WO2014023563A1 - Kipp- und/oder zentriertisch für eine messmaschine zur einstellung einer lage- und/oder winkelposition eines messobjektes in einem messraum - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kipp- und/oder Zentriertisch (200, 300) für eine Messmaschine (100) zur Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition eines Messobjektes (40 in einem Messraum (50). Die Lage- und Winkelposition des Messobjekts (40) relativ zum Messraum (50) ist dabei durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf ein Zentrier- und/oder Kippelement (320, 310) durch zumindest ein Stellelement (331, 332) veränderbar ist. Ferner weist der Kipp- und/oder Zentriertisch (200, 300) zumindest einen ersten und einen zweiten Tischaufbau (11, 12) auf, die relativ zueinander beweglich sind. Auf dem ersten und/oder der zweiten Tischaufbau (11, 12) ist zumindest das eine Stellelement (331, 332) zur Einstellung der Lage- und/oder der Winkelposition des Messobjekts (40) angeordnet. Das Kippelement (310) liegt mit einer ersten Fläche (312) zumindest teilweise flächenbündig auf einer ersten Fläche (322) des Zentrierelementes verschiebbar auf, wobei eine der beiden Flächen (312, 322) ballig und die andere Fläche dazu gegenballig oder dazu konisch ausgeführt ist, derart, dass durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Kippelement (310) durch das zumindest eine Stellelement (331 eine Kippbewegung des Kippelementes (310) relativ zum Zentrierelement (320) erfolgt, um eine Winkellage des Messobjektes (40) im Messraum (50) zu verändern. Das Zentrierelement (320) liegt mit einer zweiten Fläche (321) zumindest teilweise flächenbündig auf einer Auflagefläche (13) des ersten Tischaufbaus (12) verschiebbar auf, wobei die zweite Fläche (321) des Zentrierelementes (320) und die Auflagefläche (13) des ersten Tischaufbaus (12) jeweils eben ausgeführt sind, derart, dass durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement (320) durch das zumindest eine Stellelement (332 eine Bewegung des Zentrierelements (320) relativ zur Auflagefläche (13) des ersten Tischaufbaus (12) erfolgt, um eine Positionslage des Messobjektes (40) im Messraum (50) zu verändern.

Description

Beschreibung Titel

Kipp- und/oder Zentriertisch für eine Messmaschine zur Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition eines Messobjektes in einem Messraum

Die Erfindung betrifft einen Kipp- und/oder Zentriertisch für eine Messmaschine sowie eine Positioniervorrichtung und ein Positionierverfahren für diesen gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Stand der Technik

Funktionale Bauteile und Baugruppen eines technischen Gesamtsystems müssen für eine fehlerfreie Funktion definierte Maße innerhalb eines tolerierten Bereiches aufweisen. Diese Funktionsmaße müssen über geeignete Meßsysteme geprüft werden. Als Meßsystem kommen in vielen Fällen Formmessmaschinen zum Einsatz, insbesondere zur Überprüfung von rotationssymmetrischen Bauteilen. Derartige Messmaschinen weisen in der Regel einen Kipp- und oder Zentriertisch auf, auf welchem das zu prüfende Bauteil angeordnet wird. Vor der Vermessung des zu prüfenden Bauteils wird dieses mittels des Kipp- und oder Zentriertisches in eine definierte Lage- und Winkelposition innerhalb eines Messraums der Messmaschine gebracht. Eine derartige Ausrichtung, insbesondere gegenüber einem Messbezugssystem, ist wichtig, um beim Vermessen keine Messfehler zur erhalten.

Bekannt sind Messmaschinen, bei welchen der Kipp- und oder Zentriertisch elektrische Stellmotoren umfasst. Die Stellmotoren sind mechanisch mit einer Adaptionsplatte verbunden, auf welcher ein Messobjekt fest angeordnet wird. Die Adaptionsplatte lässt sich durch Ansteuern der Stellmotoren in ihrer Lage- und Winkelposition gegenüber einer Ausgangsposition heraus verändern. In einer Einstellphase für das Messobjekt werden die Stellmotoren über eine Steuerung der Messmaschine angesteuert. Zur präzisen Einstellung weisen die Stellmotoren Positionsgeber auf, welche zur Erfassung der momentanen Lage der Adaptionsplatte bzw. des Messobjektes durch die Steuerung mit berücksichtigt werden. Beim Vermessen von rotationssymmetrischen Messobjekten ist die Adaptionsplatte zusammen mit den Stellmotoren auf einem Teil des Kipp- und/oder Zentriertisch angeordnet, welcher beispielsweise als Drehtisch ausgebildet ist. Die Stellmotoren und die Positionsgeber benötigen eine Energieversorgung mittels eines elektrischen Kontaktes, welcher über Schleifringe erfolgt. Nachteilig ist, dass die in mechanischen Kontakt stehenden Schleifringe kleinste Vibrationen verursachen, wenn beispielsweise der Drehtisch zum Vermessen des Messobjektes in Rotation versetzt wird. Derartige Vibrationen werden dann auch vom Meßsystem der Messmaschine erfasst. Diese führen dann in einer Vermessungsphase zur Erfassung einer Geometrie des Messobjektes zu Messdaten, welche mit Störgrößen überlagert sind. Zusätzlich wirkt der Schleifkontakt als Reibwiderstand, welcher in der Vermessungsphase dauerhaft überwunden werden muss. Die Schleifringe unterliegen des Weiteren einem zeitabhängigen mechanischen Verschleiß, wodurch Ausfälle verursacht werden und Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, im Vorfeld zu einer Vermessungsphase für eine Einstellphase zur Einstellung einer Lage- und oder Winkelposition eines Messobjektes eine einfache und schnelle Ausrichtung des Messobjektes gegenüber einem Referenzsystem zu ermöglichen. Dadurch soll eine hohe Messpräzision beim Vermessen von Messobjekten auf einer Messmaschine erreicht werden. Ebenso sollen maschinenseitig bedingte Störeinflüsse in einer Vermessungsphase, beispielsweise zur Erfassung einer Außenkontur des Messobjektes, minimiert werden. Ferner ist eine weitere Aufgabe einen wartungsarmen Betrieb der Messmaschine sicherzustellen.

Diese Aufgaben werden durch einen Kipp- und/oder Zentriertisch für eine Mess- maschine zur Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition eines Messobjek- tes in einem Messraum sowie durch eine Positioniervorrichtung und ein

Positionierverfahren für diesen mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Dabei ist die Lage- und Winkelposition des Messobjekts relativ zum Messraum durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf ein Zentrierelement und/oder ein Kippelement durch zumindest ein Stellelement veränderbar. Hierbei ist mittels des Zentrierelementes die Lageposition und mittels des Kippelementes die Winkelposition des Messobjektes einstellbar, wobei bevorzugt beide Einstellungen sich gegenseitig nicht beeinflussen. Unter Stellelement ist mindestens ein Bauteil oder eine Baugruppe der Positioniervorrichtung zu verstehen, welches in Zusammenwirken mit dem Zentrier- und/oder Kippelement die vorgesehene Einstellung ermöglicht.

Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Positioniervorrichtung ist, dass das Kippelement mit einer ersten Fläche zumindest teilweise flächenbündig auf einer ersten Fläche des Zentrierelementes verschiebbar aufliegt. Dabei ist eine der beiden Flächen ballig und die andere Fläche dazu gegenballig oder dazu konisch ausgeführt. Um eine Winkellage des Messobjektes im Messraum zu verändern, sind beide Flächen derart ausgeführt, dass durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Kippelement durch das zumindest eine Stellelement eine Kippbewegung des Kippelementes relativ zum Zentrierelement erfolgt.

Ferner ist vorgesehen, dass das Zentrierelement mit einer zweiten Fläche zumindest teilweise flächenbündig auf einer Auflagefläche für das Zentrierelement, beispielsweise auf einem Teil eines Tischaufbaus, verschiebbar aufliegt. Dabei sind die zweite Fläche des Zentrierelementes und die Auflagefläche für das Zentrierelement jeweils eben ausgeführt. Um eine Positionslage des Messobjektes im Messraum zu verändern, sind beide Flächen derart ausgeführt, dass durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement durch das zumindest eine Stellelement eine Bewegung des Zentrierelements relativ zur Auflagefläche für das Zentrierelement erfolgt.

Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Zentrierelement mit einer ersten Fläche zumindest teilweise flächenbündig auf einer ersten Fläche des Kippelementes verschiebbar aufliegt. Dabei sind die erste Fläche des Zentrier- elementes und die erste Fläche des Kippelementes jeweils eben ausgeführt. Um eine Positionslage des Messobjektes im Messraum zu verändern, sind beide Flächen derart ausgeführt, dass durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement durch das zumindest eine Stellelement eine Bewegung des Zentrierelements relativ zur ersten Fläche des Kippelementes erfolgt.

Ferner ist vorgesehen, dass das Kippelement mit einer zweiten Fläche zumindest teilweise flächenbündig auf einer Auflagefläche für das Kippelement, zum Beispiel auf einem Teil eines Tischaufbaus, verschiebbar aufliegt. Dabei ist eine der beiden Flächen ballig und die andere Fläche dazu gegenballig oder dazu konisch ausgeführt. Um eine Winkellage des Messobjektes im Messraum zu verändern, sind beide Flächen derart ausgeführt, dass durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Kippelement durch das zumindest eine Stellelement eine Kippbewegung des Kippelementes relativ zur Auflagefläche für das Kippelement erfolgt.

Grundsätzlich ist zur Überwindung des Stick-Slip- Effektes zwischen der ersten Fläche des Kippelementes und der ersten Fläche des Zentrierelementes bzw. zwischen der zweiten Fläche des Zentrierelementes und der Auflagefläche für das Zentrierelement bzw. zwischen der ersten Fläche des Zentrierelementes und der ersten Fläche des Kippelementes bzw. zwischen der zweiten Fläche des Kippelementes und der Auflagefläche für das Kippelement eine Mindestkraft erforderlich. Die Mindestkraft ist insbesondere durch die Reibwerte und Auflagekräfte in den jeweiligen Flächen bestimmt. In vorteilhafter Weise ist durch die vorgesehenen Ausführungen die Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition eines Messobjektes in einem Messraum durch einen sehr einfachen mechanischen Aufbau ermöglicht. Der Aufbau erfordert weder komplexe Übertragungsglieder noch zusätzliche Verbindungselemente zur Bewirkung einer Lage- und Winkeländerung des Messobjektes. Dadurch ist der Aufbau sehr kostengünstig, einfach in der Montage und sehr wartungsfreundlich.

Allgemein kann das für die Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder Kippelement vorgesehene mindestens eine Stellelement als kontinuierlicher Antrieb und/oder als Stossantrieb und/oder als Vibrationsantrieb ausgebildet sein. Insbe- sondere der Stoßantrieb oder der Vibrationsantrieb weisen den Vorteil auf, dass für die Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder Kippelement nur eine zeitlich begrenzte mechanische Kopplung des Stellelementes ausgebildet wird. Dadurch wird die Gefahr von mechanischen Beschädigungen aufgrund von Relativbewe- gungen des Stellelementes zum Zentrier- und/oder Kippelement reduziert. Eingesetzt in einem Zentrier- und/oder Kipptisch einer Messmaschine bietet die erfindungsgemäße Positioniervorrichtung zusätzlich den Vorteil, in einer Einstellphase der Messmaschine zum Ausrichten des Messobjektes zu einer Referenzebene Störeinflüsse auf die Messwerterfassung auf Grund einer derartigen kurz- zeitigen mechanischen Kopplung zu reduzieren oder auszuschließen.

Der erfindungsgemäße Kipp- und/oder Zentriertisch für eine Messmaschine geht von zumindest einem ersten und einem zweiten Tischaufbau aus, die relativ zueinander beweglich sind. Ferner umfasst der erfindungsgemäße Kipp- und/oder Zentriertisch die zuvor weiter oben beschriebene erfindungsgemäße

Positioniervorrichtung zur Einstellung einer Lage- und Winkelposition eines Messobjektes in einem Messraum. Hierbei ist die Lage- und Winkelposition des Messobjektes relativ zum Messraum durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder Kippelement durch das zumindest eine Stell- element der Positioniervorrichtung veränderbar. Des Weiteren weist der erste oder der zweite Tischaufbau die Auflagefläche für das Zentrierelement oder das Kippelement der Positioniervorrichtung auf.

Für eine Einstellphase der Lage- und/oder Winkelposition des Messobjektes sind der erste und der zweite Tischaufbau über das zumindest eine Stellelement zumindest mittelbar elektrisch und/oder mechanisch miteinander gekoppelt. Dadurch ist trotz einer relativen Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Tischaufbau eine Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder das Kippelelement durch das Stellelement zu ermöglichen.

Im Falle einer elektrischen Kopplung ist an dem zumindest einen Stellelement zumindest mittelbar ein elektrischer Kontakt vorgesehen, welcher elektrisch mit einem Gegenkontakt kontaktiert ist. Der Gegenkontakt befindet sich dabei auf dem Tischaufbau, auf welchem das zumindest ein Stellelement mit dem zugehö- rigen elektrischen Kontakt nicht angeordnet ist. Eine elektrische Kopplung kann beispielsweise mittels eines Schleifringes erfolgen. Dadurch kann beispielsweise eine Energieversorgung der Stellelemente in Form von Stellmotoren sichergestellt werden.

Im Falle einer mechanischen Kopplung ist an dem zumindest einen Stellelement zumindest mittelbar ein mechanischer Kontakt vorgesehen, welcher mechanisch mit einem Gegenkontakt kontaktiert ist. Der Gegenkontakt befindet sich dabei auf dem Tischaufbau, auf welchem das zumindest ein Stellelement mit dem zugehörigen mechanischen Kontakt nicht angeordnet ist.

Hierbei ist der Kipp- und/oder Zentriertisch für eine Vermessungsphase zur Erfassung einer Geometrie des Messobjektes zumindest bei einer Relativbewegung des ersten und des zweiten Tischaufbaus zueinander bevorzugt derart ausgebildet, dass die zumindest mittelbare elektrische und/oder mechanische Kopplung des ersten und des zweiten Tischaufbaus über das zumindest eine Stellelement, wie sie in der Einstellphase vorliegt, aufgehoben wird. Dadurch entfällt die Gefahr von störenden Einflüssen auf die Messung, welche durch die ansonsten vorliegende elektrische und/oder mechanische Kopplung des ersten und des zweiten Tischaufbaus über das zumindest eine Stellelement bedingt sind. Insbesondere werden auf diese Weise keine störenden Vibrationen erzeugt, welche durch das Meßsystem erfasst werden und zu fehlerhaften Messdaten führen. Ferner ist vorteilhaft, dass ein Verschleiß durch einen mechanischen Kontakt nur noch auf die Einstellphase beschränkt ist. Dadurch sind die Wartungsintervalle verlängert und ein schneller verschleißbedingter Ausfall der Messmaschine auszuschließen.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Kipp- und/oder Zentriertisches gegeben.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der erste Tischaufbau ein erstes Stellelement und mindestens eine Kontaktstelle enthält. Ferner umfasst der erste Tischaufbau zusätzlich das Zentrier- und/oder das Kippelement. Die mindestens eine Kontaktstelle ist dabei durch einen Gegenkontakt elektrisch und/oder mechanisch kontaktierbar. Der Gegenkontakt ist bevorzugt am zweiten Tischaufbau angeordnet. Zusätzlich ist der Gegenkontakt zur Ausbildung des elektrischen und/oder mechanischen Kontaktes relativ zur Kontaktstelle beweglich ausgebildet. Insbesondere ist eine Bewegung des Gegenkontaktes zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsposition vorgesehen. In der ersten Betriebsposition ist der Gegenkontakt mit der mindestens einen Kontaktstelle elektrisch und/oder mechanisch gekoppelt und ist zur Bereitstellung einer Energieversorgung insbesondere für das erste Stellelement vorgesehen. In Abhängigkeit des ersten Stellelementes erfolgt dessen Energieversorgung beispielsweise durch eine Stromquelle, durch einen Luftüberdruck oder -unterdruck, durch einen Ölfluss oder durch andere geeignete Medien. Auf diese Weise wird in der Einstellphase der Lage- und/oder Winkelposition des Messobjektes eine Krafteinwirkung durch das erste Stellelement ermöglicht. Dagegen ist in der zweiten Betriebsposition des Gegenkontaktes dessen elektrische und/oder mechanische Kontaktierung mit der Kontaktstelle für eine Vermessungsphase aufgehoben. In vorteilhafter Weise können durch die Bewegung des Gegenkontaktes in die erste bzw. in die zweite Betriebsposition die Einstellphase und die Vermessungsphase des Messobjektes jeweils optimal betrieben werden.

Bei einer weitergebildeten oder alternativen Ausführungsform enthält der zweite Tischaufbau ein zweites Stellelement. Ferner umfasst der erste Tischaufbau das Zentrier- und/oder das Kippelement. Das zweite Stellelement weist dabei mindestens einen Kontaktbereich auf, welcher relativ zu einem Krafteinwirkbereich beweglich ausgebildet ist. Über den Kontaktbereich wird die Krafteinwirkung auf den Krafteinwirkbereich eingeleitet. Der Krafteinwirkbereich ist dabei bevorzugt auf dem ersten Tischaufbau angeordnet. Insbesondere ist eine Bewegung des zumindest einen Kontaktbereiches zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsposition vorgesehen. In der ersten Betriebsposition ist der Kontaktbereich mit dem Krafteinwirkbereich in mechanischen Kontakt. Auf diese Weise erfolgt in der Einstellphase der Lage- und/oder Winkelposition des Messobjektes die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement und/oder das Kippelement. Dagegen ist in der zweiten Betriebsposition des Kontaktbereiches dessen mechanischer Kontakt mit dem Krafteinwirkbereich für eine Vermessungsphase aufgehoben. In vorteilhafter Weise können durch die Bewegung des Kontaktbereiches in die erste bzw. in die zweite Betriebsposition die Einstellphase und die Vermessungsphase des Messobjektes ebenfalls jeweils optimal betrieben werden.

Der erfindungsgemäße Kipp- und/oder Zentriertisch ist bevorzugt in Messma- schinen, insbesondere zum Vermessen von rotationssymmetrischen Messobjekten, vorgesehen. Die Messmaschine weist bevorzugt eine Referenzachse zum Ausrichten einer Ausrichtachse des Messobjektes im Messraum auf. Auf diese Weise kann das Messobjekt über das messmaschineninterne Messbezugssystem vermessen werden. Hierzu umfasst die Messmaschine zur Erfassung einer Geometrie des Messobjektes ein Messsystem mit einem Messkopf, insbesondere mit einem taktilen oder optischen Messkopf. In vorteilhafter Weise wird demnach das Messobjekt in einer Einstellphase für eine Vermessung exakt ausgerichtet. Anschließend werden in einer Vermessungsphase die exakten Geometriedaten des Messobjektes messtechnisch erfasst. Hierbei sind erfindungsgemäß Maßnahmen vorgesehen, mittels welcher ansonsten vorliegenden Störgrößen nun in der Vermessungsphase ausgeschlossen werden können.

Ein weitere Vorteil ergibt sich, wenn eine zur Erfassung der Geometrie des Messobjektes definierte Messebene des Messsystems deckungsgleich ist mit ei- ner Ebene, in welcher die Krafteinwirkung des zumindest einen Stellelements erfolgt. Die Messebene des Messsystems entspricht der Ebene, in welcher das Messsystem Messdaten bezogen auf das vorliegende Messbezugssystems erfasst. Mittels dieser Vorsehung kann die Änderung der Lage- und/oder Winkelposition des Messobjektes direkt durch das Messsystem im vorliegenden Messbe- zugssystem erfasst werden. Optional kann die Messebene des Messsystems auch beliebig in Bezug zu der Ebene angeordnet werden, in welcher die Krafteinwirkung des zumindest einen Stellelements erfolgt. In diesem Falle ist jedoch zur Bestimmung einer Positions- und/oder Winkeländerung aufgrund einer Krafteinwirkung des zumindest einen Stellelementes eine Umrechnung auf das Mess- bezugssystem erforderlich. Dies stellt eine zusätzliche Forderung an die Ausführung beispielsweise der Ansteuervorrichtung der Messmaschine dar.

Die Erfindung betrifft auch ein Positionierverfahren für einen Kipp- und/oder Zentriertisch in einer Messmaschine mit einem Messsystem. Für das

Positionierverfahren eignen sich insbesondere der zuvor bereits oben ausgeführ- te erfindungsgemäße Kipp- und/oder Zentriertisch sowie die ebenfalls bereits beschriebene Messmaschine. Das erfindungsgemäße Verfahren geht von einer Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition eines rotationssymmetrischen Messobjektes in einem Messraum aus. Ferner geht das erfindungsgemäße Ver- fahren davon aus, dass die Lage- und Winkelposition des rotationssymmetrischen Messobjekts relativ zum Messraum durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf ein Zentrier- und/oder ein Kippelement durch zumindest ein Stellelement verändert wird. Dabei weist der Kipp- und/oder Zentriertisch zumindest einen ersten und einen zweiten Tischaufbau auf, die relativ zueinander bewegt werden. Des Weiteren weist der erste und/oder der zweite Tischaufbau das zumindest eine Stellelement zur Einstellung der Lage- und/oder Winkelposition des rotationssymmetrischen Messobjekts auf. Ferner sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass in der Einstellphase eine Ausrichtachse des rotationssymmetrischen Messobjektes zu einer Referenzachse der Messmaschine ausgerich- tet wird. Zuerst wird zumindest ein Messkopf des Messsystems in einer Einstellposition relativ zum rotationssymmetrischen Messobjekt positioniert, um die Geometrie des rotationssymmetrischen Messobjektes zu erfassen. Daraufhin wird eine Drehung des ersten Tischaufbaus um die Referenzachse ausgeführt. Dabei wird bei zumindest einer vollständigen Drehung des ersten Tischaufbaus die La- ge- und Winkelposition der Ausrichtachse des rotationssymmetrischen Messobjekts relativ zur Referenzachse erfasst. Konkret erfolgt dies dadurch, dass Abstandswerte der abgetasteten Geometrie, beispielsweise einer Außen- oder Innenkontur des rotationssymmetrischen Messobjektes, relativ zur Einstellposition des Messkopfes erfasst werden. Ergeben sich hierbei bei einer vollständigen Drehung des ersten Tischaufbaus unterschiedliche Abstandwerte, kann daraus geschlossen werden, dass die Ausrichtachse des Messobjektes nicht zur Referenzachse der Messmaschine ausgerichtet ist. In diesem Falle wird durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder das Kippelement die Lage- und Winkelposition des rotationssymmetrischen Messobjekts solange verändert, bis die Abstandswerte bei einer vollständigen Umdrehung gleich sind oder in einem definierten Toleranzband liegen. Erst dann ist die Ausrichtachse des Messobjektes zur Referenzachse der Messmaschine ausgerichtet. Unter diesen Bedingungen kann dann in einer Vermessungsphase die Geometrie des rotationssymmetrischen Messobjektes erfasst werden. Um die Lageposition des rotationssymmetrischen Messobjektes relativ zum Messraum zu verändern, wird das Zentrierelement relativ zu einer Auflagefläche für das Zentrierelement, beispielsweise eine Fläche des ersten Tischaufbaus, bewegt, insbesondere in einer Ebene. Hierbei liegt das Zentrierelement mit einer Fläche zumindest teilweise flächenbündig auf der Auflagefläche für das Zentrierelement auf, wobei durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement durch das zumindest eine Stellelement ein Stick-Slip- Effektes zwischen der Fläche des Zentrierelements und der Auflagefläche für das Zentrierelement überwunden wird. Um ausschließlich oder zusätzlich die Winkelposition des rotationssymmetrischen Messobjektes relativ zum Messraum zu verändern, führt das Kippelement relativ zu einer Auflagefläche für das Kippelement eine Kippbewegung aus. Hierbei liegt das Kippelement mit einer Fläche zumindest teilweise flächenbündig auf der Auflagefläche für das Kippelement auf, beispielsweise einer Fläche des Zentrierelementes, wobei durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Kippelement durch das zumindest eine Stellelement ein Stick-Slip- Effektes zwischen der Fläche des Kippelementes und der Auflagefläche für das Kippelement überwunden wird.

In vorteilhafter Weise erfolgt die Einstellung der Lage- und Winkelposition in der Einstellphase als auch die Erfassung der Geometrie des rotationssymmetrischen Messobjektes in der Vermessungsphase mittels des gleichen Messsystems.

Erfindungsgemäß kann eine sehr schnelle Ausrichtung des rotationssymmetrischen Messobjektes gegenüber der Referenzachse des Meßsystems erfolgen. Dabei wird auf das Zentrier- und/oder das Kippelement eine derartige Krafteinwirkung durch zumindest ein Stellelement vorgesehen, dass der Abstandswert, beispielsweise an der Stelle der Außenkontur des zuvor erfassten maximalen Abstandswertes, vermindert wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zumindest mittelbare Krafteinwirkung in einer Ebene vorgesehen wird, die deckungsgleich ist mit der zur Erfassung der Geometrie des Messobjektes definierten Messebene des Messsystems. Auf diese Weise ist die für eine Ausrichtung noch notwendige Lage- und Winkeländerung des rotationssymmetrischen Messobjektes sehr einfach zu bestimmen. Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich dadurch, dass die Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder das Kippelement während der Drehung bezogen auf ihre Kraftstärke und/oder ihre zeitliche Wirkdauer verändert wird. Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn die Krafteinwirkung auf das Zentrierelement zu einem anderen Zeitpunkt erfolgt als die Krafteinwirkung auf das Kippelement. Dadurch ergeben sich vielfältige Möglichkeiten die Steuerung der Messmaschine mit einem Ausrichtalgorithmus vorzusehen, mittels welchem eine schnelle und sehr exakte Einstellung der Lage- und Winkelposition des rotationssymmetrischen Messobjektes erreicht werden kann. Der Ausrichtalgorithmus berücksichtigt hierbei beispielsweise den Zeitpunkt einer Messwerterfassung, die Einstellposition des Messsystems und die Höhe des er- fassten Messwertes sowie beispielsweise den Zeitpunkt der Krafteinwirkung, den Krafteinwirkbereich auf das Zentrier- und/oder Kippelement und die Stärke der Krafteinwirkung. Insbesondere erfolgt dies in einer solchen Weise, dass durch die Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder Kippelement der parallele Versatz und die Verkippung der Ausrichtachse des rotationssymmetrischen Messobjektes zur Referenzachse des Messsystems vermindert wird, insbesondere bis die Ausrichtachse zur Referenzachse - zumindest innerhalb eines Toleranzbereiches - ausgerichtet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1: eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messmaschine umfassend einen erfindungsgemäßen Zentrier- und/oder Kipptisch,

Fig. 2a: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zentrier- und/oder Kipptisches in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 2b: den Zentrier- und/oder Kipptisch aus Fig. 2a in einer geschnittenen Seitenansicht, Fig. 3a: schematisch einen Zentriervorgang für ein rotationssymmetrisches Messobjekt in einer Seitenansicht

Fig. 3b: den Zentriervorgang aus Fig. 3a in einer ersten Drehstellung des Drehtisches in einer Draufsicht,

Fig. 3c: den Zentriervorgang aus Fig. 3a in einer zweiten Drehstellung des Drehtisches in einer Draufsicht.

Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Messmaschine 100. Im Aufbau weist die Messmaschine 100 einen Tischaufbau 300 auf. Der Tischaufbau 300 ist hierbei als Zentrier- und/oder Kipptisch 300 der Messmaschine 100 ausgebildet, wobei ein erster Tischaufbau als massiver Grundsockel 11 ausgeführt ist, welcher unterseitig mehrere Stützfüße 10 aufweist. Mittels des Grundsockels 11 und den Stützfüßen 10 wird die Messmaschine 100 auf einer festen Auflage aufgestellt. Der Grundsockel 11 und die Stützfüße 10 sind bevorzugt derart ausgebildet, dass insbesondere störende Impulse, wie beispielsweise Schritte des Messpersonals um die Messmaschine 100 und/oder Stöße in unmittelbarer Umgebung der Messmaschine 100, maximal gedämpft werden. Grundsätzlich lassen sich durch Maßnahmen zur Vermeidung einer Übertragung von Störimpulsen von der Auflage auf die Messmaschine 100 erreichen, dass die mit der Messmaschine 100 erfassten Messdaten eines Messobjektes (nicht dargestellt) durch störende Umgebungseinflüsse nicht verfälscht werden.

In einem Teilbereich des Grundsockels 11 ist ein zweiter Tischaufbau 12 bevorzugt integral ausgebildet, wobei der Grundsockel 11 und der zweite Tischaufbau 12 relativ zueinander beweglich ausgebildet sind. Bevorzugt ist der Grundsockel 11 fix zur festen Auflage angeordnet, während der zweite Tischaufbau 12 gegenüber dem Grundsockel 11 beweglich ausgeführt ist. Insbesondere zur Vermes- sung von rotationssymmetrischen Messobjekten ist der zweite Tischaufbau als Drehtisch 12 ausgebildet. Auf dem Drehtisch 12 ist eine bewegliche Auflageplatte 15 angeordnet, auf welcher ein Messobjekt zum Vermessen mittelbar oder unmittelbar befestigt werden kann.

Die Messmaschine 100 umfasst ferner ein Meßsystem 20, welches mittels einer Portalkonstruktion 30 variabel beabstandet zum Grundsockel 11 gehalten wird. Das Meßsystem 20 weist mindestens einen Messkopf 21 auf, welcher durch beispielsweise ein taktiles und/oder optisches Messprinzip die Geometrie, bei- spielsweise eine Außen- oder Innenkontur des Messobjektes, abtasten und erfassen kann. Im vorliegenden Beispiel weist das Meßsystem 21 eine Messnadel 22 auf, welche mit einer Oberfläche des Messobjektes in mechanischen Kontakt gebracht wird. Durch eine relative Bewegung des Messobjektes zum Messkopf 21 wird eine Veränderung der Geometrie des Messobjektes detektiert. So führt beispielsweise die Messnadel 22 in Abhängigkeit der abgetasteten Geometrie des Messobjektes entsprechend gerichteten Ausschlägen auf, welche vom Meßsystem 20 dann als Messdaten bereitgestellt werden. Die Messdaten sind hierbei auf ein Messbezugssystem K bezogen, welches beispielsweise ein kartesisches Koordinatensystem ist. Vor einer Vermessung der Geometrie muss das Messob- jekt in einer Einstellphase gegenüber dem Messbezugssystem K der Messmaschine 100 ausgerichtet werden. Insbesondere bei Vermessungen von rotationssymmetrischen Messobjekten wird hierbei eine Ausrichtachse des Messobjektes zu einer Referenzachse R der Messmaschine 100 ausgerichtet. Bevorzugt entspricht die Referenzachse R auch der Drehachse des Drehtisches 12. Die Aus- richtung des Messobjektes erfolgt dadurch, dass die Auflageplatte 15 als ein

Zentrier- und/oder Kippelement ausgeführt ist. Hierbei ist die Lage- und/oder Winkelposition des Messobjektes relativ zum Messraum dann durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf ein Zentrier- und/oder Kippelelement (320, 310) durch zumindest ein Stellelement veränderbar.

Fig. 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zentrier- und/oder Kipptisches 300 in einer perspektivischen Darstellung. Ferner zeigt die Fig. 2b das gleiche Ausführungsbeispiel in einer geschnittenen Seitendarstellung. Der Drehtisch 12 weist eine ebene Oberseite 13 auf, auf welcher ein Zentrier- element 320 und ein Kippelement 310 übereinander aufliegend angeordnet sind und die Auflageplatte 15 aus Fig. 1 bilden. Das Zentrierelement 320 und das Kippelement 310 sind jeweils als Kreissegmentkörper mit einem inneren Durchbruch ausgebildet.

Das Kippelement 310 weist auf seiner Oberseite 311 mehrere Bohrungen 350 auf. Mittels diesen kann ein Messobjekt 40 mittelbar oder unmittelbar mit dem Kippelement 310 fest verbunden werden. Die Unterseite 312 des Kippelementes liegt flächenbündig auf der Oberseite 322 des Zentrierelementes 320 verschiebbar auf. Beide Seiten 312, 322 sind unter Ausbildung einer Kugel- Kalotten- Auflage ballig zueinander ausgeführt.

Das Zentrierelement 320 weist ferner eine ebene untere Auflagefläche 321 auf, welche flächenbündig auf der Oberseite 13 des Drehtisches 12 verschiebbar aufliegt. Über dem Zentrierelemente 320 und dem Kippelement 310 ist ein Außenring 340 deckelartig angeordnet. Der Außenring 340 ist dabei fest mit dem Grundsockel 11 verbunden. Ferner weist der Außenring einen Durchbruch 341 auf, durch welchen die Oberseite 311 des Kippelementes 320 frei zugänglich bleibt und aus welchem das am Kippelement 310 befestigte Messobjekt 40 hindurch in den Messraum 50 hineinragt. Der zwischen dem Außenring 340 und der Oberseite 13 des Drehtisches 12 zur Aufnahme des Kippelementes 310 und des Zentrierelementes ausgebildete Hohlraum ist derart ausgeführt, dass eine Verschiebung des Zentrierelementes 320 und eine Verkippung des Kippelementes 310 durch einen Anschlag begrenzt wird.

Bestandteil des Kipp- und Zentriertisch 300 ist ferner eine Positioniereinheit 330, welche zur Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition des Messobjektes im Messraum 50 vorgesehen ist und zusammen zumindest mit dem Zentrier- und/oder Kippelement 320, 310 insgesamt eine Positioniervorrichtung bilden. Dabei ist die Lage- und Winkelposition des Messobjekts 40 relativ zum

Messraum 50 durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement 320 und/oder das Kippelement 310 durch zumindest ein Stellelement veränderbar.

Eine Krafteinwirkung auf das Kippelement 310 erfolgt durch eine Verkippeinheit 331, welche fest am Grundsockel 11 befestigt ist. Die Verkippeinheit 331 umfasst insbesondere einen Kippstift 333, mittels welchem das Kippelement 310 in einer Einstellphase mechanisch kontaktierbar ist. Der Kippstift 333 weist hierzu einen Kontaktbereich 335 auf, welcher bevorzugt verrundet ist. Ferner ist der Kippstift 333 relativ zu einem Krafteinwirkbereich 315 beweglich ausgeführt, wobei der Krafteinwirkbereich 315 auf dem Kippelement 310 ausgebildet. Im vorliegenden

Ausführungsbeispiel ist der Krafteinwirkbereich 315 als umlaufende Fase am Kippelement 310 ausgebildet, so dass ein mechanischer Kontakt durch den Kippstift 333 in jeder Drehstellung des Drehtisches 12 erfolgen kann. Die Bewegung des Kippstiftes 333 erfolgt bevorzugt durch einen Stoß- oder Vibrationsan- trieb der Verkippeinheit 331. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Bewegung entlang einer Bewegungsachse B, welche gegenüber der Drehachse R des Drehtisches 12 in einem Winkel (X kleiner 90°, bevorzugt unter 45°, angeordnet ist. Sobald nach einer Bewegung des Kippstiftes 333 entlang der Bewegungsachse B in Richtung des Kippelementes 310 der Kontaktbereich 335 des Kippelementes 310 in physischen Berührung mit dem Krafteinwirkbereich 315 des Kippelementes 310 kommt, erfolgt hierdurch eine Krafteinwirkung auf das Kippelement 310. Eine Krafteinwirkung mit einer Kraft Fl, welche größer ist als die Mindestkraft zur Überwindung des Stick-Slip- Effektes zwischen der Unterseite 312 des Kippelementes 310 und der Oberseite 322 des Zentrierelementes 320, führt dann zu ei- ner Kippbewegung des Kippelementes 310 relativ zum Zentrierelement 320. Auf diese Weise wird dann insgesamt die Winkellage des Messobjektes 40 im Messraum 50 verändert.

Eine Krafteinwirkung auf das Zentrierelement 320 erfolgt dagegen durch eine Zentriereinheit 332, welche, wie die Verkippeinheit 331, fest am Grundsockel 11 befestigt ist. Die Zentriereinheit 332 umfasst insbesondere einen Zentrierstift 334, mittels welchem das Zentrierelement 320 in einer Einstellphase mechanisch kontaktierbar ist. Der Zentrierstift 334 weist hierzu einen Kontaktbereich 336 auf, welcher bevorzugt verrundet ist. Ferner ist der Zentrierstift 334 relativ zu einem Krafteinwirkbereich 325 beweglich ausgeführt, wobei der Krafteinwirkbereich 325 auf dem Zentrierelement 320 ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Krafteinwirkbereich 325 als umlaufende Außenfläche am Zentrierelement 320 ausgebildet, so dass ein mechanischer Kontakt durch den Zentrierstift 334 in jeder Drehstellung des Drehtisches 12 erfolgen kann. Die Bewegung des Zent- rierstiftes 334 erfolgt bevorzugt durch einen Stoß- oder Vibrationsantrieb der Zentriereinheit 332. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Bewegung entlang einer Bewegungsachse C, welche senkrecht zur Drehachse R des Drehtisches 12 angeordnet ist. Sobald nach einer Bewegung des Zentrierstiftes 334 entlang der Bewegungsachse C in Richtung des Zentrierelementes 320 der Kontaktbereich 336 des Zentrierstiftes 334 in physischen Berührung mit dem Krafteinwirkbereich 325 des Zentrierelementes 320 kommt, erfolgt hierdurch eine Krafteinwirkung auf das Zentrierelement 320. Eine Kräfte in Wirkung mit einer Kraft F2, welche größer ist als die Mindestkraft zur Überwindung des Stick-Slip- Effektes zwischen der Unterseite 321 des Zentrierelementes 320 und der Oberseite 13 des Drehtisches 12, führt dann zu einer Bewegung des Zentrierelements 320 relativ zur Oberseite 13 des Drehtisches 12. Auf diese Weise wird dann insgesamt die Positionslage des Messobjektes 40 im Messraum 50 verändert.

Eine Veränderung der Positionslage bzw. der Winkellage des Messobjektes 40 ist dabei in einem solchen Maß ermöglicht, wie sich das Zentrierelement 320 verschieben bzw. das Kippelement 310 verkippen lässt. Eine Angabe bezüglich einer Verschiebbarkeit des Zentrierelementes 320 bzw. der Verkippmöglichkeit des Kippelementes 310 lässt sich beispielsweise für eine Referenzstellung angeben. Hierfür weisen das Zentrierelement 320 und das Kippelement 310 jeweils eine Ausrichtachse ZK auf, welche für die Referenzstellung gegenüber einer Referenzachse R im Messraum 50 beispielsweise parallel ausgerichtet werden. Bevorzugt ist in der Referenzstellung die jeweilige Ausrichtachse ZK mit der Referenzachse R deckungsgleich vorzusehen. Durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement 320 durch das zumindest eine Stellelement 332 ist dann ausgehend von der Referenzstellung ein paralleler Versatz der Ausrichtachse ZK des Zentrierelementes 320 zur Referenzachse R bevorzugt in einem Bereich bis einschließlich ±2 mm einstellbar. Ferner ist durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Kippelement 310 durch das zumindest eine Stellelement 331 ausgehend von der Referenzstellung eine Verkippung der Ausrichtachse ZK des Kippelements 310 zur Referenzachse R bevorzugt in einem Bereich bis einschließlich ± 2° einstellbar. Um eine feinstufige Einstellung der Positions- und Winkellage des Messobjektes zu ermöglichen, ist der parallele Versatz der Ausrichtachse ZK des Zentrierelements 320 in Schritten von 0,1 - 10 μηη, insbesondere 0,1 - 1 μηη, und/oder die Verkippung der Ausrichtachse ZK des Kippelements 310 in Schritten von 0,00005° bis 0,1 °, insbesondere bis 0,0001°, veränderbar.

Die Verkippeinheit 331 und/oder die Zentriereinheit 332 können integral im Au- ßenring 340 ausgebildet sein oder als eigenständige Einheiten separat auf dem

Grundsockel 11 oder einer Befestigungsfläche des Außenringes 340 befestigt sein. Grundsätzlich können im Außenring 340 durchgehende Bohrungen 345 als Führungen für den Kippstift 333 und/oder für den Zentrierstift 334 vorgesehen werden. Bevorzugt liegen die Bewegungsachse B des Kippstiftes 333 und die Bewegungsachse C des Zentrierstiftes 334 in einer gemeinsamen Ebene. Weiter bevorzugt sind die Verkippeinheiten 331 und die Zentriereinheit 332 gegenüberliegend angeordnet, so dass das Zentrierelement 320 und/oder das Kippelemente 310 zwischen dem Zentrierstift 334 und dem Kippstift 333 angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Oberseite 311 des Kippelementes

310 über den die Kugel- Kalotten- Auf läge bildenden Auflageflächen 312, 322 des Zentrier- und Kippelementes 320, 310 angeordnet. In alternativen Ausführungen kann das Kippelement 310 auch konstruktiv verändert ausgeführt sein. Insbesondere zur Vermessung von Messobjekten 40, dessen Schwerpunkt in Bezug zur obigen Kugel- Kalotten- Auf läge derart angeordnet ist, dass bei einer Drehung des Drehtisches 12 Taumelfehler zu erwarten sind. In diesen Fällen kann die Oberseite 311 des Kippelementes 310 in Richtung der Auflagefläche 13 des ersten Tischaufbaus tiefer versetzt angeordnet werden. Insbesondere ist die Oberseite des Kippelementes unterhalb der oben genannten Kugel- Kalotten- Auf läge angeordnet. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung der Oberseite 311 des

Kippelementes 310 in Bezug zur genannten Kugel- Kalotten-Auflage derart, dass der Schwerpunkt des Messobjektes in einem Abstandsbereich zum Kipppunkt der Kugel- Kalotten- Auf läge gebracht wird, bei welchem eine sich während der Drehung des Drehtisches 12 ergebende Taumelbewegung des Messobjektes 40 durch das verwendete Messsystem 20 nicht detektierbar ist. Gleiches gilt, wenn bei der oben genannten Kugel- Kalotten- Auf läge eine der Auflagenflächen ballig und die andere dazu konisch ausgeführt wird.

Es ist vorteilhaft, für das Zentrier- und/oder Kippelement 320, 310 sowie den ers- ten und/oder zweiten Tischaufbau 11, 12 Materialien vorzusehen, bei welchen in den Auflageflächen zwischen dem Zentrier- und/oder Kippelement 320, 310 und/oder dem ersten und/oder zweiten Tischaufbau 11, 12 ein hoher Stick-Slip- Effekt vorliegt. Bevorzugt ist eine der Auflageflächen aus Stahl. In diesem Fall ist es weiter vorteilhaft die weitere Auflagefläche aus Stahl oder Aluminium vorzu- sehen.

Ebenso bevorzugt ist eine der Auflageflächen aus Teflon vorzusehen. Zumindest eine der Auflageflächen kann auch als eine auf dem Zentrier- und/oder Kippelement 320, 310 oder dem ersten oder dem zweiten Tischaufbau 11, 12 aufge- brachte Beschichtung ausgeführt sein.

Allgemein ist es ferner vorteilhaft, dass zur Einstellung eines Reibwertes in einer Ruheposition und/oder zur Einstellung eines Gleitwertes für die relative Bewegung des Zentrierelementes 320, des Kippelementes 310 und der Oberseite 13 des Drehtisches 12 die entsprechend aufliegenden Flächen 13, 321, 312, eine teilflächige Auflage bilden, insbesondere eine dreiflächige oder strukturierte Auflage, beispielsweise durch Flächenaussparungen infolge von eingebrachten Nuten, oder eine Punktauflage, insbesondere eine Dreipunktauflage. Für zumindest eine Vermessungsphase ist der mechanische Kontakt zwischen dem Kippstift 333 und dem Kippelement 310 bzw. zwischen dem Zentrierstift 334 und dem Zentrierelement 320 aufgehoben. Auf diese Weise kann der Drehtisch 12 frei drehen und weist keine elektrische oder mechanische Kopplung mit dem Grundsockel 11 mehr auf, wodurch die Gefahr von störenden Einflüssen auf eine Messung zur Erfassung der Geometrie des Messobjektes 40 entfällt oder zumindest stark reduziert ist. Indem die Krafteinwirkung auf das Zentrierelement 320 und das Kippelement 310 durch die Kräfte Fl bzw. F2 impulshaft erfolgt, beispielsweise durch eine Stosskraft, kommt es auch in der Einstellphase nur zu einer zeitlich begrenzten mechanischen Kopplung. So kann bereits auch in der Einstellphase unmittelbar nach der Krafteinwirkung auf das Zentrierelement 320 und/oder das Kippelement 310 die sich neu eingestellte Lage- und Winkelposition des Messobjektes 40 durch das Meßsystem 20 sehr genau erfasst werden.

Für eine Einstellphase ist in Fig. 3a beispielhaft ein Zentriervorgang für ein rotati- onssymmetrisches Messobjekt 40 schematisch in einer Seitenansicht gezeigt. Die Drehachse des Drehtisches 12 entspricht bevorzugt der Referenzachse R des Bezugssystems K. Das rotationssymmetrische Messobjekt 40 weist eine Ausrichtachse A auf. Durch den Zentriervorgang soll die Ausrichtachse A mit der Referenzachse R in Deckung gebracht werden.

Fig. 3b zeigt den Drehtisch 12 in einer ersten Drehstellung. Die Ausrichtachse A des Messobjektes weist zur Referenzachse einen Versatz v auf, welcher durch einen nachfolgenden Messvorgang ermittelt wird. Hierzu wird der Messkopf 21 in eine Einstellposition relativ zum rotationssymmetrischen Messobjekt 40 positio- niert. Im Ausführungsbeispiel entspricht dies einer Einstellposition, bei welcher die Messnadel 22 an einer Stelle E der Außenfläche des rotationssymmetrischen Messobjektes 40 einen mechanischen Kontakt mit dem rotationssymmetrischen Messobjekt 40 aufweist. Anschließend wird mindestens eine vollständige Drehung des Drehtisches 12 um die Drehachse R ausgeführt. Während der Drehung wird die Messnadel 22 auf Grund des zur Drehachse R versetzt angeordneten rotationssymmetrischen Messobjektes 40 in einer Messebene M ausgelenkt. Die Auslenkung entspricht Abstandswerten der abgetasteten Außenkontur des rotationssymmetrischen Messobjektes 40 zur Einstellposition des Messkopfes 21. Fig. 3c zeigt den Drehtisch 12 in einer zweiten Drehstellung, bei welcher die

Messnadel 22 durch eine Stelle V der abgetasteten Außenfläche des rotationssymmetrischen Messobjektes 40 maximal ausgelenkt wird. Die max. Auslenkung entspricht dem zweifachen Wert des Versatzes v der Ausrichtachse A des rotationssymmetrischen Messobjektes 40 zur Referenzachse R. Anschließend erfolgt eine Veränderung der Positionslage des rotationssymmetrischen Messobjektes

40 im Messraum 50, so dass der Versatz v ausgeglichen wird. Die Messung der Abstandswerte und die Veränderung der Positionslage des rotationssymmetrischen Messobjektes 40 werden ggf. wiederholt. Eine Wiederholung erfolgt bevorzugt so lange, bis die Abstandswerte bei einer vollständigen Umdrehung des Drehtisches 12 gleich sind und somit die Ausrichtachse A des rotationssymmetrischen Messobjektes 40 in Deckung gebracht ist mit der Referenzachse R.

In gleicher Weise erfolgt eine Winkelausrichtung des rotationssymmetrischen Messobjektes 40, wobei eine maximale Auslenkung der Messnadel 22 auf Grund der Schrägstellung des rotationssymmetrischen Messobjektes 40 an einer defi- nierten Stelle der abgetasteten Außenkontur ermittelt wird. Grundsätzlich kann eine Veränderung der Lage- und/oder Winkelposition des ro- tationssymmetrischen Messobjektes 40 in einer Art erfolgen, wie sie jeweils bereits in den Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Zentrier- und/oder Kipptisches entsprechend der Fig. 2a beschrieben ist. Bevorzugt ist eine Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder Kippelement 310, 320 an den Stellen der detektierten maximalen Abstandwerte. Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder Kippelement 310, 320 in einer Ebene erfolgt, die deckungsgleich ist mit der Messebene M.

Claims

Ansprüche

1. Positioniervorrichtung für einen Kipp- und/oder Zentriertisch (300) einer Messma- schine (100) zur Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition eines Messobjektes (40) in einem Messraum (50), wobei die Lage- und Winkelposition des Mess- objekts (40) relativ zum Messraum (50) durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf ein Zentrier- und/oder Kippelement (320, 310) durch zumindest ein Stellelement (331, 332) veränderbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Kippelement (310) mit einer ersten Fläche (312) zumindest teilweise flächen- bündig auf einer ersten Fläche (322) des Zentrierelementes (320) verschiebbar aufliegt, wobei eine der beiden Flächen (312, 322) ballig und die andere Fläche dazu gegenballig oder dazu konisch ausgeführt ist, derart, dass durch die zumindest mittelbare Kräfte in Wirkung auf das Kippelement (310) durch das zumindest eine Stellelement (331), insbesondere mit einer Mindestkraft (F2) zur Überwindung des Stick-Slip- Effektes zwischen der ersten Fläche (312) des Kippelementes (310) und der ersten Fläche (322) des Zentrierelementes (320), eine Kippbewegung des Kippelementes (310) relativ zum Zentrierelement (320) erfolgt, um eine Winkellage des Messobjektes (40) im Messraum (50) zu verändern und/oder dass

das Zentrierelement (320) mit einer zweiten Fläche (321) zumindest teilweise flä- chenbündig auf einer Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (12) verschiebbar aufliegt, wobei die zweite Fläche (321) des Zentrierelementes (320) und die Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (12) jeweils eben ausgeführt sind, derart, dass durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement (320) durch das zumindest eine Stellelement (332), insbesondere mit einer Mindestkraft (F2) zur Überwindung des Stick-Slip- Effektes zwischen der zweiten Fläche (321) des Zentrierelementes (320) und der Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (320), eine Bewegung des Zentrierelements (320) relativ zur Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (320) erfolgt, um eine Positionslage des Messobjektes (40) im Messraum (50) zu verändern.

2. Positioniervorrichtung für einen Kipp- und/oder Zentriertisch (300) einer Messma- schine (100) zur Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition eines Messobjektes (40) in einem Messraum (50), wobei die Lage- und Winkelposition des Messobjekts (40) relativ zum Messraum (50) durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf ein Zentrier- und/oder Kippelement (320, 310) durch zumindest ein Stellelement (331, 332) veränderbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Zentrierelement (320) mit einer ersten Fläche (321) zumindest teilweise flächenbündig auf einer ersten Fläche des Kippelementes (311) verschiebbar aufliegt, wobei die erste Fläche (321) des Zentrierelementes (320) und die erste Fläche (311) des Kippelementes (310) jeweils eben ausgeführt sind, derart, dass durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement (320) durch das zumindest eine Stellelement (322), insbesondere mit einer Mindestkraft (F2) zur Überwindung des Stick-Slip- Effektes zwischen der ersten Fläche (321) des Zentrierelementes (320) und der ersten Fläche (311) des Kippelementes (310), eine Bewegung des Zentrierelements (320) relativ zur ersten Fläche (311) des Kippelementes (310) erfolgt, um eine Positionslage des Messobjektes (40) im Messraum (50) zu verändern und/oder dass

das Kippelement (310) mit einer zweiten Fläche (312) zumindest teilweise flächenbündig auf einer Auflagefläche (13) für das Kippelement (12) verschiebbar aufliegt, wobei eine der beiden Flächen (13, 312) ballig und die die andere Fläche dazu gegenballig oder konisch ausgeführt ist, derart, dass durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Kippelement (310) durch das zumindest eine Stellelement (331), insbesondere mit einer Mindestkraft (Fl) zur Überwindung des Stick-Slip- Effektes zwischen der zweiten Fläche (312) des Kippelementes (310) und der Auflagefläche (13) für das Kippelement (310), eine Kippbewegung des Kippelementes (310) relativ zur Auflagefläche (13) für das Kippelement (310) erfolgt, um eine Winkellage des Messobjektes (40) im Messraum (50) zu verändern.

3. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Einstellung eines Reibwertes in einer Ruheposition und/oder zur Einstellung eines Gleitwertes für die relative Bewegung des Zentrierelementes (320) und des Kippelementes (310) zueinander und/oder des Zentrierelementes (320) und der Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (12) zueinander und/oder des Kippele- mentes (310) und der Auflagefläche (13für das Kippelement (12) zueinander die erste Fläche (322) des Zentrierelementes (320), die zweite Fläche 321) des Zent- rierelementes (320), die erste Fläche (311) des Kippelementes (310), die zweite Fläche (312) des Kippelementes (310) und/oder die Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (320) oder das Kippelement (310) eine teilflächige Auflage bilden, insbesondere eine dreiflächige oder strukturierte Auflage, beispielsweise durch Flächenaussparungen infolge von eingebrachten Nuten, oder eine Punktauflage, insbesondere eine Dreipunktauflage.

Positioniervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Stellelement (331, 332) als kontinuierlicher Antrieb und/oder als Stoßantrieb und/oder als Vibrationsantrieb ausgebildet ist.

Kipp- und/oder Zentriertisch (300) für eine Messmaschine (100), umfassend zumindest eine Positioniervorrichtung zur Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition eines Messobjektes (40) in einem Messraum (50), wobei die Lage- und Winkelposition des Messobjekts (40) relativ zum Messraum (50) durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf ein Zentrier- und/oder Kippelement (320, 310) durch zumindest ein Stellelement (331, 332) veränderbar ist, und wobei der Kipp- und/oder Zentriertisch (300) zumindest einen ersten und einen zweiten Tischaufbau (12, 11) aufweist, die relativ zueinander beweglich sind und der erste und/oder der zweite Tischaufbau (12, 11) das zumindest eine Stellelement (331, 332) zur Einstellung der Lage- und/oder der Winkelposition des Messobjekts (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

der Kipp- und/oder Zentriertisch (300) eine Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst, wobei der erste Tischaufbau (12) die Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (320) oder das Kippelement (310) aufweist.

Kipp- und/oder Zentriertisch (300) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

der erste Tischaufbau (12) ein erstes Stellelement (232, 331, 332) und mindestens eine Kontaktstelle (251, 315, 325) enthält, dass der erste Tischaufbau (12) das Zentrier- und/oder Kippelement (15, 320, 310) umfasst, wobei die mindestens eine Kontaktstelle (251, 315, 325) durch einen Gegenkontakt (255, 335, 336) elektrisch und/oder mechanisch kontaktierbar ist, um in der Einstellphase der Lage- und/oder Winkelposition des Messobjektes (40) eine Krafteinwirkung durch das zumindest eine Stellelement (232, 331, 332) zu ermöglichen, wobei der Gegenkontakt (255, 335, 336) am zweiten Tischaufbau (11) angeordnet ist und zur Ausbildung des elektrischen und/oder mechanischen Kontaktes, insbesondere in einer Referenzstellung zur Kontaktstelle (251, 315, 325), relativ zur Kontaktstelle (251, 315, 325) beweglich ausgebildet ist.

Kipp- und/oder Zentriertisch (300) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

der zweite Tischaufbau (11) ein zweites Stellelement (331, 332) enthält, dass der erste Tischaufbau (12) das Zentrier- und/oder das Kippelement (320, 210) umfasst, wobei das zweite Stellelement (331, 332) mindestens einen Kontaktbereich (335, 336) aufweist, welcher relativ zu einem Krafteinwirkbereich (315, 325) beweglich ausgebildet ist, um einen mechanischen Kontakt zum Krafteinwirkbereich (315, 325) herzustellen, wodurch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder das Kippelement (320, 310) erfolgt, und wobei der Krafteinwirkbereich (315, 325) auf dem ersten Tischaufbau (12) angeordnet ist.

Kipp- und/oder Zentriertisch (300) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein erstes Stellelement (332) mit einem ersten beweglichen mechanischen Kontaktbereich (336) zur Krafteinwirkung auf einen auf dem Zentrierelement (320) ausgebildeten ersten Krafteinwirkbereich (325) vorgesehen ist und ein zweites Stellelement (331) mit einem zweiten beweglichen mechanischen Kontaktbereich (335) zur Krafteinwirkung auf einen auf dem Kippelement (310) ausgebildeten zweiten Krafteinwirkbereich (315) vorgesehen ist, wobei die Kraftrichtung des ersten beweglichen mechanischen Kontaktbereichs (336) und die Kraftrichtung des zweiten beweglichen mechanischen Kontaktbereichs (336) in einer gemeinsamen Ebene liegen und das Zentrier- und/oder das Kippelement (320, 310) bevorzugt zwischen dem ersten und dem zweiten beweglichen mechanischen Kontaktbereich (336, 335) angeordnet ist.

9. Kipp- und/oder Zentriertisch (300) nach einem der Ansprüche 5 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Zentrierelement (320) und das Kippelement (310) jeweils eine Ausrichtachse (ZK) aufweisen, welche für eine Referenzstellung gegenüber einer Referenzachse (R) im Messraum (50) beispielsweise parallel ausgerichtet werden, wobei durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement (320) durch das zumindest eine Stellelement (332) ausgehend von der Referenzstellung ein paralleler Versatz der Ausrichtachse (ZK) des Zentrierelementes (320) zur Referenzachse (R) in einem Bereich bis einschließlich ±2 mm einstellbar ist und wobei durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Kippelement (310) durch das zumindest eine Stellelement (331) ausgehend von der Referenzstellung eine Verkippung der Ausrichtachse (ZK) des Kippelements (310) zur Referenzachse (R) in einem Bereich bis einschließlich ±2° einstellbar ist.

10. Kipp- und/oder Zentriertisch (300) nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

der parallele Versatz der Ausrichtachse (ZK) des Zentrierelements (320) in Schritten von 0,1 - 10 μηη, insbesondere 0,1 - 1 μηη, veränderbar ist und/oder die Verkippung der Ausrichtachse (ZK) des Kippelements (310) in Schritten von 0,00005° bis 0,1 °, insbesondere bis 0,0001°, veränderbar ist.

11. Kipp- und/oder Zentriertisch (300) nach einem der Ansprüche 5 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

der erste Tischaufbau (12) zum Vermessen von rotationssymmetrischen Messobjekten (40) als Drehtisch (12) ausgebildet ist.

12. Messmaschine (100), insbesondere zum Vermessen von rotationssymmetrischen Messobjekten,

dadurch gekennzeichnet, dass

sie einen Kipp- und/oder Zentriertisch (300) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11 umfasst, mit einer Referenzachse (R) zum Ausrichten einer Ausrichtachse (A) des Messobjektes (40) im Messraum (50) und mit zumindest einem Messsystem (20) mit mindestens einem Messkopf (21), insbesondere mit einem taktilen oder optischen Messkopf (21), zur Erfassung einer Geometrie des Messobjektes (40).

13. Messmaschine (100) nach dem Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass

in der Einstellphase und/oder der Vermessungsphase eine zur Erfassung der Geometrie des Messobjektes definierte Messebene (M) des Messsystems (20) deckungsgleich ist mit einer Ebene, in welcher die Krafteinwirkung des zumindest einen Stellelements (331, 332) erfolgt.

14. Positionierverfahren für einen Kipp- und/oder Zentriertisch (300) in einer Messmaschine (100) mit einem Messsystem (20), insbesondere einer Messmaschine nach einem der Ansprüche 12 oder 13, zur Einstellung einer Lage- und/oder Winkelposition eines rotationssymmetrischen Messobjektes (40) in einem Messraum (50), wobei die Lage- und Winkelposition des rotationssymmetrischen Messobjekts (40) relativ zum Messraum (50) durch zumindest eine mittelbare Krafteinwirkung auf ein Zentrier- und/oder ein Kippelement (320, 310) durch zumindest ein Stellelement (331, 332) verändert wird, und wobei der Kipp- und/oder Zentriertisch (300) zumindest einen ersten und einen zweiten Tischaufbau (12, 11) aufweist, die relativ zueinander bewegt werden und der erste und/oder der zweite Tischaufbau (12, 11) das zumindest eine Stellelement (331, 332) zur Einstellung der Lage- und/oder der Winkelposition des rotationssymmetrischen Messobjekts (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

in einer Einstellphase eine Ausrichtachse (A) des rotationssymmetrischen Messobjektes (40) zu einer Referenzachse (R) der Messmaschine (100) ausgerichtet wird, indem der erste Tischaufbau (12) eine Drehung um die Referenzachse (R) ausführt und zumindest der Messkopf (21) des Messsystems (20), insbesondere ein taktiler oder optischer Messkopf, in einer Einstellposition (E) relativ zum rotationssymmetrischen Messobjekt (40) positioniert wird, um die Geometrie des rotationssymmetrischen Messobjektes (40) zu erfassen, wobei bei zumindest einer vollständige Drehung des ersten Tischaufbaus (12) um die Referenzachse (R) die Lage- und Winkelposition der Ausrichtachse (A) des rotationssymmetrischen Messobjekts (40) relativ zur Referenzachse (R) durch Abstandswerte (v) der abgetasteten Geometrie des rotationssymmetrischen Messobjektes (40) relativ zur Einstell- Position (E) des Messkopfes (21) erfasst wird und bei unterschiedlichen Abstandswerten (v) durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder Kippelement (320, 310) die Lage- und Winkelposition des rotationssymmetrischen Messobjekts (40) solange verändert wird, bis die Abstandswerte (v) bei einer vollständigen Umdrehung gleich sind, wobei die Lage- und Winkelposition verändert wird, indem das Zentrierelement (320) relativ zu einer Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (320) bewegt wird, insbesondere in einer Ebene, um die Lageposition des rotationssymmetrischen Messobjektes (40) relativ zum

Messraum (50) zu verändern, wobei das Zentrierelement (40) mit einer Fläche (321) zumindest teilweise flächenbündig auf der Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (320) aufliegt und durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Zentrierelement (320) durch das zumindest eine Stellelement (332) ein Stick- Slip- Effektes zwischen der Fläche (321) des Zentrierelements (320) und der Auflagefläche (13) für das Zentrierelement (320) überwunden wird und/oder dass das Kippelement (310) relativ zu einer Auflagefläche(322) für das Kippelement (310) eine Kippbewegung ausführt, um die Winkelposition des rotationssymmetrischen Messobjektes (40) relativ zum Messraum (50) zu verändern, wobei das Kippelement (310) mit einer Fläche (312) zumindest teilweise flächenbündig auf der Auflagefläche (322) für das Kippelement (310) aufliegt und durch die zumindest mittelbare Krafteinwirkung auf das Kippelement (310) durch das zumindest eine Stellelement (331) ein Stick-Slip- Effektes zwischen der Fläche (312) des Kippelementes (310) und der Auflagefläche (322) für das Kippelement (310) überwunden wird.

15. Positionierverfahren nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

die zumindest mittelbare Krafteinwirkung in einer Ebene vorgesehen wird, die deckungsgleich ist mit der zur Erfassung der Geometrie des Messobjektes definierte Messebene (M) des Messsystems (20).

16. Positionierverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Krafteinwirkung auf das Zentrier- und/oder das Kippelement (320, 310) während der Drehung bezogen auf ihre Kraftstärke und/oder ihre zeitliche Wirkdauer verändert wird und/oder wobei die Krafteinwirkung auf das Zentrierelement (320) zu einem anderen Zeitpunkt erfolgt als die Krafteinwirkung auf das Kippelement (310).