KR20190127659A - 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법에 적용하기 위한 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스 - Google Patents

수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법에 적용하기 위한 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스 Download PDF

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마젤 마이어
스테판 마치넥
토마스 로히빌러
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덱켈 마호 프론텐 게엠베하
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Abstract

본 발명은 수치 제어 머신 툴(100)을 측정하기 위한 방법에 적용하기 위해 수치 제어 머신 툴(100) 상의 사용을 위한 디바이스(1)에 관한 것으로, 디바이스(1)는: 측정 장치를 거쳐 측정을 위한 제 1 측정 엘리먼트(3), 측정 장치를 거쳐 측정을 위한 제 2 측정 엘리먼트(3), 제 1 측정 엘리먼트(3) 및 제 2 측정 엘리먼트(3)가 서로로부터 이격되는 스페이서 엘리먼트(2), 및 머신 툴(100)의 머신 파트(20)에 디바이스(1)를 고정하기 위한 적어도 하나의 고정 부분(4)을 포함한다.

Description

수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법에 적용하기 위한 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스
[1] 본 발명은 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법에 적용하기 위한 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 방법 그 자체뿐 아니라 수치 제어 머신 툴 및 본 발명에 따른 디바이스를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
[2] 예를 들어, EP 1 696 289 A1 또는 DE 10 2010 038 783 A1으로부터 알려진 바와 같이, 머신 툴을 측정하기 위한 방법은 정확도 편차(accuracy deviation)에 대해 머신 툴을 검사하기 위해 사용된다. 이들 편차는 예를 들어, 가이드(guide)의 마모로부터, 또는 이동가능 머신 파트(movable machine part)의 서로에 대한 충돌에 의해 발생할 수 있다.
[3] EP 1 696 289 A1은 머신 툴 상의 회전 축을 측정하기 위한 방법을 설명한다. 여기서, 측정 볼이 실장되는 회전 축을 더 피벗팅(pivoting)하는데 기인하여 2개의 측정 포지션(position)(2-지점 측정)에서 측정 볼이 탐침된다. 측정 볼의 반경이 알려지기 때문에, 예를 들어, 머신 좌표 시스템에 관한 각 측정 포지션에서의 측정 볼의 각각의 볼 중심 포인트(또는 다른 측정 볼 기준 포인트)의 공간적 포지션은 (측정 볼의 2개의 측정 포지션 각각에서) 측정 볼 표면의 3개 지점에서 탐침하고 3개의 표면 지점의 좌표를 결정함으로써 결정될 수 있다. 2개의 측정 포지션과 각각 결정된 공간 포지션 사이의 회전 축의 피벗팅 각도로부터, 회전 축의 중심 포인트 포지션이 결정된다.
[4] 2개의 측정 좌표로부터, 회전 축의 피벗 지점은 측정 볼이 실장된 곳에 관하여 결정된다. 선형 축을 계산하기 위해, 상술한 2-지점 측정이 회전 축 위에 서로 다른 높이에서 반복될 수 있고, 그로 인해 이 높이에 대한 피벗 지점은 2-지점 측정으로부터 계산될 수 있다. 양쪽 피벗 지점의 연결이 회전 축의 방향을 결정하기 위해 사용된다.
[5] DE 10 2010 038 783 A1은 회전 축의 이동이 선형 머신 축을 이동시킴으로써 회전 축의 둘레 상의 게이지(gauge)의 복수의 포지션을 탐침함으로써 결정되는 방법을 설명한다. 그에 의해 결정된 측정 값은 탐침 지점의 좌표를 조사하는 원형 경로를 계산적으로 결정하기 위해 사용된다. 또한, 측정 결과는 회전 축과 탐침 선형 축 사이의 상대적 경사 에러를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
[6] 더욱이, 측정 시스템 제조업자 RENISHAW에 의한 머신 정확도를 검사하기 위한 방법(및 대응하는 디바이스)이 알려져 있고, 여기서 완전한 원형 및 부분적 원형 둘 다에 걸친 "볼바(ballbar)"에 의해 측정(원형 테스트)이 실행될 수 있다. 하나의 클램핑에서 모든 3개의 머신 평면으로부터의 측정이 이루어진다. 3개의 관련 측정에 기초하여, 머신의 용적 측정 정확도(volumetric accuracy)가 결정될 수 있다.
[7] 그러나, 상술한 방법은 사용된 측정 셋업이 특정 축을 측정하기 위해 부분적으로 이동되어야 한다는 점에서 일부 단점을 가진다. 그러나, 측정 셋업을 이동시키는 것은 축의 측정 지속기간을 증가시키고 또한 추가적인 불확실성을 측정에 유입시키는 위험을 수반한다. RENISHAW 시스템의 다른 단점은 원형 테스팅의 대부분이 단지 비교적 제한된 부분 원형에 걸쳐 실행될 수 있어서, 비-횡단 영역에서의 머신 부정확도가 "놓쳐질" 수 있다는 것이다. 또한, RENISHAW의 방법에서, 워크 스핀들(work spindle)과 머신 테이블 사이의 원형 운동을 분석하기 위해 머신 테이블의 회전 중심 상에 지지 부재가 실장된다. 따라서, 테이블의 회전 중심 상의 정확한 포지셔닝이 거의 불가능하고 회전 중심에 매우 가까운 포지셔닝은 머신 테이블 회전의 "실제" 중심 위치에 관한 결론이 도출되어야 하는 것에 기초하여, 약간의 측정만을 허용하기 때문에, 지지 엘리먼트의 상당한 포지셔닝 에러가 회전 운동의 편차에 더해질 수 있다.
[8] 따라서 본 발명의 목적은 상기 문제점이 회피될 수 있고 그에 기초하여 머신 툴 기하학의 최적화가 수행될 수 있는, 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법에 적용하기 위한 수치 제어 머신 툴 상의 사용을 위한 디바이스를 제공하는 것이다.
[9] 더욱이, 본 발명의 목적은 본 발명에 따른 디바이스로 실행될 수 있는 방법 뿐 아니라, 본 발명에 따른 디바이스 및 머신 툴을 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.
[10] 이들 목적은 청구범위 제 1 항에 따른 디바이스, 청구범위 제 23 항에 따른 시스템 및 청구범위 제 24 항에 따른 방법에 의해 달성된다. 종속 청구항은 본 발명에 따른 디바이스의 유용한 실시예에 관한 것이다.
[11] 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법에 적용하기 위한 수치 제어 머신 툴 상에 사용하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는: 측정 장치를 거쳐 측정하기 위한 제 1 측정 엘리먼트, 측정 장치를 거쳐 측정을 위한 제 2 측정 엘리먼트, 제 1 측정 엘리먼트 및 제 2 측정 엘리먼트가 서로로부터 이격되어 배치되는 스페이서 엘리먼트(spacer element), 및 디바이스를 머신 툴의 머신 파트에 고정하기 위한 적어도 하나의 고정 부분(fastening portion)을 포함한다.
[12] 측정 엘리먼트의 대응하는 배치를 가지는 본 발명에 따른 디바이스에 의해, 머신 툴의 복수의 축이 측정 사이클에서 측정될 수 있고 (선형 축의 직진성, 교차 각도, 선형 축에 대한 보상 에러, 회전 축에 대한 피치 에러(pitch error), 회전 축의 텀블링(tumbling) 등에서와 같은) 대응하는 에러가 결정될 수 있다. 예를 들어, 5-축 머신 툴에 대해, 하나의 사이클에서 3개의 선형 축 및 2개의 회전 축을 측정할 수 있다. 그러나, 다양한 다른 타입의 머신 툴(예를 들어, 선반, 그라인딩 머신(grinding machine), 침식 머신(eroding machine)등)은 또한 본 발명의 디바이스를 사용하여 유용하게 측정될 수 있다. 획득된 결과는 차례로 대응하는 머신 툴이 더 정교한 수정 과정(예를 들어, 가이드, 베어링 등을 재작업 또는 교체함으로써)을 겪어야 하는지, 또는 보상의 상당한 추가의 시간 및 비용-절감 가능성, 즉 머신 파라미터의 조정(타겟 값/타겟 포지션의 정정)이 대신 존재하는지 여부를 판정하기 위해 사용될 수 있다.
[13] 이에 의해 머신 운동학에 더하여 머신의 기본 기하학(정확도)을 교정할 수 있게 한다.
[14] 스페이서 엘리먼트에 의해 서로로부터 이격되는, 그리고 예를 들어 측정 엘리먼트(볼 거리 측정)의 포지션을 측정하기 위해 측정 프로브(probe)에 의해 탐침되는 2개의 측정 엘리먼트의 사용은 독특하게도, 머신 툴을 측정하기 위한 방법이 상당히 간략해지게 한다. 사용자는 머신 파트 상에 한번만 디바이스를 포지셔닝해야 하고 머신 툴의 구성에 따른 포지셔닝된 디바이스에 의해 모든 축을 측정할 수 있다.
[15] 측정 엘리먼트의 포지션을 검출하기 위한 측정 프로브의 사용은 지점 측정 시스템의 일 예일 뿐이고 이하의 예로서 더 사용될 것이다. 그러나, 임의의 다른 지점 측정 시스템, 예를 들어 레이저 스폿 미터(laser spot meter) 또는 에어 갭 미터(air gap meter)가 사용될 수 있다.
[16] 추가로, 포지션 당 더 많은 측정 지점이 2개의 측정 엘리먼트에 의해 검출될 수 있기 때문에, 부착 디바이스를 가지는 머신 파트의 서로 다른 포지션의 미세한 부분분할을 생략할 수 있다. 따라서, 머신 툴의 축은 더 대강의 단계로 측정될 수 있고, 그에 의해 방법의 속도를 전체적으로 올릴 수 있다.
[17] 측정 엘리먼트 사이의 거리가 알려질 뿐 아니라, 여러 측정 사이클에 걸쳐 가능한 한 일정하게 유지될 수 있는 것이 설명한 디바이스의 장점이다. 예를 들어, 머신의 연속 동작 동안, 머신 내의 온도 분포 및 값이 변화하기 때문에, 이들 변화는 스페이서 엘리먼트의 조건 및 측정에 반영될 수 있다. 이 때문에, 주변 조건에서의 예상된 변화에 크게 둔감한 이격 엘리먼트가 선택되었다.
[18] 따라서, 이 거리는 심지어 변화하는 주변 조건에 따라 더 긴 측정 사이클에 걸쳐 일종의 "길이 표준" 및 머신을 측정하기 위한 기준 값으로서 사용될 수 있다.
[19] 고장난 측정 장치로 인한 측정 엘리먼트의 측정에서의 에러를 회피하기 위한 상술한 디바이스의 다른 중대한 특성은 스페이서 엘리먼트와 함께하는 측정 엘리먼트가 매우 작은 장력을 생성하면서 머신 파트에 고정될 수 있다는 것이다.
[20] 이것은 클램핑(clamping) 및/또는 자기 고정 및/또는 로킹 옵션을 가짐으로써 달성된다. 이들 옵션은 스페이서 엘리먼트와 함께 측정 엘리먼트를 원하는 대로 머신 파트 상에 포지셔닝하게 할 수 있고, 그 후에만 머신 파트에 대해 측정 엘리먼트를 사용하여 스페이서 엘리먼트의 위치를 고정하게 할 수 있다. 주목된 바와 같이 디바이스는 머신 파트 상에 고정될 수 있을 뿐 아니라, 대응하는 워크피스(workpiece) 상에 고정되어, 예를 들어 워크피스를 사용하여 머신 툴의 측정을 수반하여 프로세싱되거나, 머신 파트 및 워크피스 상에 결합하여 고정될 수 있다.
[21] 따라서, 필요한 정확도를 가지는 머신 툴에서 정밀한 파트를 대응적으로 제조하기 위해 공장에 존재하는 머신 파크(machine park)의 머신 툴의 매우 신속한 분류가 가능하다. 더욱이, 머신 툴의 대응하는 부정확도를 알게 됨으로써, 제조되는 파트가 가질 정확도가 예측될 수 있다.
[22] 본 발명에 따른 디바이스의 적용 및 그에 기초한 머신 툴의 후속적인 교정을 사용하여, 발명자는 머신 툴을 매우 간단하고 복잡하지 않게 측정하도록 디바이스를 유지하면서 머신 정확도는 상당히 증가시키는 것을 달성할 수 있다.
[23] 본 발명에 따른 디바이스의 특히 유용한 추가 발전은 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트가 각각 견고한 연결을 통해 스페이서 엘리먼트에 고정된다는 것이다.
[24] 현 시점 그리고 다음에서, 견고한 연결(rigid connection)은 스페이서 엘리먼트의 측정 엘리먼트의 상대적 포지션이 고정되는 것을 보장하는 것으로 이해되어야 한다. 견고한 연결은 따라서 측정 엘리먼트와 스페이서 엘리먼트 사이의 안전하고 고정된 연결로 고려될 수 있어서, 측정 엘리먼트 및 스페이서 엘리먼트는 단지 서로로부터 분리될 수 있거나 이들 엘리먼트의 상대적 포지션이 단지 부착/고정을 해제함으로써 변경될 수 있다. 이것은 특히 다중 측정으로 측정 결과를 추적하는데 있어서 큰 장점이다. 연결을 해제함으로써, 측정 엘리먼트 사이의 사전 정의된 거리 및 사전 결정된 포지션이 손실되어, 스페이서 엘리먼트 상에 또는 스페이서 엘리먼트에서의 측정 엘리먼트의 갱신된 부착 후에, 본 발명에 따른 디바이스는 다시 측정되어야 할 것이다.
[25] 견고한 연결은 2개의 측정 엘리먼트 및 스페이서 엘리먼트가 유닛(unit)을 형성함을 보장한다. 그 후에만 이 단위를 일종의 "길이 표준"으로서 형성하는 것이 가능하다. 이것은 측정 결과의 정확도에 관한 머신 툴의 측정을 위해 그리고 측정 동안 기준 값으로서의 가능한 사용을 위해 중요하다.
[26] 더욱이, 본 발명에 따른 디바이스는 스페이서 엘리먼트가 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 배치된 부분을 가지고, 그 부분은 3.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은, 특히 1.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은 열 팽창 계수를 가지는 재료로 형성되고; 또는 스페이서 엘리먼트가 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 이격 방향으로 3.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은, 특히 1.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은 열적 팽창의 계수를 가지는 재료로 형성되는, 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 배치된 부분을 가진다는 점에서 더 유용하게 발전될 수 있다.
[27] 더욱이, 본 발명에 따른 디바이스는 스페이서 엘리먼트가 적어도 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 3.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은, 특히 1.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은 열 팽창 계수를 가지는 재료를 포함하고; 또는 스페이서 엘리먼트가 적어도 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 이격 방향으로 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에, 3.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은, 특히 1.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은 열 팽창 계수를 가지는 재료를 가진다는 점에서 더 유용하게 개발될 수 있다.
[28] 어쨌든, 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 배치되는 전체 스페이서 엘리먼트 또는 스페이서 엘리먼트의 파트가 주변 온도에서의 변화에 크게 둔감하게 되도록 비교적 낮은 열 팽창 계수를 가지는 재료로 이루어진다면 유용할 것이다.
[29] 본 발명에 따른 디바이스의 유용한 추가 발전은 스페이서 엘리먼트가 탄소 섬유 보강 플라스틱으로 형성되는 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 배치되는 부분을 가지거나, 스페이서 엘리먼트가 탄소 섬유 보강 플라스틱으로 형성되거나, 스페이서 엘리먼트가 탄소 섬유 로드(rod)로서 형성되는 것이다.
[30] 탄소 섬유 보강 플라스틱 또는 탄소 섬유 로드는 이미 본 발명자의 제 1 실험에서 매우 유용한 것으로 증명되었는데, 이 재료 및 이 재료로 이루어진 로드-형상 스페이서(rod-shaped spacer)는 여전히 비교적 낮은 중량을 가지면서도, 매우 낮은 열 팽창 계수를 가질 뿐 아니라 최종 스페이서 엘리먼트가 또한 구부림 및 압축/인장 응력(compressive/tensile stress)에 매우 저항력이 있기 때문이다. 이것은 로드-형상 스페이서 엘리먼트가 그 자신의 낮은 중량에 의해 (수직 배치 바깥으로) 상당히 덜 변형되고 따라서 로드-형상 스페이서 엘리멘트가 머신 툴에 배치되는 포지션에 관계없이, 2개의 측정 엘리먼트 사이의 미리 결정된 거리는 불확실성에 덜 영향받기 때문에 매우 유용하다.
[31] 본 발명에 따른 디바이스는 또한 스페이서 엘리먼트가 석영 유리로 형성되는 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 배치되는 부분을 가지거나, 스페이서 엘리먼트가 석영 유리로 형성되거나, 스페이서 엘리먼트가 석영 유리 로드로서 구성된다는 점에서 더 발전될 수 있다.
[32] 매우 낮은 열 팽창 계수로 인한 스페이서 엘리먼트의 형성을 위해 유용한 다른 재료는 석영 유리이다. 탄소와 같이, 이 재료는 온도 변화에 대한 매우 낮은 민감성을 제공한다. 그러나, 그 높은 밀도는 함께 스페이서 엘리먼트를 형성할 때 고려되어야 한다.
[33] 그러나, 탄소 섬유 로드 또는 석영 유리 로드 대신에, 금속 재료는 또한 스페이서를 위해, 예를 들어 비용을 절감하고 및/또는 더 낮은 정확도 요건의 이유로 사용될 수 있다. 금속 재료는 탄소 섬유 재료 또는 석영 유리와 비교하여 상당히 더 높은 열 팽창 계수를 가지고, 따라서 주변 온도에서의 변화에 훨씬 더 강하게 응답한다. 더욱이, 금속 재료로 이루어진 스페이서 엘리먼트는 디바이스의 특정 포지션에서의 측정 정확도에 추가로 영향을 미칠 수 있는, 예를 들어, 탄소 섬유 로드보다 상당히 더 높은 중량을 가질 수 있다.
[34] 가능한 본 발명에 따른 디바이스의 특히 유용한 추가 발전은 제 1 및/또는 제 2 측정 엘리먼트가 측정 볼이거나 적어도 하나의 측정 볼 부분을 가지는 것이다.
[35] 측정 동안 측정 엘리먼트를 측정 지점으로서 처리하기 위해, 측정 엘리먼트를 볼로서 구성하거나 구 부분을 가지는 것이 특히 유용한 것으로 증명되었다. 이러한 형상으로, 어느 측 프로브가 측정 엘리먼트를 터치하는지에 관계없이, 볼/볼 부분의 알려진 반경을 사용하여 볼/볼 부분의 중심 지점을 검출할 수 있고, 검출된 중심 지점을 측정 지점으로서 사용할 수 있다.
[36] 볼 또는 볼 섹션(ball section)이 예를 들어, 측정 프로브에 의해 탐침될 수 있는 최대 가능 노출 면적(exposed area)을 가진다면 특히 유용하다. 이것은 각 볼의 중심 지점의 결정이 별개로 수행될 수 있다는 장점을 가진다. 추가로, 볼이 거의 모든 측면으로부터 검출될 수 있기 때문에, 서로에 대한 볼의 배치가 용이하게 인식될 수 있다. 양쪽의 장점은 측정 정확도를 더 증가시킬 가능성을 제공한다.
[37] 본 발명에 따른 디바이스는 디바이스를 머신 툴의 머신 파트에 고정하기 위한 제 1 고정 부분을 가지는 제 1 고정 엘리먼트 및 머신 툴의 머신 파트에 고정하기 위한 제 2 고정 부분을 가지는 제 2 고정 엘리먼트를 이용하여 유용하게 더 발전될 수 있는데, 제 1 고정 엘리먼트 및 제 2 고정 엘리먼트는 스페이서 엘리먼트 상에서 서로로부터 이격되어 배치된다.
[38] 더욱이, 본 발명에 따른 디바이스는 스페이서 엘리먼트 및/또는 측정 엘리먼트의 각각의 엘리먼트에 대한 견고한 연결을 통해 각각 제 1 및 제 2 고정 엘리먼트를 고정함으로써 유용하게 더 발전될 수 있다.
[39] 이것은 이 유닛의 더 안정한 배치를 위해 머신 파트에 대한 측정 엘리먼트 및 스페이서 엘리먼트로 이루어지는 유닛의 다-지점(multi-point) 부착을 허용한다. 여기서, 바람직한 예는 디바이스의 2-지점 부착이다. 그럼에도 불구하고, 단 하나 또는 2개 이상의 고정 엘리먼트를 이용한 고정이 가능하다. 따라서, 2-지점 부착은 이하의 다양한 가능성으로부터 선택된 일 예로서 이해될 것이다. 다시, 디바이스는 머신 파트 상에 고정될 수 있을 뿐 아니라, 대응하는 워크피스 또는 머신 파트 및 워크피스와 결합하여 고정될 수 있음이 분명하게 나타난다.
[40] 본 발명에 따른 디바이스는 스페이서 엘리먼트 및/또는 측정 엘리먼트의 각각의 엘리먼트에 대한 로킹가능 연결을 통해 각각 고정되는 제 1 및 제 2 고정 엘리먼트에 의해 유용하게 더 발전될 수 있다.
[41] 로킹가능 연결은 고정 엘리먼트에 대한 스페이서 엘리먼트 및/또는 측정 엘리먼트의 포지션이 여전히 가변적이면서도, 고정 엘리먼트를 머신 파트에 고정할 수 있게 한다. 이는 스페이서 엘리먼트를 가지는 측정 엘리먼트의 무-응력(stress-free) 배치를 위해 특히 중요한데, 그에 의해서만 머신 툴에서의 배치 및 고정 이후에도 이전에 정의된 거리가 스페이서 엘리먼트에 의해 유지되는 것을 대부분 보장할 수 있기 때문이다.
[42] 본 발명에 따른 디바이스의 유용한 발전은 제 1 및/또는 제 2 고정 엘리먼트가 로킹가능 연결의 로킹해제 상태에서 스페이서 엘리먼트에 대해 피벗가능하고 및/또는 자유롭게 회전가능하다는 것이다.
[43] 본 발명에 따른 디바이스는 하나 이상의 조인트(joint), 특히 회전 및/또는 볼 조인트를 가지는 제 1 및/또는 제 2 고정 엘리먼트의 로킹가능 연결에 의해 유용하게 발전될 수 있다.
[44] 특히, 고정 엘리먼트와 스페이서 엘리먼트 또는 측정 엘리먼트 사이의 연결은 복수의 회전 자유도를 가진다는 가능성은 가능한한 무-장력(tension-free)인 공간의 상태를 허용하고 따라서 ("길이 표준"을 위해 중요한 부분으로서) 스페이서 엘리먼트에 의해 사전정의된 거리가 가능한 한 적은 영향을 받게 한다. 특히, 회전 및/또는 볼 조인트는 그에 따라 무-장력 방식으로 측정 엘리먼트를 가지는 스페이서 엘리먼트를 고정하기 위한 바람직한 선택이다.
[45] 본 발명에 따른 디바이스의 특히 유용한 발전은 제 1 중간 엘리먼트를 통해 스페이서 엘리먼트 및/또는 측정 엘리먼트 각각의 엘리먼트에 연결되는 제 1 고정 엘리먼트로 이루어지고, 제 1 조인트는 제 1 고정 엘리먼트와 제 1 중간 엘리먼트 사이에 배치되고 제 2 조인트는 제 1 중간 엘리먼트와 스페이서 엘리먼트 및/또는 측정 엘리먼트의 각 엘리먼트 사이에 배치되고, 및/또는 제 2 고정 엘리먼트는 제 2 중간 엘리먼트를 거쳐 스페이서 엘리먼트 및/또는 측정 엘리먼트의 각 엘리먼트에 연결되고, 제 3 조인트는 제 2 고정 엘리먼트와 제 2 중간 엘리먼트 사이에 배치되고, 제 4 조인트는 제 2 중간 엘리먼트와 스페이서 엘리먼트 및/또는 측정 엘리먼트의 각 엘리먼트 사이에 배치된다.
[46] 측정 엘리먼트와 스페이서 엘리먼트의 부착의 유연성을 더 증가시키기 위해, 그리고 또한 무-장력 배치의 요건을 충족시키기 위해, 고정 엘리먼트와 측정 엘리먼트 또는 스페이서 엘리먼트 사이에 배치되는 중간 엘리먼트가 사용될 수 있다. 이들 중간 엘리먼트 각각은 스페이서 엘리먼트 및/또는 측정 엘리먼트에 대한 고정 엘리먼트의 연결을 위해 제공되는 적어도 2개의 조인트를 가진다. 이들 조인트는 복수의 회전 자유도를 가지며, 이에 의해 먼저 머신 파트에 대해 고정 엘리먼트를 고정시킬 수 있고, 그 후에 고정 엘리먼트에 대해 스페이서 엘리먼트를 가지는 측정 엘리먼트를 고정할 수 있다.
[47] 본 발명에 따른 디바이스는 제 1 및 제 2 조인트를 동시에 로킹하기 위한 로킹 수단을 가지는 제 1 중간 엘리먼트, 및/또는 제 3 및 제 4 조인트를 동시에 로킹하기 위한 로킹 수단을 가지는 제 2 중간 엘리먼트에 의해 유용하게 더 발전될 수 있다.
[48] 더욱이, 가능한한 무-장력인, 측정 엘리먼트를 가지는 스페이서 엘리먼트의 상태는 중간 엘리먼트를 거쳐 로킹이 달성될 때 완성될 수 있고, 적어도 2개의 조인트는 중간 엘리먼트를 로킹할 때 동시에 고정/로킹된다. 이러한 목적을 위해, 상술한 바와 같은 클램핑 로킹 옵션(clamping locking option)이 다시 유용하다.
[49] 본 발명에 따른 디바이스는 머신 툴의 머신 파트에 부착을 위한 자기 홀더(magnetic holder)를 포함하는 제 1 및/또는 제 2 고정 엘리먼트에 의해 더 유용하게 발전될 수 있다.
[50] 결과적으로, 자화가능한 모든 표면 상에 디바이스의 매우 유연한 사용이 가능하다. 따라서, 디바이스는 머신 툴 내의 기존의 스크류-온 포인트(screw-on point) 또는 유사한 그리드-종속 고정 옵션(grid-dependent fastening option)에 의해 고정되는데 의존하지 않고, 자기 홀더에 의해 머신 툴(또는 그 컴포넌트)의 측정을 위해 필요한 머신의 파트 상의 어디에나 부착될 수 있다.
[51] 본 발명에 따른 디바이스는 스위치가능 전자석 및/또는 기계적으로 스위치가능한 자기 베이스(magnetic base)를 포함하는 자기 홀더에 의해 유용하게 더 발전될 수 있다.
[52] (예를 들어, 자기 베이스 내에 설치된 영구 자석의 포지션을 변경함으로써) 전기적으로 작동된 자기 코일(magnetic coil) 및 순수하게 기계적인 스위칭 자기 베이스 둘 다가 머신 툴 내에 디바이스를 고정하기 위해 사용될 수 있다.
[53] 더욱이, 고정 엘리먼트를 머신 툴의 머신 파트에 고정하기 위해 (스레드 연결(threaded connection), 클램프 등과 같은) 클램핑 연결뿐 아니라 해제가능한 접착 본드가 또한 사용될 수 있다.
[54] 본 발명에 따른 디바이스의 유용한 발전은 스페이서 엘리먼트가 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 미리 결정된 거리를 정의한다는 것이다.
[55] 유용하게, 스페이서 엘리먼트는 또한 매우 낮은 열 팽창 계수를 가지므로, 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 미리 결정된 거리는 (온도 변경과 같은) 변화하는 주변 조건 하에서조차 유지될 수 있다.
[56] 본 발명에 따른 디바이스는 100 mm와 같거나 큰, 그리고 특히 200 mm와 같거나 큰, 특히 300 mm와 같거나 더 큰 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 미리 결정된 거리에 의해 유용하게 발전될 수 있다.
[57] 더욱이, 본 발명에 따른 디바이스는 800 mm와 같거나 작은, 그리고 특히 700 mm와 같거나 작은, 특히 600 mm와 같거나 작은 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 미리 결정된 거리에 의해 유용하게 더 발전될 수 있다.
[58] 이들 거리는 본 발명에 따른 디바이스의 원리의 제 1 적용 테스트에서 유용한 것으로 발견되었고 대다수의 머신 툴의 서로 다른 테이블 크기 및 작업 공간 체적에서의 사용을 허용한다.
[59] 본 발명에 따른 디바이스의 유용한 발전은 디바이스가 미리 결정된 머신 툴 상의 사용을 위해 제공되는 것으로, 머신 툴은 제어가능한 선형 축을 가지고 스페이서 엘리먼트는 제어가능한 선형 축의 축 길이의 30% 내지 70%, 특히 40% 내지 60%, 및 특히 실질적으로 50%인 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 미리 결정된 거리를 가지는 것이다.
[60] 테이블 크기 및 제어가능한 선형 축의 축 길이에 따라, 그에 따라 2개의 측정 엘리먼트 사이의 더 길거나 더 짧은 거리를 선택하는 것이 이해된다. 특정 거리(예를 들어, 축 길이의 약 50%)는 제어가능한 선형 축의 축 길이에 관련하여 유용한 것으로 증명되었으므로, 머신 크기에 적응된 디바이스의 크기는 바람직하게는 머신 툴의 정확도의 신속한 평가(머신 기하학)를 위해 사용될 수 있다.
[61] 그러나, 2개의 측정 엘리먼트 사이의 더 작거나 더 큰 거리가 또한 대응하는 적용을 위해 유용할 수 있다. 예를 들어, 머신 툴의 축 길이의 50% 미만에 대응하는 거리는 유용할 수 있다. 머신 툴을 측정하기 위한 디바이스를 여러번 배치하는 것이 더 복잡하더라도, 머신 정확도의 더 상세하거나 그에 따라 더 정확한 평가가 가능한 것에 기초하여 상당히 많은 측정 지점이 검출되게 허용한다.
[62] 본 발명에 따른 시스템은 상술한 양상/발전 중 하나에 따른 수치 제어 머신 툴 및 수치 제어 머신 툴 상의 사용을 위한 디바이스를 포함한다.
[63] 본 발명에 따른 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법은 다음의 단계: 머신 툴의 워크 스핀들(work spindle) 상의 측정 장치를 수신하는 단계, 머신 툴의 선형적으로 및/또는 회전가능하게 배치가능한 머신 파트 상의 상술한 발전 중 하나에 따른 디바이스를 실장하는 단계, 머신 툴 상의 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에서 측정 프로브로 제 1 측정 엘리먼트의 각각의 실제 포지션을 결정하는 단계, 머신 툴 상의 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에 측정 장치로 제 2 측정 엘리먼트의 각각의 실제 포지션을 결정하는 단계, 머신 툴의 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 결정된 실제 포지션, 머신 툴의 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 각각의 타겟 포지션, 및 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 알려진 거리에 기초하여 머신 툴의 하나 이상의 제어가능한 축의 하나 이상의 좌표 기준 파라미터를 결정하는 단계를 포함한다.
[64] 여기서, 지점 측정 시스템은 바람직한 측정 장치로서 측정 프로브에 더하여 레이저 스폿 미터 또는 에어 갭 미터를 포함할 수 있는 측정 장치로서 사용될 수 있다.
[65] 예를 들어, 측정 프로브 및 대응하는 측정 엘리먼트를 사용하는 측정에 공통된 바와 같이, 측정 엘리먼트의 적어도 2개의 포지션이 측정 프로브에 의해 연속적으로 획득되고 그 후에 측정 엘리먼트가 이상적으로 가져야 하는 포지션과 비교되며, 서로에 대한 측정 엘리먼트의 거리가 (예를 들어, 기준 값으로서) 본 방법에서 더 고려된다. 본원에 설명된 방법은 제 2 측정 엘리먼트에 의해 후속적으로 측정을 시작하기 위해 제 1 측정 엘리먼트의 복수의 포지션을 먼저 획득하는 것에 제한되지 않는다. 오히려, 제 1 또는 제 2 측정 엘리먼트의 제 2 포지션에서의 측정을 후속적으로 계속하기 위해, 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 제 1 포지션만이 대응하는 머신 파트와 함께 이동된다.
[66] 더욱이, 방법은 또한 디바이스가 실장된 머신 파트의 표면에 평행한 평면에서 2개의 측정 엘리먼트를 배치하는 것에 제한되지 않는다. 디바이스가 상술한 중간 엘리먼트를 포함한다면, 또한 예를 들어, 일 측정 사이클에서 5-축 머신 툴의 모든 5개 축을 측정하기 위해 측정 엘리먼트 사이의 높이 오프셋을 의도적으로 제공할 수 있다.
[67] 본 발명에 따른 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법은 다음의 단계: 머신 툴의 워크 스핀들 상에 측정 장치를 수신하는 단계, 머신 툴의 선형적으로 및/또는 회전가능하게 배치가능한 머신 파트 상에 청구항 제 1 항 내지 제 22 항 중 하나에 따른 디바이스를 실장하는 단계, 머신 툴의 주변 온도를 센싱하는 단계, 제 1 측정 엘리먼트의 각각 결정된 실제 포지션의 시간에서 머신 툴의 센싱된 주변 온도에 관하여 머신 툴의 머신 파트의 적어도 2개 포지션에 측정 장치로 제 1 측정 엘리먼트의 각각의 실제 포지션을 결정하는 단계, 제 2 측정 엘리먼트의 각각 결정된 실제 포지션의 시간에서 머신 툴의 센싱된 주변 온도에 관하여 머신 툴상의 머신 파트의 적어도 2개 포지션에 측정 장치로 제 2 측정 엘리먼트의 각각의 실제 포지션을 결정하는 단계, 머신 툴의 기준 온도에 대해 각각 센싱된 주변 온도에 관한 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 각각 결정된 실제 포지션을 조정하는 단계, 머신 툴의 기준 온도에 관하여 머신 툴의 머신 파트의 적어도 2개 포지션에 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 결정된 실제 포지션, 머신 툴의 기준 온도에 관하여 머신 툴의 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 각각의 타겟 포지션, 및 머신 툴의 기준 온도에 관하여 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 알려진 거리에 기초하여 머신 툴의 하나 이상의 제어가능한 축의 하나 이상의 좌표 기준 파라미터를 결정하는 단계를 포함한다.
[68] 절대 값을 측정할 때, 결정된 실제 값은 달리 타겟 값과 필적가능하지 않기 때문에, 실제 값의 온도 조정을 실행하는 것이 특히 중요하다. 특히, (예를 들어, 머신 샵에서 종일에 걸친) 온도 변화가 매우 상당할 때, 머신 정확도 또는 머신 에러의 신뢰성있는 결정을 위해 온도 조정이 필수적일 수 있다.
[69] 실제 포지션의 각각의 결정의 시간에서 주변 온도를 검출하는 것으로 방법을 확장함으로써, 결정된 실제 위치의 온도 영향(측정 동안의 온도 변화 등)의 정정이 가능하다. 이것은 머신 툴의 기준 온도에 대해 각각 검출된 주변 온도를 가지는 결정된 포지션을 조정함으로써 이루어진다. 따라서, 측정 동안 온도가 변화할 때, 타겟 포지션/타겟 값이 특정 온도, 이 경우에 기준 온도에 대해 유효하기 때문에 실제 포지션과 타겟 포지션의 비교만이 가능하다.
[70] 본원에 설명된 방법에서, 포인트 측정 시스템은 다시 바람직한 측정 장치로서 측정 프로브에 더하여 레이저 스폿 미터 또는 에어 갭 미터를 포함할 수 있는 측정 장치로서 사용될 수 있다.
[71] 더욱이, 온도 영향의 정정은 각각의 주변 온도에 대해 (특정 온도에 관하여) 타겟 값을 조정함으로써 다른 방식으로 수행될 수 있다.
[72] 머신 툴을 측정하기 위해 본 발명에 따른 디바이스를 사용하는 것은 일 측정 사이클에서 훨씬 더 미세하게 머신 툴의 모든 선형 및 회전 축을 신뢰성있게 측정하고 그에 기초하여 머신 툴의 머신 운동학 및 추가적으로 기본 기하학을 교정할 가능성을 제공하여 머신 정확도에서의 상당한 증가를 야기하는 간단한 방법이다.
[73] 상술한 양상 및 피처(feature)의 장점 및 더 상세한 실시예 뿐 아니라 그 다른 양상 및 장점은 첨부 도면에 관하여 후속하는 서술 및 설명에서 설명되지만, 제한하려는 것이 아니다.
[74] 도 1은 디바이스의 제 1 실시예를 가지는 머신 파트(본원에서 머신 테이블) 및 그 위에 설치된 측정 프로브를 가지는 워크 스핀들을 가지는 머신 툴을 개략적으로 도시한다.
[75] 도 2는 디바이스의 제 2 실시예를 가지는 머신 파트(본원에서 머신 테이블) 및 그 위에 설치된 측정 프로브를 가지는 워크 스핀들을 가지는 머신 툴을 개략적으로 도시한다.
[76] 도 3a는 디바이스의 제 2 실시예를 가지는 머신 파트(본원에서 머신 테이블) 및 그 위에 설치된 측정 프로브를 가지는 워크 스핀들을 가지는 머신 툴을 개략적으로 도시한다.
[77] 도 3b는 디바이스의 제 2 실시예를 가지는 머신 파트(본원에서 머신 테이블) 및 그 위에 설치된 측정 프로브를 가지는 변위된 워크 스핀들을 가지는 머신 툴을 개략적으로 도시한다.
[78] 도 4는 디바이스의 제 3 실시예를 가지는 머신 파트(본원에서 머신 테이블) 및 그 위에 설치된 측정 프로브를 가지는 워크 스핀들을 가지는 머신 툴을 개략적으로 도시한다.
[79] 도 5a는 스페이서 엘리먼트를 수반하는 복수의 측정 엘리먼트를 가지는 디바이스의 제 4 실시예를 도시한다.
[80] 도 5b는 십자형 스페이서 엘리먼트(cross-shaped spacer element), (또한 십자형 스페이서 엘리먼트의 일부분을 수반하는) 복수의 측정 엘리먼트, 및 디바이스의 4-지점 부착을 가지는 디바이스의 제 5 실시예를 도시한다.
[81] 도 6은 본 발명에 따른 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
[82] 도 7은 본 발명에 따른 다른 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
[83] 이하에, 본 발명의 실시예의 예시가 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 도면에서 동일하거나 유사한 엘리먼트는 동일한 기준 부호에 의해지시되지만, 때때로 서로 다른 기준 부호로 지시될 수 있다.
[84] 그러나, 본 발명은 이하에 설명되는 실시예 및 그 피처에 제한되지 않고, 오히려 특히 설명된 예시의 피처의 변형들 또는 설명된 예시의 피처 중 하나 이상의 조합에 의해 종속 청구항의 범위 내에 포함되는 실시예의 변형을 포함한다.
[85] 도 1은 디바이스(1)의 제 1 실시예를 가지는 머신 파트(20)(본원에서 머신 테이블) 및 디바이스(1) 상에 설치되는 측정 프로브(10)를 가지는 워크 스핀들(30)을 가지는 머신 툴(100)을 개략적으로 도시한다.
[86] 디바이스(1)(측정 디바이스(1))는 각각 스페이스 엘리먼트(2)의 일 단에 부착되고 스페이서 엘리먼트(2)에 고정적으로 연결되는 2개의 측정 엘리먼트(3)를 포함한다. 더욱이, 도 1에서의 디바이스는 2개의 고정 엘리먼트(4)를 포함하여, 이에 의해 디바이스(1)가 머신 파트(20) 상에 고정될 수 있다.
[87] 스페이서 엘리먼트(2)를 가지는 측정 엘리먼트(3)의 측정 볼(또는 측정 볼 부분)의 배치가 반드시 일 평면에 제한되지 않아도 된다. 도 1에 도시된 예에 반대로, 측정 엘리먼트(3)의 측정 볼은 또한 서로에 대해 스페이서 엘리먼트(2)의 세로 축에 관하여 임의의 각도만큼 회전될 수 있다. 추가로, 측정 엘리먼트(3)의 측정 볼은 스페이서 엘리먼트(2)의 각 단과 관련하여 도 1에 도시된 x-축을 따라 스페이서 엘리먼트(2)의 단부로부터, 스페이서 엘리먼트(2)의 방향으로 더 안쪽으로, 또는 스페이서 엘리먼트(2)에 관하여 반대 방향으로 더 바깥쪽으로 배치될 수 있다. 이것은 y-축 및 z-축에 관하여 측정 엘리먼트(3)의 측정 볼에 유사하게 적용한다.
[88] 측정 엘리먼트(3) 및 스페이서 엘리먼트(2)는 일종의 "길이 표준"으로서의 기준 목적을 위해 머신 툴(100)의 측정에 이후의 사용을 위해 의도되는 견고한 연결에 의해 유닛을 형성한다. 더욱이, 견고한 연결은 예를 들어, 측정 엘리먼트(3) 및 스페이서 엘리먼트(2)의 단부가 스페이서 엘리먼트(2)에 대해 측정 엘리먼트(3)의 포지션을 정의하는 기계적 스톱(stop)을 가지는 경우에, 탈착가능한 연결로 교체될 수 있다. 이것은 예를 들어, 측정 엘리먼트(3)가 다른 형상 측정 엘리먼트(3) 또는 다른 형상 측정 볼/측정 볼 부분을 위해 교체되어야 할 때 유리하도록 사용될 수 있으며, 이에 의해 측정 엘리먼트 거리의 갱신된 측정은 절대적으로 필요하지 않을 수 있다.
[89] 추가로, 온도 변화에 관하여 매우 낮은 팽창 계수를 가지도록 스페이서 엘리먼트(2)의 재료가 선택된다. 적합한 재료는 그 중에서도, 탄소 섬유 또는 석영 유리일 것이고, 탄소 섬유에 대한 열 팽창 계수는 약 -0.1 x 10-6 K-1이고 석영 유리에 대한 열 팽창 계수는 약 0.54 x 10-6 K- 1이다. 낮은 열 팽창 계수를 가지는 다른 재료가 또한 스페이서 엘리먼트로서의 사용을 위해 적합할 수 있다.
[90] 스페이서 엘리먼트(2)의 단부에서(그리고 또한 측정 엘리먼트(3) 상에 도 1에 도시된 바와 같이), 머신 파트(20)(본원에서 머신 테이블) 상에 디바이스(1)를 고정하기 위해 고정 엘리먼트(4)가 각각 제공된다. 이러한 목적을 위해, 고정 엘리먼트(4)는 전자석 또는 기계적으로 스위칭가능한 영구 자석을 포함할 수 있고, 이에 의해 각 고정 엘리먼트(4)는 머신 파트(20)의 표면에 고정될 수 있다. 추가로, 자기 고정 옵션 대신에 디바이스(1)와 머신 파트(20) 사이에 탈착가능 접착 본드(adhesive bond)를 사용할 수 있다. 더욱이, 자기 고정 대신에 또는 자기 고정과 결합하여, 머신 파트(20)에 디바이스(1)를 고정하기 위해 클램프 고정이 제공될 수 있다.
[91] 머신 툴(100)의 워크 스핀들(30)에 수신되는 측정 프로브(10)는 바람직하게는 촉각으로(tactilely), 즉 접촉에 의해 디바이스(1)(측정 디바이스(1))의 측정 엘리먼트(3)를 검출할 수 있다. 더욱이, 측정 엘리먼트(3)의 (예를 들어 레이저 스폿 미터에 의한) 광학 검출이 또한 머신 툴(100)의 기계 좌표 시스템에 대해 그 각각의 포지션을 결정하기 위해 수행될 수 있다. 또한, 측정 프로브(10)는 스트레인 게이지(strain gauge)에 사용되는 바와 같이, 예를 들어 용량적으로 또는 유도성으로 뿐 아니라 가변의 전기 저항에 의해 센싱 엘리먼트(3)와의 접촉을 센싱할 수 있다.
[92] 머신 툴(100)의 워크 스핀들(30)은 이제 x, y 및 x 방향으로 도 1에 도시된 선형 축을 거쳐 측정 프로브(10)를 이동시키기 위해, 그리고 그에 의해 측정 엘리먼트(3)의 측정 볼/측정 볼 부분을 센싱하기 위해 사용될 수 있다. 측정 엘리먼트(3)의 측정 볼/측정 볼 부분의 알려진 반경 덕분에, 측정 엘리먼트(3)의 측정 볼/측정 볼 부분의 중심 지점이 이제 측정 지점으로서 사용될 수 있다. 그러나, 또한 각 측정 볼/측정 볼 부분 자체가 이상적인 구로부터 형상에서의 편차를 가지지만 이들은 종종 무시할만큼 작기 때문에, 측정 프로브(10)와 측정 엘리먼트(3) 자체 사이의 접촉 지점을 측정 지점으로서 사용할 수 있다.
[93] 그럼에도 불구하고, 측정 엘리먼트(3) 당 측정 지점으로서의 여러 접촉 지점을 사용하여, 측정 엘리먼트(3)의 포지션 및 머신 운동학 및 머신 툴(100)의 기본 기하학의 훨씬 더 미세한 이미지가 생성될 수 있다. 이것은 차례로, 머신 툴(100)의 가능한 후속 교정을 위해 그리고 머신 정확도를 증가시키기 위해 매우 유용한 것으로 입증될 수 있다.
[94] 더욱이, 도 1에 도시된 바와 같이, 머신 테이블은 제 1 및 제 2 회전 축에 관하여 머신 툴(100)의 머신 파트(20)로서 이동될 수 있다. 이에 의해, 높이 오프셋을 조정하기 위해 머신 테이블 상에 또는 추가 엘리먼트(예를 들어, 도 2 내지 도 3b에서의 높이 엘리먼트(40)) 상에 디바이스(10)의 유연한 포지셔닝에 의존하지 않고서, 디바이스(1)의 측정 엘리먼트(3)의 높이 오프셋을 발생시킬 수 있다. 그에 기초하여, 머신 툴(100)의 모든 축은 이제 일 측정 사이클에서 측정될 수 있다.
[95] 머신 테이블 상의 머신 테이블에 관하여 대칭적으로 디바이스(1)(측정 디바이스(1))를 의도적으로 포지셔닝하지 않는 것이 유용할 수 있다. 오히려, 항상 측정 엘리먼트(3)의 거리를 가능한 한 일정하게 유지하면서, 측정 엘리먼트(3)의 선택 거리를 거쳐 머신 테이블에 대해 가능한 한 서로 다른 측정 엘리먼트(3)의 포지션으로서 달성하는 것이 시도될 수 있다. 이것은 예를 들어, 그 각각의 원인에 대한 머신 툴(100)의 측정된 머신 에러의 개선된 추적능력을 위해 사용될 수 있다.
[96] 일반적으로, 머신 툴(100)은 측정 엘리먼트(3)의 결정된 포지션을 수신하고, 필요하다면 프로세싱하는, 본원에서 더 상세되지 않는 평가 유닛(50)을 가진다. 추가로, 평가 유닛(50)은 머신 툴(100) 내부 및/또는 바깥의 주변 온도를 센싱하도록, 그리고 결정된 포지션 값에서 고려할 수 있도록 평가 유닛(50)에 센싱 값을 송신하도록 구성되는 온도 측정 수단(60)에 연결된다.
[97] 도 1에 도시된 바와 같이 모든 3개의 선형 축(L1, L2, L3)을 따라 이동가능한 워크 스핀들(30) 및 2개의 회전 축(R1, R2)에 관하여만 비틀어질 수 있는 머신 테이블에 제한되는 것이 아님을 주목해야 한다. 제어가능한 축의 분할은 예를 들어, 워크 스핀들(30)이 2개의 선형 축 및 회전 축(워크 스핀들(30)의 작동 축에 수직임)을 가지고 머신 테이블은 선형 및 회전 축을 가지도록 선형 및 회전 축의 분할이 이루어질 수 있다. 이와 같은 분할 또는 머신 툴(100)의 제어가능한 횡단 및 이동 축 수의 가능한 증가의 다양한 추가 설계 가능성이 고려되어야 한다.
[98] 도 2는 디바이스(1)의 제 2 실시예를 가지는 머신 파트(20)(본원에서 머신 테이블) 및 그 위에 설치된 측정 프로브(10)를 가지는 워크 스핀들(30)을 가지는 머신 툴(100)을 개략적으로 도시한다.
[99] 도 1에서의 디바이스(1)와 비교하여, 도 2에서의 디바이스(1)는 또한 2개의 중간 엘리먼트(5)를 포함하고, 각 중간 엘리먼트(5)는 2개의 조인트(7) 중 하나를 거쳐 고정 엘리먼트(4)에 그리고 2개의 조인트(7) 중 다른 하나를 거쳐 측정 엘리먼트(3)에 연결된다. 조인트(7)는 단순한 힌지(hinge)의 경우에서와 같은 회전 자유도를 가질 수 있거나, 그렇지 않으면 볼 조인트 또는 유니버설 조인트(universal joint)에서와 같은 복수의 회전 자유도를 가질 수 있다.
[100] 중간 엘리먼트(5)의 각각은 고정 엘리먼트(4) 또는 머신 파트(20)에 대해 측정 엘리먼트(3) 및 스페이서 엘리먼트(2)의 포지션을 고정하기 위해, 머신 파트(20) 상의 고정 엘리먼트(4)의 고정 및 스페이서 엘리먼트(2)와 함께 측정 엘리먼트(3)의 정렬 후에 사용될 수 있는 로킹 수단(6)을 추가로 가진다. 여기서, 사용되는 중간 엘리먼트(5)의 조인트(7)는 예를 들어, 클램핑될 수 있거나, 그렇지 않으면 조인트(7)의 이동이 방지될 수 있다. 조인트(7)를 클램핑하기 위해, 예를 들어, 스크류 기어(screw gear)에 의한 중간 엘리먼트(5)의 조인트-베어링(joint-bearing) 부분의 고정이 로킹 수단(6)으로서 적합할 수 있다. 예를 들어, 자전거에 사용되는 바와 같은, 퀵 릴리즈 디바이스(quick release device)와 같은 다른 가능성이 또한 고려될 수 있다.
[101] 더욱이, 도 2에서의 예시적인 실시예에 따른 디바이스(1)를 사용함으로써, (이 경우에 z 방향으로의) 높이 오프셋이 예를 들어, 엘리베이션 엘리먼트(40)에 의해 의도적으로 발생될 수 있다. 높이 오프셋으로 인해, 머신 툴(100)의 모든 5개 축은 예를 들어, 일 측정 사이클로 측정될 수 있고, 따라서 머신 툴(100)의 모든 축을 검출하기 위해 디바이스(10)의 리포지셔닝(repositioning) 또는 변위가 회피될 수 있다.
[102] 그러나, 엘리베이션 엘리먼트(40)는 또한 머신 툴(100)과 함께 측정되는, 머시닝되는 워크피스일 수 있다. 이것은 고중량을 가지는 워크피스가 고정밀로 제조/머시닝되어야 할 때 특히 유용하다. 이러한 목적으로, 실제 머시닝 프로세스에 앞서서 워크피스를 사용하여, 예를 들어 워크피스가 클램핑되는 머신 테이블의 이동 시퀀스를 측정하고, (예를 들어, 머신 테이블의 가이드에서) 결정된 에러를 획득하고, 그 에러를 머시닝 동안 고려하는 것이 유용하다. 이것은 예를 들어, 워크피스의 머시닝의 정확도를 상당히 증가시키기 위해 보상, 즉 머신 테이블의 타겟 포지션 값의 정정에 의해 달성될 수 있다.
[103] 평가 유닛(50), 온도 측정 수단(60) 및 선형 및 회전 축(L1, L2, L3, R1, R2)의 설명을 위해, 불필요한 반복을 회피하도록 도 1에 대한 참조가 이루어진다.
[104] 도 3a는 디바이스(10)의 제 2 실시예를 가지는 머신 파트(20)(본원에서 머신 테이블) 및 그 위에 설치된 측정 프로브(10)를 가지는 워크 스핀들(30)을 가지는 머신 툴(100)을 개략적으로 도시한다.
[105] 도 2에 도시된 바와 같은 설계와의 차이는 머신 툴(100)이 도 1 및 도 2에서의 머신 툴(100)과 다른 구성을 가진다는 것이다.
[106] 이제 도시되는 머신 툴(100)의 워크 스핀들(30)은 2개의 선형 축(본원에서 x 및 z 방향) 및 워크 스핀들(30)을 y-축에 관하여 회전가능하게 하는 회전 축(L1, L2, R3)을 가진다. 더욱이, 이제 (머신 파트(20)와 같은) 머신 테이블은 선형 축(y 방향, L3) 및 머신 테이블이 z-축에 관하여 회전될 수 있는 회전 축(R2)을 가진다. 더욱이, 툴의 팁(tip), 이 경우에 측정 프로브(10)의 팁은 워크 스핀들(30) 주변의 원의 중심으로 도 3a에 도시되는 워크 스핀들(30)의 회전 축의 회전의 축에서와 같이 구성된 머신 툴(100)에서 통상적인 바와 같이 위치된다.
[107] 머신 툴(100)의 이러한 구성에 관하여 특별한 것은, (도 1에 도시된 바와 같은) 높이 오프셋 없이 디바이스(1)의 측정 엘리먼트(3)를 포지셔닝할 때, z 방향에서의 선형 축이 다른 축에서와 동일한 사이클로 측정될 수 없다는 것이다. 디바이스(1)를 도 2 및 3a에 도시된 바와 같은 중간 엘리먼트(5)로 구성함으로써, 측정 구조가 매우 유연성이 있지만, z 방향에서의 선형 축의 측정을 위한 높이 오프셋이 제공될 수 있다. 이것은 선형 축이 z 방향으로 이동해야 하는 이동 범위를 증가시키기 위해 엘리베이션 엘리먼트(40)의(또는 워크피스의) 사용에 의해 추가로 증대될 수 있다.
[108] 불필요한 반복을 회피하기 위해, 평가 유닛(50) 및 온도 측정 수단(60)의 설명을 위해 도 1에 대한 참조가 이루어진다.
[109] 도 3b는 디바이스(1)의 제 2 실시예를 가지는 머신 파트(20)(본원에서 머신 테이블) 및 그 위에 설치된 측정 프로브(10)를 가지는 변위된 워크 스핀들(30)을 가지는 도 3a에 따른 머신 툴(100)을 개략적으로 도시한다.
[110] 도 3b는 머신 툴(100)의 워크 스핀들(30)의 수직 포지션으로부터 수평 포지션으로의 변위 및 프로브(10)의 팁이 그 포지션에 남아있는 방법을 도시한다. 이것은 다시 머신 테이블에 대해 변경된 포지션에서의 디바이스(10)의 갱신된 포지셔닝을 회피하기 위해 높이 오프셋에 대한 필요성을 명확하게 한다.
[111] 평가 유닛(50), 온도 측정 수단(60) 및 선형 및 회전 축(L1, L2, R3, L3, R2)의 설명을 위해, 불필요한 반복을 회피하도록 도 1에 대한 참조가 이루어진다.
[112] 도 4는 디바이스(1)의 제 3 실시예를 가지는 머신 파트(20)(본원에서 머신 테이블) 및 그 위에 설치된 측정 프로브(10)를 가지는 워크 스핀들(30)을 가지는 머신 툴(100)을 개략적으로 도시한다.
[113] 여기에 도시되는 디바이스(1)의 실시예는 각각의 측정 엘리먼트(3)와 머신 파트(20) 사이의 거리가 단계적으로 또는 특정 범위 내에서 연속적으로 조정될 수 있음에 의해 망원 조정 수단(telescopic adjusting means)(8)을 제공하는 것이 도 3a 및 3b에 도시된 디바이스(1)와 다르다.
[114] 망원 조정 수단(8)에서, 머신 파트(20)에 대한 거리는 클램핑 방식으로(예를 들어, 유니온 너트(union nut) 또는 퀵 릴리즈 디바이스에 의해) 유지될 수 있거나, 고정 엘리먼트(4)에 스레드가 제공되고 측정 엘리먼트(3) 안팎으로 나사가 조여질 수 있어, 고정 엘리먼트(4)와 측정 엘리먼트(3) 사이의 거리가 증가할 수 있거나 감소할 수 있다. 또한, 예를 들어, 래칭 메커니즘(latching mechanism)에 의해 거리의 단계적인 조정이 가능하다.
[115] 평가 유닛(50), 온도 측정 수단(60) 및 선형 및 회전 축(L1, L2, R3, L3, R2)의 설명을 위해, 불필요한 반복을 회피하도록 도 1에 대한 참조가 이루어진다.
[116] 도 5a는 개략적 표현으로 스페이서 엘리먼트(2)를 수반하는 복수의 측정 엘리먼트(3)를 가지는 디바이스(1)의 제 4 실시예를 도시한다.
[117] 여기에 도시되는 디바이스(1)는 스페이서 엘리먼트(2)의 2개 단에 각각 하나의 측정 엘리먼트(3)를 가질 뿐 아니라, 스페이서 엘리먼트(2)와 함께 실장된 추가의 측정 엘리먼트(3)를 가진다. 이 경우에, 추가적인 측정 엘리먼트(3)의 수는 스페이서 엘리먼트(2)의 길이에 관한 추가적인 측정 엘리먼트(3)의 분할이 도시된 것에 제한되지 않는 바와 같이, 도시된 수에 제한되지 않는다. 측정 엘리먼트(3) 사이의 거리는 이전에 결정될 수 있거나 머신 툴(100)의 측정 전에 측정될 수 있다.
[118] 유용하게는, 측정 사이클 당 상당히 많은 수의 측정 포인트가 획득될 수 있어, 머신 기하학의 측정 및 후속적인 정정을 상당히 개선시킬 수 있다. 추가로, 더 많은 측정 엘리먼트(3)를 가지는 포지션의 변경의 더 상세한 검출을 요구하는 구역을 제공하기 위해 스페이서 엘리먼트(2)의 길이에 걸친 측정 엘리먼트(3)의 분포가 매우 유연할 수 있다. 머신 테이블로서의 머신 파트(20) 상에, 이들은 예를 들어, 머신 테이블의 피벗 포인트에 대한 더 큰 거리를 가지는 구역일 수 있다.
[119] 디바이스(1)는 또한 도 4에 설명된 망원 조정 수단(8)에 의해 확장될 수 있고 및/또는 도 5a에 명시적으로 도시되지 않더라도, 도 2에 설명된 중간 엘리먼트(5), 로킹 수단(6) 및/또는 조인트(7)에 의해 확장될 수 있다.
[120] 도 5b는 개략적 표현으로 십자-형상 스페이서 엘리먼트(2), (또한 십자-형상 스페이서 엘리먼트(2)의 일부분을 수반하는) 복수의 측정 엘리먼트(3) 및 디바이스(1)의 4-지점 부착을 가지는 디바이스(1)의 제 5 실시예를 도시한다.
[121] 또한 스페이서 엘리먼트(2)를 순수하게 로드-형상 엘리먼트로서 구성하는 것이 아니라, 십자-형상 엘리먼트로서 제조하는 것이 유용할 수 있다. 이것은 차례로 머신 툴(100)의 측정의 특정 필요성에 적응될 수 있는, 측정 엘리먼트(3)를 가지는 스페이서 엘리먼트(2)를 구비할 가능성을 야기한다. 이것은 또한 측정 사이클 당 상당히 많은 수의 측정 지점을 획득할 수 있게 하는데, 이에 의해 머신 기하학의 측정 및 후속적인 정정을 상당히 개선할 수 있다.
[122] 추가로, 예를 들어 십자-형상 스페이서 엘리먼트(2)가 연장하는 2개의 공간 방향을 통해 겹쳐진 부정확도가 검출될 수 있다. 일 예는 머신 파트(20)의 회전 축의 경우이다. 여기서, 회전 축이 회전할 때 방사 방향으로의 축 에러/축 오정렬이 검출될 수 있을 뿐 아니라, 회전 축의 경사가 또한 동시에 검출될 수 있다. 이것은 시간을 절감하고 매우 짧은 시간에 부정확도를 도시하며, 그렇지 않다면 더 빈번한 디바이스(1)의 측정 및 이동에 의해 검출되었을 것이다.
[123] 다시 한번, 추가적인 측정 엘리먼트(3)의 수는 십자-형상 스페이서 엘리먼트(2)의 로드-형상 구역의 길이에 걸친 추가적인 측정 엘리먼트(3)의 분포가 도시된 것에 제한되지 않는 바와 같이, 도시된 수에 제한되지 않는다.
[124] 추가로, 측정 엘리먼트(3)는 반드시 십자-형상 스페이서 엘리먼트(2)의 로드-형상 부분의 교차 지점에 제공되어야 하는 것은 아니다. 로드-형상 부분은 또한 연결 엘리먼트에 의해 서로 연결될 수 있거나, 십자-형상 스페이서 엘리먼트(2)는 집적 형성될 수 있다.
[125] 디바이스(1)는 또한 이들이 도 5b에 명시적으로 도시되지 않더라도, 도 4에 설명된 망원 조정 수단(8)에 의해 확장될 수 있고 및/또는 도 2에 설명된 중간 엘리먼트(5), 로킹 수단(6) 및/또는 조인트(7)에 의해 확장될 수 있다.
[126] 도 6은 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
[127] 본 발명에 따른 방법에서, 단계(S102)에서, 방법의 시작으로, 측정 프로브(10)는 머신 툴(100)의 워크 스핀들(30)에 수신되고 동작에 들어간다. 여기서, 후속하는 부분-단계는 본원에 상세되지 않는 평가 유닛(50)과 측정 프로브(10)를 연결하고 머신 툴(100)에 존재하는 머신 좌표 시스템에 대해 구성하기 위해 실행될 수 있다.
[128] 다음 단계(S103)에서, 고정 엘리먼트(4)에 의해, 대응적으로 다양한 세로 축 및/또는 다양한 회전 축을 따라 이동가능할 수 있는 머신 파트(20) 상에 고정된다. 추가로, 도 2에 도시된 바와 같이, 엘리베이션 엘리먼트(40)는 디바이스의 측정 엘리먼트(3)의 높이 오프셋을 의도적으로 발생시키기 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 엘리베이션 엘리먼트(40) 대신에 또는 그와 결합하여, 머신 툴(100)의 (머신 파트(20)로서) 머신 테이블 상에 이미 클램핑되는 머시닝될 워크피스가 고정될 수 있다.
[129] 후속적인 단계(S104)에서, 머신 파트(20)의 제 1 포지션에서의 디바이스(10)의 측정 엘리먼트(3)의 첫 번째의 포지션 좌표(실제 포지션)가 측정 프로브(10)에 의해 결정된다. 머신 파트(20)의 포지션이 머신 툴(100)의(예를 들어, 3개의 선형 축 및 2개의 회전 축의) 적어도 하나의 제어가능한 축을 제 2 포지션으로 이동시킴으로써 변화된 후에, 제 1 측정 엘리먼트(3)의 포지션 좌표(실제 포지션)가 다시 측정 프로브(10)에 의해 결정되고, 머신 파트(20)에 의해 채택된 포지션의 수는 2개의 포지션으로 제한되지 않고, 머신 파트(20)의 포지션 당 제 1 또는 임의의 다른 측정 엘리먼트(3)와 측정 프로브(10)의 (접촉 포인트) 접촉의 수와 같이 임의적으로 증가할 수 있다.
[130] 단계(S104)와 유사한 단계(S105)에서, 디바이스(1)의 제 2 측정 엘리먼트(3)의 포지션 좌표(실제 포지션)의 결정은 머신 파트(20)의 적어도 2개의 포지션에서 수행된다.
[131] 그러나, 이동이 또한 제 1 측정 엘리먼트(3)의 포지션 좌표(실제 포지션)는 머신 파트(20)의 제 1 포지션에서 측정 프로브(10)에 의해 결정되고 후속적으로 머신 파트(20)가 제 2 포지션에 이동되기 전에 머신 파트(20)의 포지션을 변경하지 않고서 측정 프로브(10)에 의해 결정되도록 수정될 수 있다.
[132] 다음 단계(S106)에서, 머신 툴(100)의 머신 좌표 시스템을 위한 하나 이상의 기준 파라미터(좌표 기준 파라미터)가 머신 툴(100)의 제어가능한 축 중 적어도 하나로부터 결정된다. 이것은 머신 파트(20)의 적어도 2개의 포지션에서 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트(3)의 결정된 포지션 좌표(실제 포지션), 머신 파트(20)의 적어도 2개의 포지션에서 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트(3)의 각각의 타겟 포지션, 및 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트(3) 사이의 이전에 알려진 거리를 평가함으로써 이루어진다.
[133] 기준 파라미터에 의해, 예를 들어, 머신 툴(100)의 대응하는 제어가능한 축이 이제 보상에 의해 교정될 수 있다. 더욱이, 평가는 또한 머신 툴(100)의 대응하는 축에서의 에러의 보상이 이해되거나 심지어 가능한지에 관한 정보를 제공할 수 있다. 제어가능한 축의 에러의 보상이 더 이상 가능하지 않다면, 기준 파라미터 또는 이상적인 축으로부터의 최종 편차가 대응하는 제어가능한 축을 조정하거나 교정하기 위해 사용될 수 있다.
[134] 유용하게, 머신 툴(100)의 분류는 평가와 함께 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 어느 머신 툴(100) 상에 대응하는 머시닝 스텝이 수행될 수 있는지, 워크피스에 대해 요구되는 정확도 또는 워크피스를 위해 요구되는 허용오차(tolerance)에 의존하여 워크피스의 머시닝 시퀀스의 과정을 통해 신속하게 결정될 수 있다.
[135] 도 7은 본 발명에 따른 추가적인 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.
[136] 본 발명에 따른 추가적인 방법의 단계(S201 내지 S203)는 본 발명에 따른 이전의 방법의 단계(S101 내지 S103)와 동일하다.
[137] 단계(S204)에서, 주변 온도가 센싱된다. 이것은 예를 들어, 머신 툴(100)의 내부 및/또는 바깥의 하나 이상의 온도 측정 수단(60)에 의해 수행될 수 있다. 센싱된 온도 값은 추가로 본원에 상세되지 않고 프로세싱되지 않는 평가 유닛(50)에 송신된다.
[138] 후속적인 단계(S205)에서, 디바이스(1)의 측정 엘리먼트(3)의 첫 번째의 포지션 좌표(실제 포지션)가 측정 프로브(10)에 의해 머신 파트(20)의 제 1 포지션에서 결정된다. 머신 파트(20)의 포지션이 머신 툴(100)의 (예를 들어, 3개의 선형 축 및 2개의 회전 축의) 적어도 하나의 제어가능한 축을 제 2 포지션으로 이동시킴으로써 변경된 후에, 제 1 측정 엘리먼트(3)의 포지션 좌표(실제 포지션)가 프로브(10)에 의해 다시 결정된다. 제 1 측정 엘리먼트(3)의 실제 포지션의 결정이 이 때 측정된 주변 온도에 관하여 수행된다.
[139] 머신 파트(20)에 의해 채택된 포지션의 수는 2개의 포지션에 제한되지 않고, 머신 파트(20)의 포지션 당 제 1 또는 임의의 다른 측정 엘리먼트(3)와 측정 프로브(10)의 (접촉 포인트) 접촉의 수와 같이 임의적으로 증가할 수 있다.
[140] 단계(S205)와 유사한 단계(S206)에서, 이 때 측정되는 주변 온도에 관하여 머신 파트(20)의 적어도 2개 포지션에서 디바이스(1)의 제 2 측정 엘리먼트(3)의 포지션 좌표(실제 포지션)의 결정이 수행된다.
[141] 단계(S207)에서, 그 때에 센싱된 온도 값에 관하여 결정된 실제 포지션(실제 값)이 머신 툴(100)의 기준 온도로 조정된다. 이것은 타겟 포지션/타겟 값을 포함하는 모든 값이 동일한 온도에 대해 유효한 것을 보장한다. 이러한 방식에서만, 대응하는 타겟 포지션과 실제 포지션을 비교하고 가능한 한 정확하게 편차/에러를 결정할 수 있다.
[142] 단계(S208)에서, 머신 툴(100)의 머신 좌표 시스템을 위한 하나 이상의 기준 파라미터(좌표 기준 파라미터)가 이제 머신 툴(100)의 제어가능한 축 중 적어도 하나로부터 결정된다. 이것은 머신 툴(100)의 기준 온도에 관하여 머신 파트(20)의 적어도 2개의 포지션에서 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트(3)의 결정된 포지션 좌표(실제 포지션), 머신 툴(100)의 기준 온도에 관하여 머신 파트(20)의 적어도 2개의 포지션에서 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트(3)의 각각의 타겟 포지션, 및 머신 툴(100)의 기준 온도에 관하여 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트(3) 사이의 이전에 알려진 거리를 평가함으로써 달성된다.
[143] 기준 파라미터에 의해, 머신 툴(100)의 대응하는 제어가능한 축이 예를 들어, 보상에 의해 교정될 수 있다. 더욱이, 평가가 또한 머신 툴(100)의 대응하는 축에서의 에러의 보상이 이해가 되거나 심지어 가능한지 여부에 관한 정보를 제공할 수 있다. 제어가능한 축의 에러의 보상이 더 이상 가능하지 않다면, 이상 축으로부터의 기준 파라미터 또는 최종 편차가 대응하는 제어가능 축을 조정하거나 그렇지 않으면 교정하기 위해 사용될 수 있다.
[144] 상기에서, 본 발명의 예 및 실시예 및 그 장점은 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명되었다.
[145] 다시, 그러나, 본 발명은 상술한 실시예 및 그 피처에 제한되는 것이 아니고, 오히려 설명된 예의 피처의 수정에 의해 또는 설명된 예의 피처 중 하나 이상의 조합에 의해 독립 청구항의 범위 내에 포함되는, 실시예의 수정을 더 포함하는 것이 주목되어야 한다.
[146]
1 디바이스/측정 디바이스
2 스페이서 엘리먼트
3 측정 엘리먼트
4 고정 엘리먼트/고정 부분
5 중간 엘리먼트
6 로킹 수단
7 조인트
8 망원 조정 수단
10 측정 프로브
20 머신 파트
30 워크 스핀들
40 엘리베이션 엘리먼트
50 평가 유닛
60 온도 측정 수단
100 머신 툴

Claims (25)

  1. 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법에 적용하기 위해 상기 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스에 있어서,
    - 측정 장치를 거쳐 측정하기 위한 제 1 측정 엘리먼트,
    - 상기 측정 장치를 거쳐 측정을 위한 제 2 측정 엘리먼트,
    - 상기 제 1 측정 엘리먼트 및 상기 제 2 측정 엘리먼트가 서로로부터 이격되어 배치되는 스페이서 엘리먼트, 및
    - 상기 디바이스를 상기 머신 툴의 머신 파트에 고정하기 위한 적어도 하나의 고정 부분을 포함하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트가 견고한 연결을 거쳐 상기 스페이서 엘리먼트에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스페이서 엘리먼트는 3.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은 열 팽창 계수를 가지는 재료로 형성되는, 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 배치된 부분을 가지거나;
    상기 스페이서 엘리먼트는 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 간격 방향으로 3.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은 열 팽창 계수를 가지는 재료로 형성되는, 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 배치된 부분을 가지는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스페이서 엘리먼트는 적어도 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에서, 3.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은 열 팽창 계수를 가지는 재료를 포함하거나,
    상기 스페이서 엘리먼트는 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 상기 간격 방향으로 적어도 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에, 3.0 x 10-6 K-1과 같거나 작은 열 팽창 계수를 가지는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서 엘리먼트는 탄소 섬유 보강 플라스틱으로 형성되는 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 배치된 부분을 가지거나,
    상기 스페이서 엘리먼트는 탄소 섬유 보강 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스페이서 엘리먼트는 탄소 섬유 로드로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서 엘리먼트는 석영 유리로 형성되는 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 배치되는 부분을 가지거나,
    상기 스페이서 엘리먼트는 석영 유리로 형성되는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스페이서 엘리먼트는 석영 유리 로드로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및/또는 제 2 측정 엘리먼트는 측정 볼이거나 적어도 하나의 측정 볼 부분을 가지는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스를 상기 머신 툴의 상기 머신 파트에 고정하기 위한 제 1 고정 부분을 가지는 제 1 고정 엘리먼트, 및 상기 머신 툴의 상기 머신 파트에 고정하기 위한 제 2 고정 부분을 가지는 제 2 고정 엘리먼트에 의해 특성화되고,
    상기 제 1 고정 엘리먼트 및 상기 제 2 고정 엘리먼트는 서로로부터 이격된 상기 스페이서 엘리먼트 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고정 엘리먼트는 견고한 연결을 거쳐 상기 스페이서 엘리먼트 및/또는 상기 측정 엘리먼트의 각 엘리먼트에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 고정 엘리먼트는 로킹가능한 연결을 거쳐 상기 스페이서 엘리먼트 및/또는 상기 측정 엘리먼트의 각 엘리먼트에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및/또는 제 2 고정 엘리먼트는 상기 로킹가능한 연결의 상기 로킹해제 상태에서 상기 스페이서 엘리먼트에 대해 피벗가능한 및/또는 자유롭게 회전가능한 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및/또는 제 2 고정 엘리먼트의 상기 로킹가능한 연결은 하나 이상의 조인트, 특히 회전 및/또는 볼 조인트를 가지는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  15. 제 10 항 및 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 고정 엘리먼트는 제 1 중간 엘리먼트를 거쳐 상기 스페이서 엘리먼트 및/또는 상기 측정 엘리먼트의 각 엘리먼트와 연결되고, 제 1 조인트는 상기 제 1 고정 엘리먼트와 상기 제 1 중간 엘리먼트 사이에 배치되고 제 2 조인트는 상기 제 1 중간 엘리먼트와 상기 스페이서 엘리먼트 및/또는 상기 측정 엘리먼트의 각 엘리먼트 사이에 배치되고, 및/또는
    상기 제 2 고정 엘리먼트는 제 2 중간 엘리먼트를 거쳐 상기 스페이서 엘리먼트 및/또는 상기 측정 엘리먼트의 각 엘리먼트와 연결되고, 제 3 조인트는 상기 제 2 고정 엘리먼트와 상기 제 2 중간 엘리먼트 사이에 배치되고 제 4 조인트는 상기 제 2 중간 엘리먼트와 상기 스페이서 엘리먼트 및/또는 상기 측정 엘리먼트의 각 엘리먼트 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 중간 엘리먼트는 상기 제 1 및 제 2 조인트를 동시에 로킹하기 위한 로킹 수단을 가지고, 및/또는
    상기 제 2 중간 엘리먼트는 상기 제 3 및 제 4 조인트를 동시에 로킹하기 위한 로킹 디바이스를 가지는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및/또는 제 2 고정 엘리먼트는 상기 머신 툴의 상기 머신 파트에 고정하기 위한 자기 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 자기 홀더는 스위치가능한 전자석 및/또는 기계적으로 스위칭가능한 자기 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서 엘리먼트는 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이에 미리 결정된 거리를 정의하는 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 상기 미리 결정된 거리는 100 mm와 같거나 큰 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 상기 미리 결정된 거리가 800 mm와 같거나 작은 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스는 미리 결정된 머신 툴 상의 사용하기 위해 제공되고, 상기 머신 툴은 제어가능한 선형 축을 포함하고 상기 스페이서 엘리먼트는 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 미리 결정된 거리를 가지고, 상기 거리는 상기 제어가능한 선형 축의 축 길이의 30% 내지 70%인 것을 특징으로 하는, 수치 제어 머신 툴에 사용하기 위한 디바이스.
  23. 수치 제어 머신 툴 및 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 수치 제어 머신 툴 상의 사용을 위한 디바이스를 포함하는 시스템.
  24. 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 머신 툴의 워크 스핀들 상에 측정 장치를 수신하는 단계,
    - 상기 머신 툴의 선형 및/또는 회전가능하게 변위가능한 머신 파트 상에 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 디바이스를 실장하는 단계,
    - 상기 머신 툴 상의 상기 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에서 상기 측정 장치로 상기 제 1 측정 엘리먼트의 각각의 실제 포지션을 결정하는 단계,
    - 상기 머신 툴 상의 상기 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에서 상기 측정 장치로 상기 제 2 측정 엘리먼트의 각각의 실제 포지션을 결정하는 단계,
    - 상기 머신 툴의 상기 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에서 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 결정된 실제 포지션, 상기 머신 툴의 상기 머신 파트의 상기 적어도 2개의 포지션에서 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 각각의 타겟 포지션, 및 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 알려진 거리에 기초하여 상기 머신 툴의 하나 이상의 제어가능한 축의 하나 이상의 좌표 기준 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는, 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법.
  25. 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 머신 툴의 워크 스핀들 상에 측정 장치를 수신하는 단계,
    - 상기 머신 툴의 선형 및/또는 회전가능하게 변위가능한 머신 파트 상에 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 디바이스를 실장하는 단계,
    - 상기 머신 툴의 주변 온도를 센싱하는 단계,
    - 상기 제 1 측정 엘리먼트의 각각 결정된 실제 포지션의 시간에서 상기 머신 툴의 센싱된 주변 온도에 관하여 상기 머신 툴 상의 상기 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에서 상기 측정 장치로 상기 제 1 측정 엘리먼트의 각각의 실제 포지션을 결정하는 단계,
    - 상기 제 2 측정 엘리먼트의 각각 결정된 실제 포지션의 시간에서 상기 머신 툴의 센싱된 주변 온도에 관하여 상기 머신 툴 상의 상기 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에서 상기 측정 장치로 상기 제 2 측정 엘리먼트의 각각의 실제 포지션을 결정하는 단계,
    - 상기 머신 툴의 기준 온도에 대해 각각 센싱된 주변 온도에 관하여 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 각각 결정된 실제 포지션을 조정하는 단계,
    - 상기 머신 툴의 상기 기준 온도에 관하여 상기 머신 툴의 상기 머신 파트의 적어도 2개의 포지션에서 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 결정된 실제 포지션, 상기 머신 툴의 상기 기준 온도에 관하여 상기 머신 툴의 상기 머신 파트의 상기 적어도 2개의 포지션에서 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트의 각각의 타겟 포지션, 및 상기 머신 툴의 상기 기준 온도에 관하여 상기 제 1 및 제 2 측정 엘리먼트 사이의 알려진 거리에 기초하여 상기 머신 툴의 하나 이상의 제어가능한 축의 하나 이상의 좌표 기준 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는, 수치 제어 머신 툴을 측정하기 위한 방법.
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