NL1033040C2 - Method is for calibration of the angle at which an object is rotated round a rotation axis such as a round table - Google Patents
Method is for calibration of the angle at which an object is rotated round a rotation axis such as a round table Download PDFInfo
- Publication number
- NL1033040C2 NL1033040C2 NL1033040A NL1033040A NL1033040C2 NL 1033040 C2 NL1033040 C2 NL 1033040C2 NL 1033040 A NL1033040 A NL 1033040A NL 1033040 A NL1033040 A NL 1033040A NL 1033040 C2 NL1033040 C2 NL 1033040C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- angle
- round table
- angle measurement
- stator
- angular displacement
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
-1--1-
Titel: een methode voor de kalibratie van de hoek waarover een object geroteerd is om een rotatie-as zoals van een rondtafel.Title: a method for calibrating the angle that an object is rotated about a rotation axis such as a round table.
5 De uitvinding heeft betrekking op het snel en nauwkeurig kunnen meten van de hoekverplaatsing van een object om een rotatie-as zoals de as van een rondtafel. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een zeer nauwkeurige hoekmeetopnemer, die een groot of zelfs onbeperkt hoekmeetbereik heeft, in combinatie met het hoekmeetsysteem van een laser interferometer, dat een beperkt hoekmeetbereik 10 heeft. (fig. 1)The invention relates to being able to measure the angular displacement of an object about a rotation axis such as the axis of a round table quickly and accurately. Use is herein made of a very accurate angle measuring sensor, which has a large or even unlimited angle measuring range, in combination with the angle measuring system of a laser interferometer, which has a limited angle measuring range. (fig. 1)
De hoekverplaatsing Chom de rotatie-as wordt verkregen door de meetwaarden van de hoekopnemer βι en van het laser interferometrische hoeksysteem γ·|. te sommeren, (zie fig. 4 en 5) 15 In het patentschrift US 5,341,702 APPARATUS FOR CALIBRATION OF AN ANGULAR DISPLACEMENT door Chaney and Graham van Renishaw Transducer Systems wordt een opstelling beschreven waarin gebruik wordt gemaakt van een speciale motorisch aangedreven index tafel (301, 302) in combinatie met de hoekmeting van een laserinterferometer. 20 (zie fig. 6, 7 en 8)The angular displacement Chom the axis of rotation is obtained by the measured values of the angle sensor βι and of the laser interferometric angle system γ · |. In the patent specification US 5,341,702 APPARATUS FOR CALIBRATION OF AN ANGULAR DISPLACEMENT by Chaney and Graham of Renishaw Transducer Systems, an arrangement is described which uses a special motor-driven index table (301, 302) in combination with the angle measurement of a laser interferometer. 20 (see Figs. 6, 7 and 8)
Het gebruik van index tafels (Hirth koppeling) heeft als nadeel dat het noodzakelijk is om de te kalibreren rotatie-as steeds te roteren over een geheel aantal nominale hoekstappen van de indextafel omdat anders het koppelen van de rotor met de stator bemoeilijkt wordt.The use of index tables (Hirth coupling) has the disadvantage that it is necessary to always rotate the axis of rotation to be calibrated over a whole number of nominal angular steps of the index table, because otherwise the coupling of the rotor to the stator is made more difficult.
25 Bij een index tafel met hoekincrement van 5° kan dus uitsluitend aangestuurd worden op veelvouden van 5°.25 With an index table with an angle increment of 5 ° it is therefore only possible to control multiples of 5 °.
Om de hoekoptiek binnen het meetbereik te houden wordt de index tafel motorisch geheven en tegengesteld geroteerd aan de hoekverdraaiing van de te kalibreren rotatie-as.To keep the angle optic within the measuring range, the index table is motor-raised and rotated in the opposite direction to the angular rotation of the rotation axis to be calibrated.
1033040 -2-1033040 -2-
Een nadeel van de beschreven opstelling is dat bij de kalibratie van rondtafels (2) met een snelle response tijd de motorische aansturing van de Hirth koppeling niet in staat is om de hoekoptiek binnen het meetbereik te houden en de laserbundel dus onderbroken wordt. Kalibratie is dan niet mogelijk.A disadvantage of the arrangement described is that during the calibration of round tables (2) with a fast response time, the motor control of the Hirth coupling is unable to keep the angular optics within the measuring range and the laser beam is thus interrupted. Calibration is then not possible.
55
In het patenschrift US 5,508,806In the patent US 5,508,806
APPARATUS AND METHOD FOR MAKING ROTARY CALIBRATIONS OF A MACHINE TOOL TABLEAPPARATUS AND METHOD FOR MAKING ROTARY CALIBRATIONS OF A MACHINE TOOL TABLE
door Dowdy, Carol and Courville van Hewlett-Packard Company wordt een opstelling ίο beschreven waarin eveneens gebruik gemaakt wordt van een Hirth koppeling en een laser interferometrisch hoekmeetsysteem (fig. 3) met dit onderscheidene kenmerk dat voor het heffen van de index tafel gebruik wordt gemaakt van een NC-gestuurde spil van de bewerkingsmachine in combinatie met een speciale koppeling. (201, 202) is Het nadeel van deze opstelling is dat de toepassing beperkt is tot de kalibratie van rondtafels op NC-bewerkingsmachines. Rondtafels in 3D-meetmachines of handbediende rondtafels kunnen niet met deze opstelling worden gekalibreerd.an arrangement is described by Dowdy, Carol and Courville of Hewlett-Packard Company in which also use is made of a Hirth coupling and a laser interferometric angle measuring system (Fig. 3) with this distinctive feature that is used for lifting the index table of an NC-controlled spindle of the processing machine in combination with a special coupling. (201, 202) is The disadvantage of this arrangement is that the application is limited to the calibration of round tables on NC machine tools. Round tables in 3D measuring machines or hand-operated round tables cannot be calibrated with this setup.
Een ander nadeel is dat constructie van de hierboven genoemde koppeling een nauwkeurige centrering van de index tafel ten opzichte van de te kalibreren rotatie-as 20 vereist om mechanische overbelasting en beschadiging te vermijden.Another drawback is that the construction of the above-mentioned coupling requires accurate centering of the index table with respect to the axis of rotation 20 to be calibrated in order to avoid mechanical overloading and damage.
Een volgend nadeel is dat er slip in de hierboven genoemde koppeling optreedt ten gevolge van wrijving in het mechanisme door dwars belasting die ontstaat door het eigengewicht van de indextafel in de situatie waarbij de rotatie-as niet vertikaal is georiënteerd plus eventueel onvolkomenheden van de uitlijning. Door de slip is het 25 mogelijk dat de indexering van de Hirth koppeling niet mogelijk is en dat de hoekoptiek buiten het meetbereik wordt geroteerd.A further drawback is that slip occurs in the above-mentioned coupling as a result of friction in the mechanism due to transverse loading caused by the self-weight of the index table in the situation where the axis of rotation is not vertically oriented plus any imperfections of the alignment. Due to the slip it is possible that the indexing of the Hirth coupling is not possible and that the angle optic is rotated outside the measuring range.
De methode volgens deze uitvinding heeft geen van de bovengenoemde nadelen.The method according to this invention has none of the disadvantages mentioned above.
-3--3-
In figuur 1 wordt de nieuwe opstelling voor het meten van de hoekverplaatsing CHIn Figure 1, the new arrangement for measuring the angular displacement is CH
getoond. Het signaal van de laser (12) en van de hoekopnemer (11) worden aan de signaal verwerking unit (10) aangeboden en de door de laser interferometer gemeten hoek Yi en de door de hoekmeetopnemer gemeten hoekverplaatsing βι worden 5 draadloos of met bijvoorbeeld met een USB kabel (13) overgedragen aan een computer (14).shown. The signal from the laser (12) and from the angle sensor (11) is presented to the signal processing unit (10) and the angle Yi measured by the laser interferometer and the angle displacement βι measured by the angle measuring sensor become wireless or with, for example, a USB cable (13) transferred to a computer (14).
De speciale software zal vervolgens de som van βι en γι berekenen en deze waarde presenteren als de werkelijke relatieve hoekverplaatsing van de rondtafel ten opzichte van de basis: Οι = βι + γι (zie fig. 4 en 5).The special software will then calculate the sum of βι and γι and present this value as the actual relative angular displacement of the round table with respect to the base: Οι = βι + γι (see Figs. 4 and 5).
ίο In plaats van een Hirth koppeling wordt gebruik gemaakt van een opstelling die bestaat uit een nauwkeurig gelagerde as (18) met een hoekmeetopnemer (16 en 17) die de hoekverplaatsing β-iom deze gelagerde as (19) zeer nauwkeurig meet en bij voorkeur electronisch presenteert aan een verwerkingseenheid.Instead of a Hirth coupling, use is made of an arrangement consisting of an accurately mounted shaft (18) with an angle measuring sensor (16 and 17) that accurately measures the angular displacement of this mounted shaft (19) and preferably electronically presents to a processing unit.
De rotatie-as (19) van de hoekopnemer wordt ongeveer in coaxiaal op de te is kalibreren rondtafel (2) geplaatst. De rotor van de hoekopnemer (16) roteert met de te kalibreren rondtafel (2) mee terwijl een radiaal geplaatste hefboom (4) en een vaste aanslag (5 en 6) voorkomen dat de stator (17) meedraait. Op identieke wijze als bij de index tafels wordt de hoekreflector (3) aan de stator (17) bevestigd.The axis of rotation (19) of the angle sensor is placed approximately coaxially on the round table (2) to be calibrated. The rotor of the angle sensor (16) rotates with the round table (2) to be calibrated while a radially placed lever (4) and a fixed stop (5 and 6) prevent the stator (17) from turning. In the same way as with the index tables, the corner reflector (3) is attached to the stator (17).
De opstelling volgens de uitvinding heeft het voordeel dat deze traploos om de 20 gelagerde as kan roteren terwijl de index tafel steeds voor elke hoekverplaatsing eerst moet worden geheven.The arrangement according to the invention has the advantage that it can rotate infinitely around the bearing axis, while the index table must always be raised first for each angular displacement.
De toepassing van een hoekopnemer in plaats van een index tafel heeft het voordeel dat de opstelling continue de hoekverplaatsing di meet in fracties van boogseconden terwijl de index tafel steeds over een veelvoud van de indexhoek 25 moet worden geroteerd.The use of an angle sensor instead of an index table has the advantage that the arrangement continuously measures the angular displacement ie in fractions of arc seconds while the index table must always be rotated over a multiple of the index angle.
De rotatie van de bovengenoemde stator wordt tegengehouden door een hefboom met een vaste aanslag die uitsluitend de rotatie blokkeert doch de overige vrijheidsgraden niet beperkt zodat het nadeel van zeer nauwkeurig centreren van de -4- opstelling volgens US 5,508,806 komt te vervallen. De uit of center positie van de as van de hoekencoder M2 en de as van de te kalibreren rondtafel Mi wordt getoond in de figuren 4 en 5. De enige eis, die aan de centreering wordt gesteld, is dat het laser hoekmeetsysteem binnen het meetbereik blijft wat betreft radiale slag en hoek 5 Y1The rotation of the above-mentioned stator is restrained by a lever with a fixed stop that only blocks rotation but does not limit the other degrees of freedom, so that the disadvantage of very accurate centering of the -4 arrangement according to US 5,508,806 is eliminated. The out or center position of the axis of the angle encoder M2 and the axis of the round table Mi to be calibrated is shown in Figures 4 and 5. The only requirement for centering is that the laser angle measurement system remains within the measuring range for radial stroke and angle 5 Y1
Tevens heeft de opstelling volgens de uitvinding het voordeel dat de automatische hef- en rotatie-inrichting komt te vervallen en dat het dynamische gedrag van de te kalibreren rondtafel geen enkele invloed meer heeft op de oriëntatie van de hoekreflector omdat de rotatie hiervan nu door een passief systeem van hefboom 10 met aanslag wordt tegengehouden.The arrangement according to the invention also has the advantage that the automatic lifting and rotating device is eliminated and that the dynamic behavior of the round table to be calibrated no longer has any influence on the orientation of the corner reflector because the rotation thereof is now driven by a passive system of lever 10 with stop is stopped.
.De opstelling volgens de uitvinding heeft het voordeel dat verlies van nauwkeurigheid door slip niet meer kan optreden omdat de belasting van de gelagerde as alleen wordt beïnvloed door de krachtcomponenten van het eigengewicht met name indien de as van de te kalibreren rotatie-as afwijkt van de 15 verticale stand en dat de krachtoverdracht van de koppeling van de opstelling volgens US 5,508,806 komt te vervallen.The arrangement according to the invention has the advantage that loss of accuracy due to slip can no longer occur because the load on the bearing shaft is only influenced by the force components of the own weight, in particular if the axis of the rotation axis to be calibrated deviates from the 15, and that the force transfer from the coupling of the arrangement according to US 5,508,806 is canceled.
De opstelling volgens de uitvinding heeft het voordeel boven de opstelling volgens US 5,508,806 dat toepassing in principe voor elke rondtafel mogelijk is en niet beperkt is tot uitsluitend de kalibratie van rondtafels van NC bewerkingsmachines.The arrangement according to the invention has the advantage over the arrangement according to US 5,508,806 that application is in principle possible for every round table and is not limited to the calibration of round tables of NC processing machines only.
20 03304020 033040
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1033040A NL1033040C2 (en) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | Method is for calibration of the angle at which an object is rotated round a rotation axis such as a round table |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1033040 | 2006-12-12 | ||
NL1033040A NL1033040C2 (en) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | Method is for calibration of the angle at which an object is rotated round a rotation axis such as a round table |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1033040C2 true NL1033040C2 (en) | 2008-06-18 |
Family
ID=38109668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1033040A NL1033040C2 (en) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | Method is for calibration of the angle at which an object is rotated round a rotation axis such as a round table |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL1033040C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103185550A (en) * | 2013-03-13 | 2013-07-03 | 清华大学 | Rotation angle measurement method |
EP2447677A3 (en) * | 2010-10-27 | 2014-05-21 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Angle measuring method and angle measuring system |
US9134145B2 (en) | 2013-04-03 | 2015-09-15 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Angle measuring method and angle measuring system |
US9354088B2 (en) | 2012-02-15 | 2016-05-31 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Rotation angle measurement device and rotation angle measurement method |
CN112621380B (en) * | 2020-12-17 | 2022-05-27 | 珠海格力智能装备有限公司 | Rotating shaft precision detection equipment and rotating shaft precision detection method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993005360A1 (en) * | 1991-09-10 | 1993-03-18 | Renishaw Transducer Systems Limited | Method and apparatus for calibration of an angular interferometer |
GB2316742A (en) * | 1996-08-27 | 1998-03-04 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Precision angle indexing system for machine tools |
-
2006
- 2006-12-12 NL NL1033040A patent/NL1033040C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993005360A1 (en) * | 1991-09-10 | 1993-03-18 | Renishaw Transducer Systems Limited | Method and apparatus for calibration of an angular interferometer |
GB2316742A (en) * | 1996-08-27 | 1998-03-04 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Precision angle indexing system for machine tools |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3104130A1 (en) * | 2010-10-27 | 2016-12-14 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Angle measuring method and angle measuring system |
EP2447677A3 (en) * | 2010-10-27 | 2014-05-21 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Angle measuring method and angle measuring system |
EP2899513A1 (en) * | 2010-10-27 | 2015-07-29 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Rotary encoder with laser interferometer for determining position changes of the stator |
EP2905583A1 (en) * | 2010-10-27 | 2015-08-12 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Angle measuring method and angle measuring system |
EP3214414A3 (en) * | 2010-10-27 | 2017-09-20 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Rotary encoder with laser interferometer for determining position changes of the stator |
US9354088B2 (en) | 2012-02-15 | 2016-05-31 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Rotation angle measurement device and rotation angle measurement method |
US9778075B2 (en) | 2012-02-15 | 2017-10-03 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Rotation angle measurement device and rotation angle measurement method |
CN103185550A (en) * | 2013-03-13 | 2013-07-03 | 清华大学 | Rotation angle measurement method |
CN103185550B (en) * | 2013-03-13 | 2015-08-12 | 清华大学 | The measuring method of rotational angle |
US9372099B2 (en) | 2013-04-03 | 2016-06-21 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Angle measuring method and angle measuring system |
US9134145B2 (en) | 2013-04-03 | 2015-09-15 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Angle measuring method and angle measuring system |
US9574908B2 (en) | 2013-04-03 | 2017-02-21 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Angle measuring method and angle measuring system |
CN112621380B (en) * | 2020-12-17 | 2022-05-27 | 珠海格力智能装备有限公司 | Rotating shaft precision detection equipment and rotating shaft precision detection method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL1033040C2 (en) | Method is for calibration of the angle at which an object is rotated round a rotation axis such as a round table | |
US4714339A (en) | Three and five axis laser tracking systems | |
US9488476B2 (en) | Apparatus and method to compensate bearing runout in an articulated arm coordinate measurement machine | |
JP5682802B2 (en) | Rotation angle measurement device and rotation angle measurement method | |
CN101587241A (en) | Light beam scanning apparatus, laser machining apparatus, test method and laser machining method | |
JP5733461B2 (en) | Angle measuring method and angle measuring system | |
JP4992078B2 (en) | Inclination angle measuring device, machine tool equipped with the same, and inclination angle calibration method for machine tool | |
JP2009236571A (en) | Apparatus and method for measuring rotational accuracy for bearings | |
GB2547088A (en) | Method for carrying out measurements with a test element in a coordinate measuring machine or a machine tool | |
JP5224206B2 (en) | Angle measuring method and angle measuring system | |
EP2905583B1 (en) | Angle measuring method and angle measuring system | |
JP2005014210A (en) | Apparatus and method for making rotary calibration of machine tool table | |
Lou et al. | A self-calibration method for rotary tables’ five degrees-of-freedom error motions | |
JP2021012188A (en) | Angle measuring mechanism and method for operating angle measuring mechanism | |
JP5633981B2 (en) | Rotation angle measurement method and rotation angle measurement system | |
JP6281106B2 (en) | Angle measuring method and angle measuring system | |
Begović et al. | Laser Interferometry–Measurement and Calibration Method for Machine Tools | |
JP2015068740A (en) | Roundness measurement device | |
JP5656110B2 (en) | Angle measuring method and angle measuring system | |
Dostál et al. | ACCURACY OF MACHINE TOOLS. | |
JP5187607B2 (en) | Angle measuring method and angle measuring system | |
WO2024095748A1 (en) | Measurement device | |
WO2017170119A1 (en) | Surface shape measuring device and surface shape measuring method | |
JP2021118669A (en) | Drive device and control method thereof, encoder unit and control method thereof, and robot device | |
CN101270977B (en) | Device and method for measuring three-dimensional object profile and/or rotation inertia |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20100701 |