일 클램핑(장착) 설정으로 측정 대상의 가능한 한 완전한 측정 및 체킹을 가능하게 하는 것이다. 방법은 바람직하게는 자동화되거나 적어도 부분적으로 자동화된 구현에 적절하다.In particular, the intent is to enable as complete measurement and check of the measurement object as possible with a single clamping (mounting) setting without the need for additional setting operations or the like. The method is preferably suitable for an automated or at least partially automated implementation.

더욱이, 방법은 게이지 너트의 사용으로 인한 임의의 오류를 최소화하거나 가급적 피하도록 의도된다. 더욱이, 방법은 가급적 측정 대상의 임의의 변형/새깅과 관계 없이 측정 대상의 나사산에 의해 이동 편차가 결정되는 것을 가능하게 하도록 의도된다. 게다가, 방법은 가급적 측정 대상의 (전체적) 종 범위에 평행하게 이동 편차가 결정되는 것을 가능하게 하도록 의도된다.Moreover, the method is intended to minimize or possibly avoid any errors due to the use of the gauge nut. Moreover, the method is intended to enable the displacement deviation to be determined by the thread of the measurement object, preferably irrespective of any deformation/sagging of the measurement object. In addition, the method is intended to make it possible to determine the displacement deviation as parallel to the (overall) longitudinal range of the object to be measured.

마지막으로, 의도는 측정 시스템, 특히 방법을 수행하는데 적절한 좌표 측정 기계를 구체화하는 것이다. 게다가, 의도는 측정 시스템, 특히 좌표 측정 기계의 유리한 사용을 구체화하는 것이다. 마지막으로, 의도는 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 구체화하는 것이다.Finally, the intent is to specify a measuring system, in particular a coordinate measuring machine suitable for carrying out the method. Moreover, the intent is to embody the advantageous use of measuring systems, in particular coordinate measuring machines. Finally, the intent is to embody the computer program that performs the method.

이러한 본 발명의 목적은 측정 대상, 특히 볼 나사 스핀들 상의 나사산의 무게이지 측정을 위한 방법에 의해 달성되며, 방법은 이하의 단계들:This object of the present invention is achieved by a method for measuring the weight of a measuring object, in particular a thread on a ball screw spindle, the method comprising the following steps:

- 나사산 그루브의 반복되거나 연속적인 탐색을 포함하는 제1 나사산 구획에서의 부분적 이동 편차를 검출하는 단계,-Detecting a partial displacement deviation in the first thread section comprising repeated or continuous search of the thread groove,

- 나사산 그루브의 반복되거나 연속적인 탐색을 포함하는 적어도 하나의 제2 나사산 구획에서의 부분적 이동 편차를 검출하는 단계, 및-Detecting a partial displacement deviation in at least one second thread segment comprising repeated or continuous search of the thread groove, and

- 검출된 부분적 이동 편차들에 기반하여 총이동 편차를 결정하는 단계를 가지며,-Determining the total movement deviation based on the detected partial movement deviations,

나사산 구획들에서의 부분적 이동 편차는 측정 대상에서의 국부 좌표 기준에 관하여 각각의 경우에 검출되고,The partial movement deviation in the threaded sections is detected in each case with respect to the local coordinate reference in the measurement object,

좌표 기준은 측정 대상에서 나사산 구획들 사이에서 이동된다.The coordinate reference is moved between the thread sections in the measurement object.

이러한 방식으로, 본 발명의 목적은 완전히 달성된다.In this way, the object of the invention is fully achieved.

본 발명에 따르면, 측정 대상 상의 나사산은, 즉 수개의 구획 또는 구분으로 분할되며, 구획들은 그 다음 구획 관련 기반 상에서 부분적 이동 편차들을 결정하기 위해 별도로 측정된다. 마지막으로, 부분적 이동 편차들은 나사산에 대한 총이동 편차를 결정하기 위해 결합될 수 있다. 이는 예를 들어, 나사산의 작동 이동과 관련된다.According to the invention, the thread on the object to be measured is divided, i.e. into several divisions or divisions, and the divisions are then measured separately to determine partial movement deviations on a division-related basis. Finally, the partial travel deviations can be combined to determine the total travel deviation for the thread. This relates, for example, to the actuating movement of the thread.

이러한 구성의 하나의 이점은 나사산이 말하자면 “슬라이스로” 측정되므로, 측정 대상의 새깅 또는 일부 다른 곡률이 기껏해야 측정 결과 상의 경미한 효과만을 갖는다는 것이다. 각각의 구획에서의 나사산의 적응은 그 때 - 충분히 작은 선택된 크기의 - 구획의 곡률이 고려되었다는 가정 하에 수행될 수 있다.One advantage of this configuration is that the thread is measured "in slices," so to speak, so that the sagging or some other curvature of the object to be measured has, at best, only a minor effect on the measurement result. The adaptation of the thread in each segment can then be carried out under the assumption that the curvature of the segment has been taken into account-of a sufficiently small selected size.

“무게이지 측정”이라는 용어는 공간적 지점들이 적절한 적응들에 의해 결정되는 것을 가능하게 하는 측정 시스템이 사용되는, 특히 좌표 기반 측정을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 기반 상에서, 종 방향으로의 나사산의 범위 그리고 따라서 이동 편차가 그 다음 복수이거나 다수의 검출된 공간적 지점을 사용하여 결정될 수 있다.The term "weight measurement" should be understood to mean a coordinate based measurement in which a measurement system is used that allows spatial points to be determined by appropriate adaptations. On this basis, the extent of the thread in the longitudinal direction and thus the displacement deviation can then be determined using a plurality or a number of detected spatial points.

예를 들어, 이동 편차는 한정된 설정치 위치로부터 나사 스핀들 상의 너트의 실제 위치의 편차를 기술한다. 설정치 위치는 주어진 피치 및 (정수 또는 비정수) 번의 선회로부터 통상적으로 얻어진다. 즉, 설정치 위치는 이상적인 평균 피치에 기반할 수 있다. 이러한 맥락으로, 적절한 특성 변수들 및 적절한 특성 변수들의 결정에 대한 상세한 정보를 부여하는 이미 앞서 언급된 국제 표준 ISO 3408-3:2006에 재차 주목한다.For example, the deviation of movement describes the deviation of the actual position of the nut on the screw spindle from the defined setpoint position. The setpoint position is typically obtained from a given pitch and (integer or non-integer) turns. That is, the setpoint position may be based on an ideal average pitch. In this context, again attention is paid to the already mentioned international standard ISO 3408-3:2006 which gives detailed information on the appropriate characteristic variables and the determination of the appropriate characteristic variables.

본 발명에 따른 방법에 의해, 의도는 각각의 나사산 구획에서 그리고 궁극적으로 전체 나사산 또는 나사산의 적절하게 큰 작동 범위를 통해 적어도 나사산 피치 또는 나사산의 종 범위를 결정하는 것이다.By means of the method according to the invention, the intent is to determine at least the thread pitch or longitudinal range of the threads in each thread section and ultimately through an appropriately large operating range of the entire thread or thread.

좌표 기준은, 예를 들어 좌표계, 또는 부분적 이동 편차들을 검출하고 나타내는데 적절한 유사한 기준일 수 있다.The coordinate reference may be, for example, a coordinate system, or a similar reference suitable for detecting and representing partial movement deviations.

좌표 기준은 예를 들어, 측정 대상의 종축과 일치하는 영점을 가질 수 있다. 영점에서 시작하여, 마찬가지로 종축과 일치하는 종 방향을 한정하는 것이 더욱이 가능하다. 측정 대상이 일부 다른 방식으로 굽혀지거나 변형되면, 종 방향은 측정 대상의 종축에서 적어도 근사화될 수 있다. 더욱이, 좌표 기준은 선회의 현재의 횟수 및/또는 선회의 현재의 각도, 그리고 결과로서 생기는 위치의 편이에 대한 정보를 제공할 수 있다. 주어진 설정치 피치에서, 그 다음 측정 대상의 종축을 따른 실제 위치와 설정치 위치 사이의 편차를 결정하는 것이 가능할 것이다.The coordinate reference may have a zero point coincident with the vertical axis of the object to be measured, for example. Starting at the zero point, it is furthermore possible to define a longitudinal direction which likewise coincides with the longitudinal axis. When the object to be measured is bent or deformed in some other way, the longitudinal direction can be at least approximated from the longitudinal axis of the object to be measured. Moreover, the coordinate reference may provide information about the current number of turns and/or the current angle of the turn, and the resulting positional deviation. At a given setpoint pitch, it will then be possible to determine the deviation between the setpoint position and the actual position along the longitudinal axis of the measurement object.

새로운 나사산 구획이 측정될 때, 좌표 기준이 재결정되어야 하는 것은 필연적이다. 따라서, 이상화된 좌표 기준은 상이한 구획들이 측정될 때, 측정 대상을 통해 “이동한다”. 즉, 나사산은 측정 대상의 곡률들을 재현하기 위해 서로에 대하여 (측면으로 또는 각도면에서) 약간 이동될 수 있는 다수의 슬라이스로 분할된다. 수치 구하기 동안, 이러한 슬라이스들은 총이동 편차 상에 판단이 행해지는 것을 가능하게 하도록 다시 동축으로 정렬되고 결합될 수 있다. 이는 바람직하게는 측정 대상의 임의의 변형으로부터의 임의의 특히 방해하는 효과 없이 수행된다.When a new thread segment is measured, it is inevitable that the coordinate reference must be re-determined. Thus, the idealized coordinate reference "travels" through the object to be measured when different segments are measured. That is, the thread is divided into a number of slices that can be slightly shifted relative to each other (laterally or angularly) to reproduce the curvatures of the object to be measured. During numerical calculation, these slices can be again coaxially aligned and combined to allow a judgment to be made on the total travel deviation. This is preferably carried out without any particularly disturbing effect from any deformation of the object to be measured.

방법의 상술한 실시예는 각각의 경우에 현재의 나사산 구획에서의 측정 대상의 실제 구성을 고려하면서, 결과로서 생기는 총이동 편차의 검출 및 결정을 가능하게 한다. 좌표 기준들의 정렬 및 조합은 측정 대상의 어떤 새깅도 불리한 효과를 갖지 않으면서, 총이동 편차의 정확한 지표를 야기한다.The above-described embodiment of the method makes it possible to detect and determine the resulting total displacement deviation, taking into account the actual configuration of the measurement object in the current threaded section in each case. The alignment and combination of the coordinate criteria results in an accurate indicator of the total displacement deviation, without any sagging of the measurement object having an adverse effect.

그림으로 나타내 말하자면, 이러한 접근법은 개별 체인 링크들이 상응하는 좌표 기준을 사용하여 개별적으로 고려되는 곡선의 구성으로 배열되는 체인의 총길이의 결정과 비교될 수 있다. 상응하는 길이 편차들을 결합할 수 있기 위해, 체인은 개념적으로 일직선으로 당겨지고, 그러므로 좌표 기준들은 좌표 기준들 자체를 상응하는 방식으로 축 방향으로 정렬시킨다.Illustratively speaking, this approach can be compared with the determination of the total length of the chain, in which individual chain links are arranged in a configuration of curves that are considered individually using the corresponding coordinate reference. In order to be able to combine the corresponding length deviations, the chain is conceptually pulled in a straight line, and therefore the coordinate references themselves align the coordinate references themselves axially in a corresponding way.

즉, 국부 구성 요소 축은 나사산 구획들 각각에 대한 좌표 기준을 형성하고 배향시키는데 사용된다. 이는 다양한 국부 구성 요소 축 사이의 상응하는 동축 정렬이 일어날 때, 측정 대상의 종축에 평행한 종 방향으로의 가능한 이동 편차들이 전반적으로 함께 추가될 수 있다는 이점을 갖는다.That is, the local component axis is used to form and orient the coordinate reference for each of the threaded sections. This has the advantage that when a corresponding coaxial alignment between the various local component axes takes place, possible deviations of movement in the longitudinal direction parallel to the longitudinal axis of the measurement object can be added together as a whole.

전반적으로, 이는 나사산 또는 나사산이 구비되는 나사 드라이브의 정확성에 대한 유의미한 파라미터를 나타내는 총이동 편차의 낮은 오류 결정을 가능하게 한다.Overall, this allows a low erroneous determination of the total travel deviation, which represents a significant parameter for the accuracy of a threaded or threaded screw drive.

방법의 일 실시예 예에서, 총이동 편차는 부분적 이동 편차들을 결합시킴으로써 결정된다. 이는 바람직하게는 측정 대상의 곡률과 관계 없이 또는 실질적으로 관계 없이 일어난다. 이러한 방식으로, 총이동 편차는 존재할 수 있는 임의의 새깅과 관계 없이 결정될 수 있다.In one embodiment example of the method, the total movement deviation is determined by combining the partial movement deviations. This preferably occurs independently or substantially independent of the curvature of the object to be measured. In this way, the total travel deviation can be determined independent of any sagging that may exist.

따라서, 총이동 편차는 측정 대상의 실제 배향과 관계 없이 높은 정확성으로 결정될 수 있다.Therefore, the total movement deviation can be determined with high accuracy regardless of the actual orientation of the measurement object.

방법의 다른 실시예 예에 따르면, 나사산 구획들에서의 국부 좌표 기준 각각은 종 방향 좌표축이 각각의 나사산 구획들의 실제 종축과 정렬되고 바람직하게는 각각의 나사산 구획들의 실제 종축과 일치하는 방식으로 각각의 경우에 정렬된다. 적어도 좌표축이 이상적인 방식으로 직선일 때, 정렬이 정접 배향 또는 다른 근사치를 포함할 수 있는 것은 자명하다.According to another embodiment example of the method, each of the local coordinate reference in the threaded sections is in such a way that the longitudinal coordinate axis is aligned with the actual longitudinal axis of the respective threaded sections and preferably coincides with the actual longitudinal axis of the respective threaded sections. Are sorted in case. It is obvious that, at least when the coordinate axis is straight in an ideal way, the alignment can include a tangent orientation or other approximation.

방법이 외부 나사산들에 배타적으로 제한되지 않는다는 것은 자명하다. 방법은 내부 나사산들, 예를 들어 상응하는 너트들에 대해 유사한 방식으로 사용될 수도 있다.It is obvious that the method is not exclusively limited to external threads. The method may be used in a similar manner for internal threads, for example corresponding nuts.

방법의 다른 실시예 예에 따르면, 국부 좌표 기준들의 종 방향 좌표축들은 총이동 편차를 결정하도록 (개념적으로 또는 계산적으로) 선형으로 배향되거나 정렬된다. 부분적 이동 편차들이 그 다음 단순히 함께 추가될 수 있다.According to another embodiment example of the method, the longitudinal coordinate axes of the local coordinate references are oriented or aligned linearly (conceptually or computationally) to determine the total travel deviation. The partial movement deviations can then simply be added together.

방법의 다른 실시예 예에 따르면, 나사산 구획들은 부분적 이동 편차가 결정되는 적어도 한번의 선회, 바람직하게는 복수 번의 선회를 포함한다. 정수 배수 또는 분수값이 이에 의해 포함될 수 있다는 것은 자명하다. 그러나, 적어도 하나의 나사산 구획에서의 선회의 횟수는 나사산의 작동 범위에서의 선회의 총횟수 미만이어야 한다.According to another embodiment of the method, the threaded sections comprise at least one turn, preferably a plurality of turns, for which the partial movement deviation is determined. It is obvious that integer multiples or fractional values may be included thereby. However, the number of turns in at least one threaded segment is to be less than the total number of turns in the operating range of the thread.

따라서, 나사산 구획은 n*2*π 라디안(pi 라디안) 선회 또는 나선형을 따른 상응하는 원주각/회전각에 걸쳐 연장될 수 있으며, n은 정수 또는 비정수일 수 있다. 따라서, n은 예를 들어, 스핀들의 총범위에 따라 1과 10 사이의 값들을 가정할 수 있다. 더 높은 값들을 생각할 수 있다. 예를 들어, n은 4.5일 수 있고, 그러므로 이러한 실시예 예에서, (1620°(도)의 회전각에 상응하는) 4.5번의 선회가 상응하는 구획에서 고려될 수 있다.Thus, the threaded section can extend over the corresponding circumferential/rotational angle along a n*2*π radian (pi radian) orbit, and n can be an integer or non-integer. Thus, n can assume values between 1 and 10 depending on the total range of the spindle, for example. You can think of higher values. For example, n may be 4.5, so in this example example, 4.5 turns (corresponding to a rotation angle of 1620° (degrees)) can be considered in the corresponding compartment.

설정치 피치 또는 설정치 이동 높이의 인지를 고려해 볼 때, 한정된 회전에 대한 설정치 이동이 이제 결정될 수 있다. 측정에 의해, 실제 이동이 설정치 이동과의 비교를 위해 얻어진다. 절댓값의 면에서, 이동 편차들은 설정치 이동과 실제 이동 사이의 차이에 상응한다.Taking into account the perception of the setpoint pitch or setpoint travel height, the setpoint movement for a defined rotation can now be determined. By measurement, the actual movement is obtained for comparison with the setpoint movement. In terms of absolute value, the shift deviations correspond to the difference between the setpoint shift and the actual shift.

방법의 다른 실시예에 따르면, 개별 측정 구획들에 대한 결과로서 생기는 부분적 이동 편차들은 이상적인 구성의 가상 게이지 너트가 측정 대상에 대해 회전하는 것을 고려하면서 결정된다. 통상적으로, 그러한 게이지 너트는 수번의 선회를 포함한다. 게이지 기반 측정의 경우에, 게이지 너트의 구성은 부응해서 또한 종 방향으로의 게이지 너트의 결정된 위치 그리고 따라서 각각의 부분적 이동 편차의 결정에 대한 영향을 갖는다.According to another embodiment of the method, the resulting partial movement deviations for the individual measurement segments are determined taking into account the rotation of the virtual gauge nut of the ideal configuration relative to the measurement object. Typically, such gauge nuts contain several turns. In the case of gauge-based measurements, the configuration of the gauge nut correspondingly also has an influence on the determination of the determined position of the gauge nut in the longitudinal direction and thus the deviation of each partial movement.

따라서 한편으로는, 게이지 너트는 평탄 효과를 가질 수 있고 (예를 들어, 한번의 선회 내의) 즉각적인 이동 편차를 보정할 수 있다. 그러나 원칙적으로, 게이지 너트는 게이지 너트 자체가 오류를 겪을 수도 있으므로, 나사산의 구성에 기인하지 않거나 직접 기인하지 않는 부가 오류들이 결과로 입력될 수 있다.Thus, on the one hand, the gauge nut can have a flattening effect and correct the instantaneous movement deviation (eg within one turn). However, in principle, since the gauge nut itself may suffer an error, additional errors that are not directly or not due to the configuration of the thread can be input as a result.

나사산의 구성을 기술하는 결정되는 공간적 지점들의 수치 구하기에서, 상응하는 측정 시스템은 그 때 나사산 구성 및 나사산 범위에 기반하여 결과로서 생기는 이동 거리들, 및 이동 변동들 또는 이동 편차들을 계산적으로 결정하기 위해 이상적인 구성의 게이지 너트에 기반할 수 있다.In obtaining the numerical values of the determined spatial points describing the configuration of the thread, the corresponding measuring system then calculates the resulting travel distances, and movement variations or movement deviations based on the thread configuration and thread range. It can be based on an ideal configuration gauge nut.

방법의 다른 실시예 예에 따르면, 인접한 나사산 구획들은 적어도 부분적으로 겹친다. 이러한 방식으로, “슬라이딩” 측정이 말하자면 가능하다. 전반적으로, 훨씬 더 큰 정확성으로 총이동 편차를 결정하는 것이 따라서 가능하다.According to another embodiment of the method, adjacent threaded sections at least partially overlap. In this way, a “sliding” measurement is possible, so to speak. Overall, it is thus possible to determine the total travel deviation with much greater accuracy.

방법의 다른 실시예 예에 따르면, 나사산 구획들 중 적어도 일부는 상이한 길이들을 갖는다. 그것에 의해 한편으로는, 나사산의 상이한 구획들이 상이한 곡률들을 갖는다는 사실을 고려하는 것이 가능하다. 다른 한편으로는, 그것에 의해 범위 의존 정확성 필요 조건들에 부응하는 것이 가능하다. 더욱이, 적어도 부분적으로 겹치는 상이한 길이들의 나사산 구획들이 결과를 검증하는데 사용될 수도 있다.According to another embodiment example of the method, at least some of the threaded sections have different lengths. Thereby, on the one hand, it is possible to take into account the fact that different sections of the thread have different curvatures. On the other hand, it is thereby possible to meet range dependent accuracy requirements. Moreover, thread sections of different lengths that at least partially overlap may be used to verify the result.

예를 들어, 볼 나사 스핀들에 대한 나사산은 나사산 입구, 나사산 출구, 및 나사산 입구와 나사산 출구 사이의 유용한 길이로 분할될 수 있다.For example, a thread for a ball screw spindle can be divided into a thread inlet, a thread outlet, and a useful length between the thread inlet and the thread outlet.

방법의 다른 실시예 예에 따르면, 측정 대상은 측정 동안 주기적으로 또는 연속적으로 회전된다. 이는 측정 대상 그 자체가 회전되면, 나사산 윤곽을 탐색하는 적어도 하나의 프로브가 구비되는 측정 프로브의 일부 상에 덜 복잡한 움직임들이 필요하므로, 측정을 단순화하고 가속화한다.According to another embodiment of the method, the object to be measured is rotated periodically or continuously during the measurement. This simplifies and accelerates the measurement, as less complex movements are required on the part of the measurement probe provided with at least one probe to search the thread contour when the measurement object itself is rotated.

더욱이, 측정 대상의 움직임은 작동의 정확성, 동심성, 둥글기, 원통형 형상 등과 같은 특정 위치 허용 오차들 또는 형상 허용 오차들의 결정을 단순화한다. 이는 또한, 즉 나사산 그루브 또는 나사산 층단의 단면에 대한 나사산의 특정 그루브 형상의 검출에 적용된다. 더욱이 이러한 방식으로, 측정 프로브 그 자체를 구성하는데 수반되는 경비를 최소화하는 것이 가능하다.Moreover, the movement of the measurement object simplifies the determination of specific positional tolerances or shape tolerances such as accuracy of operation, concentricity, roundness, cylindrical shape, and the like. This also applies to the detection of a thread groove or a specific groove shape of a thread with respect to the cross section of the thread end. Moreover, in this way, it is possible to minimize the cost involved in constructing the measuring probe itself.

방법의 다른 실시예 예에 따르면, 측정 대상은 회전대 상에 장착된다. 회전대는 예를 들어, 척 또는 측정 대상을 유지하는데 적절한 일부 다른 장착부를 수용한다.According to another embodiment of the method, the object to be measured is mounted on a rotating table. The swivel table accommodates, for example, a chuck or some other mounting suitable for holding the object to be measured.

원칙적으로, 측정 대상은 수직으로 배향된 종 범위/종축을 갖도록 배열될 수 있다. 따라서, 측정 대상은 회전대 상에 세워져 있을 수 있거나 위에 장착되는 회전대에서 매달릴 수 있다.In principle, the object to be measured can be arranged to have a vertically oriented longitudinal range/long axis. Thus, the object to be measured may be erected on a rotating table or can be suspended from a rotating table mounted thereon.

그러나, 이는 수평으로 배향된 종 범위/종축을 갖는 측정 대상을 배열하는 것을 배제하지 않는다. 그러나 이러한 경우에, 확연한 새깅/곡률이 필연적으로 예상될 것이다.However, this does not preclude arranging the measurement object with a horizontally oriented longitudinal range/longitudinal axis. However, in this case, a pronounced sagging/curvature would inevitably be expected.

방법의 다른 실시예 예에 따르면, 탐색은 좌표 측정 기계를 사용하여 수행된다. 탐색은 촉각 또는 광 수단에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로 말하자면, 접촉 프로브들 및 근접 프로브들은 공지되어 있다. 프로브들은 측정 헤드 상에 배열되며, 측정 헤드는 좌표 측정 기계의 프레임에 대하여 통상적으로 움직임 가능하다.According to another embodiment example of the method, the search is performed using a coordinate measuring machine. The search can be carried out by tactile or optical means. Generally speaking, contact probes and proximity probes are known. The probes are arranged on the measuring head, which is usually movable with respect to the frame of the coordinate measuring machine.

방법의 다른 실시예 예에 따르면, 측정은 또한 이하의 것: 직경값, 위치 허용 오차, 형상 허용 오차, 표면 특성 및 그루브 윤곽 형상 데이터를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 추가 특성값을 결정하는 것을 포함한다.According to another embodiment example of the method, the measurement may also be: a diameter value, a position tolerance, a shape tolerance, a surface property and at least one additional property value selected from the group comprising groove contour shape data. Includes that.

다른 양태에 따르면, 본 발명은 이하의 것:According to another aspect, the present invention is as follows:

- 나사산이 구비되는 측정 대상을 수용하는 리셉터클,-A receptacle for accommodating a measurement object equipped with a thread,

- 측정 프로브를 수용하는 적어도 하나의 측정 헤드,-At least one measuring head accommodating a measuring probe,

- 적어도 2개의 공간축 상에서 측정 프로브를 움직이는 구동부, 및-A drive unit that moves the measuring probe on at least two spatial axes, and

- 측정 헤드 및 구동부에 결합되는 제어 디바이스를 가지며,-Has a control device coupled to the measuring head and the drive,

제어 디바이스는 본원에 설명하는 실시예들 중 하나에 따른 방법을 측정 시스템이 수행하는 것을 가능하게 하는 측정 시스템, 특히 좌표 측정 기계에 관한 것이다.The control device relates to a measuring system, in particular a coordinate measuring machine, which makes it possible for the measuring system to carry out a method according to one of the embodiments described herein.

이는 예를 들어, 측정 프로브의 움직임에 대한 제어 커맨드들을 출력하기 위해 그리고 측정 대상과의 접촉을 나타내는 측정 프로브로부터의 신호들을 수신하기 위해 구동부, 및 측정 헤드 또는 측정 헤드 상에 장착되는 측정 프로브와 통신하는 제어 디바이스를 일반적으로 포함한다.It communicates with, for example, a drive and a measuring head or a measuring probe mounted on the measuring head to output control commands for the movement of the measuring probe and to receive signals from the measuring probe indicative of contact with the measuring object. It generally includes a control device to perform.

더욱이, 제어 디바이스는 나사산의 총이동 편차가 방법에 따라 결정되는 것을 가능하게 하기 위해 결정되는 공간적 좌표들을 처리하고 수치를 구하도록 설계될 수 있다.Moreover, the control device can be designed to process and quantify the spatial coordinates that are determined to enable the total travel deviation of the thread to be determined according to the method.

제어/수치 구하기의 부분적 작업들 또는 부분적 양태들이 공간적으로 결합 해제된 제어부들에 의해, 예를 들어 데이터를 교환하기 위해 적어도 임시로 측정 시스템에 결합되는 별도의 컴퓨터들에 의해 실행될 수 있다는 것은 자명하다.It is obvious that partial tasks or partial aspects of control/numerical finding can be performed by spatially decoupled controls, for example by separate computers that are at least temporarily coupled to the measurement system to exchange data. .

따라서, 측정 시스템은 데이터 교환을 위한 그리고 제어 커맨드들을 교환하는 인터페이스가 구비될 수도 있다.Thus, the measurement system may be equipped with an interface for exchanging data and exchanging control commands.

측정 시스템의 일 실시예 예에 따르면, 상기 시스템은 더욱이 측정 대상에 대한 리셉터클이 장착되는 회전대를 가지며, 제어 디바이스는 나사산을 측정하기 위해 측정 헤드 및 측정 대상의 결합된 움직임을 생성하도록 설계된다.According to one embodiment of the measurement system, the system further has a rotating table on which a receptacle for the measurement object is mounted, and the control device is designed to generate a combined movement of the measurement head and the measurement object to measure the thread.

결합된 움직임은 측정 헤드 및 측정 대상의 적어도 임시로 시간-병행한 움직임을 포함할 수 있다. 그러나, 직접적 시간 겹침 없이 측정 대상 및 측정 헤드를 움직이는 것을 또한 생각할 수 있다.The combined movement may include at least temporarily time-parallel movement of the measurement head and the measurement object. However, it is also conceivable to move the measuring object and the measuring head without direct time overlap.

다른 양태에 따르면, 본 발명은 본원에 설명하는 실시예 예들 중 하나에 따른 나사산 측정을 위한 방법을 수행하는 본원에 설명하는 실시예 예들 중 하나에 따른 측정 시스템의 사용에 관한 것이다.According to another aspect, the present invention relates to the use of a measurement system according to one of the exemplary embodiments described herein to perform a method for measuring a thread according to one of the exemplary embodiments described herein.

마지막으로, 본 발명은 더욱이 컴퓨터 프로그램이 측정 시스템의 제어 디바이스 상에서 실행될 때, 본원에 설명하는 실시예 예들 중 하나에 따른 측정 시스템, 특히 좌표 측정 기계가 본원에 설명하는 실시예 예들 중 하나에 따른 나사산 측정을 위한 방법을 수행하는 것을 가능하게 하는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.Finally, the invention further relates to a measuring system according to one of the exemplary embodiments described herein, in particular a coordinate measuring machine, when the computer program is executed on the control device of the measuring system, the threaded thread according to one of the exemplary embodiments described herein. It relates to a computer program having program code that makes it possible to carry out a method for measurement.

본 발명의 앞서 언급한 특징들 및 이제 후술할 특징들이 각각의 경우에 구체화되는 조합뿐만 아니라 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 조합들로도 또는 특징들 자체로도 사용될 수 있다는 점은 말할 것도 없다.It goes without saying that the above-mentioned features of the present invention and the features to be described below can be used not only in the combinations specified in each case, but also in other combinations or as features themselves within the scope not departing from the scope of the present invention. .

본 발명의 추가 특징들 및 이점들이 도면들을 참조하여 복수의 바람직한 실시예 예의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면들에서:
도 1은 좌표 측정 기계의 형태의 측정 시스템의 일 실시예의 사시도를 도시한다.
도 2는 볼 나사 스핀들 및 볼 나사 너트를 갖는 볼 나사 드라이브의 사시도의 부분적으로 절개된 부분도를 도시한다.
도 3은 차량 조향 시스템에서의 사용을 위한 볼 나사가 구비되는 로드의 사시도를 도시한다.
도 4는 나사산이 있는 로드의 부분도를 도시한다.
도 5는 굽은 상태의 도 4에 따른 나사산이 있는 로드의 다른 도면을 도시한다.
도 6은 측정 대상 상의 나사산을 측정하는, 특히 총이동 편차를 결정하는 방법의 일 실시예를 예시하는 단순화된 블록도를 도시한다.
Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a plurality of preferred embodiment examples with reference to the drawings. In the drawings:
1 shows a perspective view of an embodiment of a measuring system in the form of a coordinate measuring machine.
2 shows a partially cut away partial view of a perspective view of a ball screw drive with a ball screw spindle and a ball screw nut.
3 shows a perspective view of a rod equipped with ball screws for use in a vehicle steering system.
4 shows a partial view of a threaded rod.
5 shows another view of the threaded rod according to FIG. 4 in a bent state.
6 shows a simplified block diagram illustrating an embodiment of a method of measuring a thread on a measurement object, in particular determining the total travel deviation.

도 1은 측정 디바이스(10) 및 측정 디바이스(10)를 제어하는 데이터 처리 디바이스(42)를 포함하는 측정 시스템을 도시한다. 측정 시스템은 전반적으로 66으로 표시된다.1 shows a measurement system comprising a measurement device 10 and a data processing device 42 that controls the measurement device 10. The measurement system is indicated by 66 overall.

본 경우에, 측정 디바이스(10)는 포털 구성의 좌표 측정 기계로서 설계되지만, 원칙적으로, 컬럼 타입 구성, 외팔보 구성 등일 수도 있다.In this case, the measuring device 10 is designed as a coordinate measuring machine in a portal configuration, but in principle, it may be a column type configuration, a cantilever configuration, or the like.

측정될 측정 대상(52)이 배열되는 리셉터클(14)을 갖는 측정 테이블(12)이 측정 디바이스(10)의 베이스로서의 역할을 하고 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예 예에서, 리셉터클(14)이 회전대(16) 상에 배열된다. 회전대(16)는 측정 대상(52)과의 리셉터클(14)의 제어된 회전을 가능하게 한다.A measurement table 12 having a receptacle 14 on which a measurement object 52 to be measured is arranged serves as a base of the measurement device 10. In the exemplary embodiment example shown in FIG. 1, a receptacle 14 is arranged on a rotating table 16. The rotating table 16 enables controlled rotation of the receptacle 14 with the measurement object 52.

포털(18)은 측정 테이블(12) 상에 장착되고 측정 테이블(12)에 대하여 제어된 방식으로 움직여질 수 있다. 상기 포털에 대하여 제어된 방식으로 결국 움직여질 수 있는 슬라이드(20)가 포털(18) 상에 장착된다. 결국, 슬라이드(20)는 내부에 장착되고 슬라이드(20)에 대하여 제어된 방식으로 움직여질 수 있는 슬리브(22)에 대한 마운트 및 가이드로서의 역할을 한다. 예로서, 프로브 샤프트(26) 그리고 측정 헤드(24)의 단부에서 도 1에서의 측정 프로브(28)를 갖는 측정 헤드(24)가 슬리브(22)의 측정 테이블 단부에 배열된다.The portal 18 is mounted on the measuring table 12 and can be moved in a controlled manner relative to the measuring table 12. A slide 20 is mounted on the portal 18 which can eventually be moved in a controlled manner relative to the portal. Consequently, the slide 20 serves as a mount and guide for the sleeve 22 that is mounted therein and can be moved in a controlled manner relative to the slide 20. As an example, a measuring head 24 with a probe shaft 26 and a measuring probe 28 in FIG. 1 at the end of the measuring head 24 is arranged at the measuring table end of the sleeve 22.

따라서, 서로에 대하여 그리고 측정 테이블(12)에 대하여 움직여질 수 있는 3개의 하위 어셈블리, 즉 포털(18), 슬라이드(20) 및 슬리브(22)는 3개의 공간축(30a, 30b, 30c)을 따른 측정 프로브(28)를 갖는 측정 헤드(24)의 움직임을 가능하게 한다. 측정 프로브(28)의 위치를 결정하고 따라서 측정 대상(52) 상의 탐색된 엔티티들의 위치를 결정하기 위해, 측정 디바이스는 3개의 공간축(30a, 30b, 30c) 각각에 대하여 측정 프로브(28)의 실제 위치가 결정될 수 있는 32a, 32b, 32c로 표시되는 표준들을 갖는다.Thus, the three sub-assemblies movable with respect to each other and with respect to the measuring table 12, namely the portal 18, the slide 20 and the sleeve 22, have three spatial axes 30a, 30b, 30c. It enables the movement of the measuring head 24 with the measuring probe 28 accordingly. In order to determine the position of the measuring probe 28 and thus the position of the searched entities on the object 52 to be measured, the measuring device is operated with respect to each of the three spatial axes 30a, 30b, 30c. It has standards denoted as 32a, 32b, 32c from which the actual location can be determined.

게다가, 측정 디바이스는 측정 헤드(24) 또는 적어도 측정 프로브(28)를 갖는 프로브 샤프트(26)가 공간축들(30a, 30b, 30c) 중 적어도 하나를 중심으로 회전되거나 축회전되는 것을 가능하게 하도록 “회전-축회전 기능성”을 가질 수도 있다. 얻어지는 회전 자유도들은 34a, 34b, 34c로 도 1에 나타내어진다. 회전대(16)는 또한 공간축(30c)을 중심으로의 회전을 가능하게 하고 따라서 34b와 유사한 회전 자유도를 제공한다.In addition, the measuring device allows the measuring head 24 or at least the probe shaft 26 with the measuring probe 28 to be rotated or axially rotated about at least one of the spatial axes 30a, 30b, 30c. It can also have "rotation-axis rotation functionality". The obtained degrees of freedom of rotation are shown in Fig. 1 as 34a, 34b, and 34c. The rotating table 16 also enables rotation about the spatial axis 30c and thus provides a degree of rotational freedom similar to 34b.

단순화하기 위해, 측정 디바이스(10)는 예를 들어, “3축 기능성” 또는 대안적으로, 5축 기능성을 가질 수 있는 CNC 기계 가공 센터와 비교될 수 있다.For simplicity, the measuring device 10 can be compared to a CNC machining center, which may have, for example, "3-axis functionality" or, alternatively, 5-axis functionality.

원칙적으로, 측정 디바이스(10)의 제어는 본 경우에 방향 제어기(38) 및 스위치 요소(40)를 갖는 제어 요소(36)에 의해 단순한 방식으로 수행될 수 있다. 이러한 경우에, 방향 제어기(38)는 예를 들어, 제어 레버 또는 조이스틱으로서 설계될 수 있다. 수가지의 공간적 방향으로의 제어를 위해 그리고 선택적으로, 다양한 공간축을 중심으로 측정 헤드(24)를 축회전시키거나 회전시키기 위해, 복수의 방향 제어기(38)가 제공되는 것이 또한 가능하다. 더욱이, 탐색된 기하학적 요소의 측정을 가능하게 하는 신호가 생성될 수 있는 스위치 요소(40)가 제어 요소(36) 상에 제공된다.In principle, the control of the measuring device 10 can be carried out in a simple way in this case by means of a direction controller 38 and a control element 36 with a switch element 40. In this case, the direction controller 38 can be designed as a control lever or a joystick, for example. It is also possible for a plurality of direction controllers 38 to be provided for control in several spatial directions and, optionally, to axially or rotate the measuring head 24 about various spatial axes. Furthermore, a switch element 40 is provided on the control element 36 from which a signal can be generated which enables the measurement of the explored geometric element.

제어 요소(36)를 통한 수동이거나 부분적으로 자동화된 제어를 제외하고, 측정 디바이스(10)는 또한 데이터 처리 디바이스(42)에 의해 제어되도록 설계되며, 데이터 처리 디바이스(42)는 측정 디바이스(10)의 (전체) 제어 디바이스(60)의 일부를 형성한다. 데이터 처리 디바이스(42)는 예를 들어, 측정 컴퓨터 또는 대안적으로, 중앙 메인 컴퓨터의 클라이언트로서 설계될 수 있다. 결합된 데이터 처리 디바이스(42)에 더하여, 제어 디바이스(60)는 더욱이 측정 디바이스(10)로 통합되는 어셈블리들 및 구성 요소들을 가질 수도 있다.Except for manual or partially automated control via the control element 36, the measuring device 10 is also designed to be controlled by the data processing device 42, the data processing device 42 being the measuring device 10. It forms part of the (all) control device 60. The data processing device 42 can be designed, for example, as a measurement computer or, alternatively, as a client of a central main computer. In addition to the combined data processing device 42, the control device 60 may further have assemblies and components incorporated into the measurement device 10.

데이터 처리 디바이스(42)는 입력 요소들(46a, 46b), 예를 들어 키보드, 키패드, 마우스, 터치 스크린, 트랙볼, 3-D 입력 요소 등의 정보를 출력하는 디스플레이(44)를 갖는다. 원칙적으로 그러므로, 조작자는 출력 정보를 수신하고 입력들 및 커맨드들을 기입할 수 있다.The data processing device 42 has input elements 46a, 46b, for example a display 44 for outputting information such as a keyboard, keypad, mouse, touch screen, trackball, 3-D input element, and the like. In principle, therefore, the operator can receive output information and write inputs and commands.

게다가, 데이터 처리 디바이스(42)는 더욱이 적어도 하나의 인터페이스(51)를 통하여 연결될 수 있는 처리 모듈(48) 및 저장 모듈(50)을 갖는다. 처리 모듈(48)은 예를 들어, 프로세서 유닛으로서 구현될 수 있고, 프로그램 커맨드들을 수행하도록 설계될 수 있다. 저장 모듈(50)은 데이터베이스로서의 역할을 할 수 있거나, 대안적으로, 중앙 데이터베이스, 예를 들어 중앙 제품 데이터 관리 시스템에 연결 가능할 수 있다.In addition, the data processing device 42 further has a processing module 48 and a storage module 50 which can be connected via at least one interface 51. The processing module 48 may be implemented as a processor unit, for example, and may be designed to perform program commands. The storage module 50 may serve as a database or, alternatively, may be connectable to a central database, for example a central product data management system.

더욱이, 데이터 처리 디바이스(42)는 측정 디바이스(10)를 제어하도록, 즉 예를 들어 회전대(16)의 회전, 그리고 포털(18), 슬라이드(20) 및 슬리브(22)의 움직임을 야기할 수 있도록 설계된다. 정반대로, 데이터 처리 디바이스(42)는 측정 디바이스(10)에 의해 검출되는 위치값들을 수신하고 처리할 수 있다. 존재하는 경우, 요소들(16, 18, 20, 22)은 구동부에 결합된다.Furthermore, the data processing device 42 can cause the measurement device 10 to control, i.e., cause the rotation of the rotating table 16 and movement of the portal 18, the slide 20 and the sleeve 22. Is designed to be. Conversely, the data processing device 42 can receive and process the position values detected by the measurement device 10. If present, elements 16, 18, 20, 22 are coupled to the drive.

측정 대상(52)은 적어도 일부 구획 또는 구획들에서 나사산을 갖는다. 특히, 나사산은 “볼 나사”이다.The measurement object 52 has threads in at least some sections or sections. In particular, the thread is a “ball screw”.

도 2는 나사 스핀들(72) 및 너트(74)를 포함하는 볼 나사 드라이브(70)의 예시적인 실시예를 도시하도록 사시도의 부분적으로 절개된 예시를 이용한다. 볼들(76)의 형태의 롤링 요소들이 나사 스핀들(72)과 너트(74) 사이에 배열된다. 롤링 요소들(76)은 너트(74)와 나사 스핀들(72) 사이의 마찰 최적화 상대 움직임을 보장한다. 상대 움직임은 볼 나사 드라이브(70)의 종축을 중심으로의 상대 회전 그리고 볼 나사 드라이브(70)의 종축을 따른 상대 병진 운동을 포함한다.2 uses a partially cut-away illustration of a perspective view to show an exemplary embodiment of a ball screw drive 70 comprising a screw spindle 72 and a nut 74. Rolling elements in the form of balls 76 are arranged between the screw spindle 72 and the nut 74. Rolling elements 76 ensure friction-optimized relative movement between nut 74 and screw spindle 72. The relative movement includes a relative rotation about the longitudinal axis of the ball screw drive 70 and a relative translational movement along the longitudinal axis of the ball screw drive 70.

도 3은 예를 들어, 차량에 대한 조향 시스템에 사용될 수 있는 샤프트 구성 요소(80)를 도시하도록 사시도의 예시를 이용한다. 샤프트 구성 요소(80)는 조향 로드로 지칭될 수도 있다. 샤프트 구성 요소(80)는 볼 나사 구획(82) 및 랙 구획(84)을 포함한다. 예를 들어, 조향 컬럼은 랙 구획(84)을 통한 샤프트 구성 요소(80) 상의 톱니들에 의해 작동할 수 있다. 볼 나사 구획(82)을 통하여, 서보 조향 시스템이 예를 들어, 샤프트 구성 요소 상에서 작동하여 조향 커맨드들을 더 용이하게 할 수 있다.3 uses an example of a perspective view to show a shaft component 80 that can be used, for example, in a steering system for a vehicle. The shaft component 80 may also be referred to as a steering rod. The shaft component 80 includes a ball screw section 82 and a rack section 84. For example, the steering column can be actuated by teeth on the shaft component 80 through the rack section 84. Through the ball screw section 82, a servo steering system can be operated, for example on a shaft component, to facilitate steering commands.

도 2 및 도 3을 참조하여 예로서 예시된 실시예들은 나사산이 있는 구획들, 특히 볼 나사 구획들이 구비되는 스핀들들 또는 샤프트 구성 요소들의 다수의 추가로 생각할 수 있는 실시예를 나타낸다.The embodiments illustrated by way of example with reference to FIGS. 2 and 3 represent a number of further conceivable embodiments of spindles or shaft components provided with threaded sections, in particular ball screw sections.

도 4 및 도 5는 나사 스핀들로서 구성되는 측정 대상(100)을 도시한다. 도 4는 측정 대상(100)의 이상적인 상태를 도시한다. 도 5는 측정 대상(100)의 부분적으로 변형된(굽혀진) 상태를 도시한다. 도 5에서의 변형의 예시가 명확성을 위해 과장된 것은 자명하다.4 and 5 show a measurement object 100 configured as a screw spindle. 4 shows an ideal state of the measurement object 100. 5 shows a partially deformed (bent) state of the measurement object 100. It is obvious that the example of the transformation in FIG. 5 is exaggerated for clarity.

측정 대상(100)은 볼 나사로서 구성되는 나사산(102)을 갖는다. 측정 대상(100)의 종축은 104로 표시된다. 도 5에 따른 예시에서, 측정 대상(100)은, 특히 새깅으로 인해 적어도 일부 구획 또는 구획들에서 변형된다. 따라서, 종축(104)은 나사산(102)의 영역에서 굽혀진다.The measurement object 100 has a thread 102 configured as a ball screw. The vertical axis of the measurement object 100 is denoted by 104. In the example according to FIG. 5, the measurement object 100 is deformed in at least some compartments or compartments, in particular due to sagging. Thus, the longitudinal axis 104 is bent in the area of the thread 102.

이미 상술한 바와 같이, 가급적 주어진 변형/곡률과 관계 없이 총이동 편차를 결정하기 위해 나사산(102)을 구획들(110, 112, 114)로 분할하는 것이 유리하다.As already mentioned above, it is advantageous to divide the thread 102 into segments 110, 112, 114 to determine the total displacement deviation, preferably regardless of a given strain/curvature.

이러한 목적으로, 구획들(110, 112, 114) 각각에 대한 좌표 기준 또는 좌표계를 한정하는 것이 제안된다. 이러한 경우에, 각각의 좌표 기준(120, 122, 124) 또는 각각의 좌표 기준(120, 122, 124)의 종축(130, 132, 134)은 각각의 구획(110, 112, 114)에서의 종축(104)의 실제 진로와 각각의 경우에 정렬될 것이다. 나사산(102)은 부분적 이동 편차를 결정하도록 구획들에서 이제 탐색될 수 있으며, 축(104)의 주어진 곡률이 각각의 구획(110, 112, 114)에서 적어도 부분적으로 고려된다. 이는 축(104)의 곡률이 나사산(102)을 따른 각각의 이동에서의 무작위 변화를 야기하지 않는다는 이점을 갖는다.For this purpose, it is proposed to define a coordinate reference or coordinate system for each of the partitions 110, 112, 114. In this case, the vertical axes 130, 132, 134 of each coordinate reference (120, 122, 124) or each coordinate reference (120, 122, 124) are the vertical axes in each division (110, 112, 114) (104) will be aligned with the actual course in each case. The thread 102 can now be searched in sections to determine the partial movement deviation, and a given curvature of the axis 104 is taken into account at least in part in each section 110, 112, 114. This has the advantage that the curvature of the axis 104 does not cause a random change in each movement along the thread 102.

총이동 편차를 검출하기 위해, 구획들(110, 112, 114)에 대한 부분적 이동 편차들이 함께 추가되어, 그 결과로 실제 조건들에 더 양호하게 상응하는 전반적으로 보다 정확한 측정치가 얻어진다.To detect the total travel deviation, the partial movement deviations for the segments 110, 112, 114 are added together, resulting in an overall more accurate measurement that better corresponds to the actual conditions.

원칙적으로, 구획들 사이의 (종 방향으로의) 겹침을 생성하기 위해 구획들(110, 112, 114)이 적어도 부분적으로 겹치는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 겹침 없이 구획들(110, 112, 114)을 한정하는 것을 또한 생각할 수 있다.In principle, it is conceivable that the partitions 110, 112, 114 at least partially overlap in order to create an overlap (in the longitudinal direction) between the partitions. However, it is also conceivable to define the partitions 110, 112, 114 without overlapping.

더욱이, 적절한 방식으로 나사산(102)의 다양한 구획을 고려하기 위해 구획들(110, 112, 114)의 길이들을 달리 하는 것을 생각할 수 있다. 구획들(110, 112, 114) 각각은 바람직하게는 나사산(102)의 2번 이상의 선회를 포함한다. 이러한 방식으로 주어진 피치에 기반하여, 결과로서 생기는 이동이 현재의 회전각에 따라 결정될 수 있다. 실제 값들과 설정치값들 사이의 비교가 그 다음 각각의 이동 편차를 부여한다.Moreover, it is conceivable to vary the lengths of the sections 110, 112, 114 to account for the various sections of the thread 102 in an appropriate manner. Each of the sections 110, 112, 114 preferably comprises two or more turns of the thread 102. Based on the pitch given in this way, the resulting movement can be determined according to the current angle of rotation. The comparison between the actual values and the setpoint values then gives the respective movement deviation.

도 5에서, “가상” 너트가 140으로 표시된다. 이는 구획들(110, 112, 114)의 측정 동안 얻어지는 데이터의 수치 구하기를 위한 도움이다. 이러한 접근법에 대한 근간은 “게이지 너트들”이, 특히 나사산들(102)의 결과로서 생기는 이동 편차들을 결정하기 위해 흔히 사용된다는 것이다. 이러한 게이지 너트들은 흔히 수번의 선회에 걸치고, 그러므로, 결과로서 생기는 이동 편차가 말하자면 수번의 선회를 통해 “평균화된다”.In Fig. 5, the "virtual" nut is denoted as 140. This is an aid for calculating the numerical value of the data obtained during the measurement of the sections 110, 112, 114. The basis for this approach is that “gauge nuts” are commonly used to determine displacement deviations, particularly resulting from threads 102. These gauge nuts often span several turns, and therefore the resulting movement deviation is "averaged" over, say, several turns.

이상적인 구성의 게이지 너트들이 측정 결과들의 수치 구하기에 대한 기반으로서 취해질 수 있다는 것이 이점인, 이러한 유형의 게이지 너트들의 사용을 시뮬레이션하는 것이 이제 제안된다. 따라서 수치 구하기를 위해, 140으로 표시되는 블록은 거기에 존재하는 나사산 그루브 및 존재하는 경우, 임의의 롤링 요소에 대한 이상적인 치수들과 연관되어, 그 결과로 실제 게이지 너트들과 연관될 수 있는 어떤 오류도 결정되는 이동 편차들에 대한 영향을 가질 수 없다.It is now proposed to simulate the use of gauge nuts of this type, which is advantageous in that gauge nuts of an ideal configuration can be taken as a basis for quantifying the measurement results. So, for the sake of numerical purposes, the block represented by 140 is associated with the thread groove present there and, if present, the ideal dimensions for any rolling element, resulting in any errors that may be associated with the actual gauge nuts. Nor can it have an effect on the determined movement deviations.

나사산(102)을 구획들(110, 112, 114)로 분할하는 것의 다른 이점은 “시뮬레이션된” 게이지 너트(140)가 말하자면 각각의 구획(110, 112, 114)에서 종축(104)의 곡률을 따른다는 것이다. 이는 이동 편차의 검출의 정확성을 추가로 증가시킨다.Another advantage of dividing the thread 102 into segments 110, 112, 114 is that the “simulated” gauge nut 140, so to speak, reduces the curvature of the longitudinal axis 104 in each segment 110, 112, 114. Is to follow. This further increases the accuracy of detection of movement deviation.

나사산(102) 또는 나사산(102)을 형성하는 나사산 그루브(106)의 진로는 스핀들 타입 측정 대상(100)의 회전 동안 나사산(102)을 따라 얻어지는 실제 이동을 결정하기 위해 연속적으로 또는 간헐적으로 탐색된다. 이는 좌표 측정 기계로서 구성되거나 좌표 측정 기계를 사용하는 측정 시스템의 사용을 가능하게 한다. 좌표 측정 기계의 구성에 따라, 부가 치수, 파라미터, 형상 편차, 구성의 편차 등이 결정될 수 있다.The path of the thread 102 or the thread groove 106 forming the thread 102 is searched continuously or intermittently to determine the actual movement obtained along the thread 102 during rotation of the spindle type measurement object 100 . This allows the use of a measuring system configured as a coordinate measuring machine or using a coordinate measuring machine. Depending on the configuration of the coordinate measuring machine, additional dimensions, parameters, shape deviations, configuration deviations, and the like may be determined.

전반적으로, 게이지 너트들의 사용 때문에 어려운, 결과로서 생기는 이동 편차에 대한 별도의 측정 작동을 피하는 것이 따라서 가능하다.Overall, it is therefore possible to avoid a separate measurement operation for the resulting movement deviation, which is difficult due to the use of gauge nuts.

측정 대상(100)의 실제 곡률을 따르는 2개 이상의 구획(110, 112, 114)으로 나사산(102)을 분할하는 것은 측정의 정확성을 증가시킨다.Dividing the thread 102 into two or more segments 110, 112, 114 following the actual curvature of the measurement object 100 increases the accuracy of the measurement.

도 6을 참조하면, 측정 대상의 나사산을 측정하는 방법의 예시적인 실시예가 블록도에 의해 도시된다.Referring to Fig. 6, an exemplary embodiment of a method of measuring a thread of a measurement object is illustrated by a block diagram.

방법은 좌표 측정 기계를 사용하는 측정 시스템의 제공을 포함하는 단계(S10)를 포함한다. 측정 대상의 윤곽을 반영하는 상응하는 공간적 좌표들을 검출하기 위해 측정 대상을 탐색하는 것이 따라서 가능하다.The method includes a step S10 comprising providing a measurement system using a coordinate measuring machine. It is thus possible to search the measurement object to detect corresponding spatial coordinates that reflect the contour of the measurement object.

이는 좌표 측정 기계에서의 회전대 상에 측정 대상을 장착하는 것을 포함하는 단계(S12)가 뒤따른다. 측정 대상은, 특히 나사산이 있는 구획이 구비되는 샤프트 구성 요소 또는 스핀들이다. 측정 대상은 회전대가 측정 대상의 종축을 중심으로 한정된 방식으로 측정 대상을 회전시킬 수 있는 방식으로 장착되거나 클램핑된다.This is followed by a step (S12) comprising mounting the measurement object on a rotating table in the coordinate measuring machine. The object of measurement is in particular a shaft component or spindle provided with a threaded section. The measurement object is mounted or clamped in such a way that the rotating table rotates the measurement object in a limited manner around the longitudinal axis of the measurement object.

이후의 단계(S14)에서, (피치 곱하기 선회와 동등한) 나사산의 이동 특성을 결정하기 위해 제1 나사산 구획의 나사산 경로의 다중이거나 연속적인 탐색이 수행된다. 더욱이, 이는 설정치 이동으로부터의 이동 편차를 결정하는 것을 포함한다. 단계(S16)는 추가 나사산 구획에서 유사하거나 동일한 유형의 측정 작동을 포함한다. 단계들(S14 및 S16)에서의 구획마다의 측정들은 측정 대상의 실제 곡률을 따르는 좌표 기준(좌표계)에 각각 기반한다. 이는, 특히 측정 대상의 새깅의 경우에 측정의 정확성을 증가시킨다.In a subsequent step S14, a multiple or continuous search of the thread path of the first thread section is performed to determine the moving characteristic of the thread (equivalent to pitch times turning). Moreover, this involves determining the shift deviation from the setpoint shift. Step S16 involves a similar or the same type of measuring operation in the further threaded section. The measurements for each division in steps S14 and S16 are based on a coordinate reference (coordinate system) that follows the actual curvature of the measurement object, respectively. This increases the accuracy of the measurement, especially in the case of sagging of the measurement object.

단계들(S14 및 S16)에서의 측정은 바람직하게는 나사산의 복수 번의 선회가 각각의 경우에 검출되는 방식으로 일어난다. 단계들(S14 및 S16)은 2개 이상의 구획이 연속하여 측정되는 전형적인 예들이다.The measurement in steps S14 and S16 preferably takes place in such a way that a plurality of turns of the thread are detected in each case. Steps S14 and S16 are typical examples in which two or more divisions are measured in succession.

측정 단계들(S14 및 S16)은 수치 구하기 단계(S18)가 뒤따른다. 수치 구하기 단계(S18)에서, 단계들(S14 및 S16)에서 결정되는 좌표들이 나사산에 대한 총이동 편차를 결정하기 위해 수치가 구해진다. 이는 각각의 구획의 국부 좌표 기준을 고려하여 일어난다. 이는 총이동 편차의 결정의 전체 정확성을 증가시킨다.The measuring steps S14 and S16 are followed by a numerical calculation step S18. In the numerical obtaining step S18, the coordinates determined in the steps S14 and S16 are obtained in order to determine the total travel deviation for the thread. This occurs taking into account the local coordinate reference of each section. This increases the overall accuracy of the determination of the total travel deviation.

더욱이 예시적인 실시예들에 따르면, 단계(S18)는 이상적인 치수들을 갖도록 구성되는 “가상” 게이지 너트를 고려하는 것을 포함한다. 그러한 너트는 나사산의 수번의 선회를 포함하는 종 범위를 가질 수 있다. 이는, 예를 들어 선회마다 검출되는 구성의 편차들의 레벨 측량 또는 평균화를 야기할 수 있다. 단계(S18)에서의 수치 구하기가 주로 계산에 의해 일어나므로, 전체 나사산이 이상적인 제조의 하나이고 동일한 게이지 너트에 의한 다양한 구획을 통하여 “가상으로” 선회된다는 것을 보장하는 것이 적어도 가능하다.Furthermore, according to exemplary embodiments, step S18 involves considering a “virtual” gauge nut that is configured to have ideal dimensions. Such a nut may have a longitudinal range that includes several turns of the thread. This may, for example, cause leveling or averaging of configuration deviations detected from turn to turn. Since the numerical calculation in step S18 takes place mainly by calculation, it is at least possible to ensure that the entire thread is one of the ideal fabrications and is "virtually" turned through various sections by the same gauge nut.

이는 검출되는 총이동 편차로의 “실제” 게이지 너트의 임의의 결함의 입력을 적어도 배제한다.This at least precludes the input of any defects in the “real” gauge nut into the detected total travel deviation.

이를 뒤따르는 단계(S20)에서, 측정 결과가 출력되거나 전송된다. 이러한 기반 상에서, 나사산의 치수적 정확성 및 품질을 결정하는 것이 가능하다. 결정되는 데이터는 추가로 처리될 수 있다. 결정되는 데이터에 기반하여, 체크된 나사산 또는 체크된 나사산이 구비되는 스핀들이 필요 조건들 또는 원하는 품질 등급 매김을 충족시키는지 아닌지 여부를 판단하는 것이 가능하다.In the step S20 that follows this, the measurement result is output or transmitted. On this basis, it is possible to determine the dimensional accuracy and quality of the thread. The determined data can be further processed. Based on the determined data, it is possible to determine whether the checked thread or the spindle equipped with the checked thread meets the required conditions or desired quality grading.

Claims (15)

측정 대상(52, 100) 상의 나사산(102)의 게이지리스 측정을 위한 방법으로서:
- 나사산 그루브(106)의 반복되거나 연속적인 탐색을 포함하는 제1 나사산 구획(110)에서의 부분적 이동 편차를 검출하는 단계;
- 상기 나사산 그루브(106)의 반복되거나 연속적인 탐색을 포함하는 적어도 하나의 제2 나사산 구획(112, 114)에서의 부분적 이동 편차를 검출하는 단계; 및
- 상기 검출된 부분적 이동 편차들에 기반하여 총이동 편차를 결정하는 단계를 가지며,
상기 나사산 구획들(110, 112, 114)에서의 상기 부분적 이동 편차는 측정 대상(52, 100)에서의 국부 좌표 기준(120, 122, 124)에 관하여 각각의 경우에 검출되고,
국부 좌표 기준(120, 122, 124)은 측정 대상(52, 100)에서 상기 나사산 구획들(110, 112, 114) 사이에서 이동되고,
상기 총이동 편차는 상기 측정 대상(52, 100)의 곡률과 관계 없이 상기 부분적 이동 편차들을 결합함으로써 결정되고,
상기 나사산 구획들(110, 112, 114)은 상기 부분적 이동 편차가 결정되는 적어도 한번의 선회를 포함하는, 방법.
As a method for gaugeless measurement of the thread 102 on the measurement object 52, 100:
-Detecting a partial displacement deviation in the first thread section 110 comprising repeated or continuous search of the thread groove 106;
-Detecting a partial displacement deviation in at least one second thread segment (112, 114) comprising repeated or continuous search of the thread groove (106); And
-Determining a total movement deviation based on the detected partial movement deviations,
The partial movement deviation in the threaded sections 110, 112, 114 is detected in each case with respect to the local coordinate reference 120, 122, 124 in the measurement object 52, 100,
The local coordinate reference (120, 122, 124) is moved between the threaded sections (110, 112, 114) in the measurement object (52, 100),
The total movement deviation is determined by combining the partial movement deviations irrespective of the curvature of the measurement object (52, 100),
The method, wherein the threaded sections (110, 112, 114) comprise at least one turn in which the partial movement deviation is determined.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 나사산 구획들(110, 112, 114)에서의 상기 국부 좌표 기준(120, 122, 124) 각각은 종 방향 좌표축이 각각의 나사산 구획들(110, 112, 114)의 실제 종축과 정렬되는 방식으로 정렬되는, 방법.
The method of claim 1,
Each of the local coordinates (120, 122, 124) in the threaded sections (110, 112, 114) is such that the longitudinal coordinate axis is aligned with the actual longitudinal axis of each of the threaded sections (110, 112, 114). Ordered, how.
제3항에 있어서,
상기 국부 좌표 기준들(120, 122, 124)의 상기 종 방향 좌표축들(130, 132, 134)은 상기 총이동 편차를 결정하도록 선형으로 배향되거나 정렬되는, 방법.
The method of claim 3,
The method, wherein the longitudinal coordinate axes (130, 132, 134) of the local coordinate references (120, 122, 124) are linearly oriented or aligned to determine the total travel deviation.
삭제delete 제1항에 있어서,
개별 나사산 구획들(110, 112, 114)에 대한 부분적 이동 편차들은 이상적인 구성의 가상 게이지 너트(140)가 측정 대상(52, 100)에 대해 회전하는 것을 고려하면서 결정되는, 방법.
The method of claim 1,
The method, wherein the partial movement deviations for the individual thread sections 110, 112, 114 are determined taking into account the rotation of the virtual gauge nut 140 of the ideal configuration relative to the measurement object 52, 100.
제1항에 있어서,
인접한 나사산 구획들(110, 112, 114)은 적어도 부분적으로 겹치는, 방법.
The method of claim 1,
The adjacent threaded sections (110, 112, 114) at least partially overlapping.
제1항에 있어서,
상기 나사산 구획들(110, 112, 114) 중 적어도 일부는 상이한 길이들을 갖는, 방법.
The method of claim 1,
At least some of the threaded sections (110, 112, 114) having different lengths.
제1항에 있어서,
상기 측정 대상(52, 100)은 측정 동안 주기적으로 또는 연속적으로 회전되고, 상기 측정 대상(52, 100)은 회전대(16) 상에 장착되는, 방법.
The method of claim 1,
The measurement object (52, 100) is rotated periodically or continuously during measurement, and the measurement object (52, 100) is mounted on a rotating table (16).
제1항에 있어서,
탐색이 좌표 측정 기계(10)를 사용하여 수행되는, 방법.
The method of claim 1,
The method, wherein the search is carried out using a coordinate measuring machine (10).
제1항에 있어서,
측정은 또한 이하의 것: 직경값, 위치 허용 오차, 형상 허용 오차, 표면 특성 및 그루브 윤곽 형상 데이터를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 추가 특성값을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
The method of claim 1,
The measurement also comprises determining at least one additional characteristic value selected from the group comprising the following: diameter value, position tolerance, shape tolerance, surface characteristic and groove contour shape data.
측정 시스템으로서:
- 나사산(102)이 구비되는 측정 대상(52, 100)을 수용하는 리셉터클(14);
- 측정 프로브(28)를 수용하는 적어도 하나의 측정 헤드(24);
- 적어도 2개의 공간축 상에서 상기 측정 프로브(28)를 움직이는 구동부; 및
- 상기 측정 헤드(24) 및 상기 구동부에 결합되는 제어 디바이스(60)를 가지며,
상기 제어 디바이스(60)는 제1항을 따른 방법을 상기 측정 시스템이 수행하는 것을 가능하게 하는, 측정 시스템.
As a measuring system:
-A receptacle 14 for accommodating the measurement objects 52 and 100 on which the thread 102 is provided;
-At least one measuring head 24 receiving a measuring probe 28;
-A driving unit that moves the measuring probe 28 on at least two spatial axes; And
-Having a control device 60 coupled to the measuring head 24 and the drive,
The measuring system (60) makes it possible for the measuring system to carry out the method according to claim 1.
제12항에 있어서,
상기 측정 대상(52, 100)에 대한 상기 리셉터클(14)이 장착되는 회전대(16)를 더 가지며, 상기 제어 디바이스(60)는 상기 나사산(102)을 측정하기 위해 상기 측정 헤드(24) 및 상기 측정 대상(52, 100)의 결합된 움직임을 생성하도록 설계되는, 측정 시스템.
The method of claim 12,
It further has a rotating table 16 on which the receptacle 14 for the measurement object 52, 100 is mounted, and the control device 60 includes the measuring head 24 and the measuring head 24 for measuring the thread 102. A measurement system, designed to produce a combined motion of the measurement object 52, 100.
매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 측정 시스템의 제어 디바이스(60) 상에서 실행될 때, 제12항에 따른 측정 시스템이 제1항에 따른 방법을 수행하는 것을 가능하게 하는 프로그램 코드를 갖는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored on a medium having program code that makes it possible for the measuring system according to claim 12 to perform the method according to claim 1 when the computer program stored on the medium is executed on the control device (60) of the measuring system. 삭제delete
KR1020180136448A 2017-11-09 2018-11-08 Method, system, and a computer program stored on a medium for gaugeless measurement of a thread KR102239657B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017126198.2 2017-11-09
DE102017126198.2A DE102017126198B4 (en) 2017-11-09 2017-11-09 Method and system for gaugeless measurement of a thread

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190053115A KR20190053115A (en) 2019-05-17
KR102239657B1 true KR102239657B1 (en) 2021-04-13

Family

ID=66178743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180136448A KR102239657B1 (en) 2017-11-09 2018-11-08 Method, system, and a computer program stored on a medium for gaugeless measurement of a thread

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6676730B2 (en)
KR (1) KR102239657B1 (en)
DE (1) DE102017126198B4 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111426295B (en) * 2020-04-17 2021-11-23 西安奕斯伟材料科技有限公司 Crystal bar diameter measuring device and method
GB2611110A (en) * 2021-09-22 2023-03-29 Zf Steering Systems Poland Sp Zo O Steering column assembly for a vehicle
CN116147555B (en) * 2023-04-19 2023-07-04 山东恒圣石墨科技有限公司 Device for detecting size of internal thread of graphite chuck and control method
CN116989639B (en) * 2023-09-28 2023-12-26 聊城泰通精工机械科技有限公司 Conical bearing rolling body diameter measurement jig

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009020118A (en) 2008-09-19 2009-01-29 Mitsutoyo Corp Method for measuring screw-thread shape
CN103913463A (en) 2014-03-07 2014-07-09 陕西理工学院 Ball screw reconstruction method by utilization of linear array CCD
KR101524709B1 (en) * 2014-01-08 2015-06-02 주식회사 고영테크놀러지 Method for generating reference data for inspection of a circuit board
JP2016517957A (en) * 2013-04-02 2016-06-20 カール ザイス インダストリエル メステクニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for determining the shape contour of the measurement object
CN105783842A (en) * 2016-03-25 2016-07-20 哈尔滨理工大学 Detection method for distribution characteristic of large-pitch outside-thread processing surface morphology
KR101677001B1 (en) * 2015-08-24 2016-11-16 신토 에스 프레시젼 가부시키가이샤 Measuring apparatus

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19920169A1 (en) 1999-05-03 2000-11-09 Heidelberger Druckmasch Ag Method and device for linearity measurement
CA1239015A (en) * 1984-02-17 1988-07-12 Anthony Storace Thread measurement tool
DE3809639A1 (en) 1988-03-22 1989-10-05 Egm Entwicklung Montage METHOD AND DEVICE FOR INDIRECT MEASURING
US5521707A (en) 1991-08-21 1996-05-28 Apeiron, Inc. Laser scanning method and apparatus for rapid precision measurement of thread form
KR100481808B1 (en) * 2002-04-12 2005-04-11 한국기계연구원 A untouchable type apparatus for measuring a gear
US8035094B2 (en) 2002-06-17 2011-10-11 Quest Metrology, LLC Methods for measuring at least one physical characteristic of a component
DE10234596B3 (en) 2002-07-30 2004-01-22 Daimlerchrysler Ag As recirculating ball steering trained electric power steering a motor vehicle
JP4427421B2 (en) * 2004-09-14 2010-03-10 アイパルス株式会社 Mounting board imaging method, inspection method and inspection apparatus, and mounting line
AR071076A1 (en) 2008-03-27 2010-05-26 Sumitomo Metal Ind APPARATUS, PROVISION AND METHOD TO MEASURE CHARACTERISTICS OF A THREAD IN AN EXTREME OF CANO OR PIPING
JP5471477B2 (en) * 2010-01-15 2014-04-16 ウシオ電機株式会社 Thread inspection equipment
JP5674149B2 (en) 2011-05-30 2015-02-25 新東工業株式会社 Cumulative lead error measuring device and measuring method for ball screw shaft
US20130104407A1 (en) 2011-10-26 2013-05-02 Hexagon Technology Center Gmbh Determining thread lead or pitch accurately
JP6093538B2 (en) * 2012-10-11 2017-03-08 株式会社ミツトヨ Thread shape measurement method
US9823062B2 (en) * 2013-03-07 2017-11-21 Mectron Engineering Company, Inc. Inspection system for threaded parts
DE102015106738A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 Brodmann Technologies GmbH Method for contactless assessment of the surface condition of a ball track of a ball screw

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009020118A (en) 2008-09-19 2009-01-29 Mitsutoyo Corp Method for measuring screw-thread shape
JP2016517957A (en) * 2013-04-02 2016-06-20 カール ザイス インダストリエル メステクニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for determining the shape contour of the measurement object
KR101524709B1 (en) * 2014-01-08 2015-06-02 주식회사 고영테크놀러지 Method for generating reference data for inspection of a circuit board
CN103913463A (en) 2014-03-07 2014-07-09 陕西理工学院 Ball screw reconstruction method by utilization of linear array CCD
KR101677001B1 (en) * 2015-08-24 2016-11-16 신토 에스 프레시젼 가부시키가이샤 Measuring apparatus
CN105783842A (en) * 2016-03-25 2016-07-20 哈尔滨理工大学 Detection method for distribution characteristic of large-pitch outside-thread processing surface morphology

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017126198A1 (en) 2019-05-09
JP2019086520A (en) 2019-06-06
JP6676730B2 (en) 2020-04-08
KR20190053115A (en) 2019-05-17
DE102017126198B4 (en) 2021-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102239657B1 (en) Method, system, and a computer program stored on a medium for gaugeless measurement of a thread
EP0275428B2 (en) Method for calibrating a coordinate measuring machine and the like
Joubair et al. A novel XY-Theta precision table and a geometric procedure for its kinematic calibration
US10209107B2 (en) Geometric error identification method of multi-axis machine tool and multi-axis machine tool
EP2591310B1 (en) Method for recalibrating coordinate positioning apparatus
CN100419371C (en) Surface scan measuring device and method of forming compensation table for scanning probe
US20160116275A1 (en) Geometric-error identification system and geometric-error identification method
CN101298984A (en) Coordinate measuring method and device
Liu et al. Identification of position independent geometric errors of rotary axes for five-axis machine tools with structural restrictions
WO2018116635A1 (en) Movement error identification method for machine tool
EP2149775B1 (en) Profile measuring instrument and profile measuring method
EP0279926B1 (en) Method for determining position within the measuring volume of a coordinate measuring machine and the like and system therefor
JP2006349410A (en) Calibration method and program for creating calibration execution program for measurement device
US11409258B2 (en) Information processing device and information processing method
CN106873644B (en) High-precision attitude control method for aircraft ground simulation system translation mechanism
JP2014135068A (en) Method and device for creating error map, and numerically controlled machine tool having error map creation function
JP2016154039A (en) Method and device for creating error map, and numerically controlled machine tool having error map creation function
US10222193B2 (en) Method and apparatus for inspecting workpieces
Wang et al. Simple measuring rod method for the coaxiality of serial holes
JP2012079358A (en) Error map creation method, device, and numerical control machine tool with an error map creation function
Oh Robot accuracy evaluation using a ball-bar link system
Nikam Coordinate Measuring Machine (CMM)
EP3101384B1 (en) Calibration method for calibrating the drive axis of a machine tool
Rahman et al. Comparative comparison of direct measurement methods in geometric accuracy testing of machine tools: A case study of CNC vertical milling machine
EP3960368A1 (en) Method for calibrating the geometric errors of a machine tool

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant