DE4027339C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermessungssteuerung eines Koordinaten-Meßfühlers mit Drehtisch - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Vermessungssteuerung eines Koordinaten-Meßfühlers mit Drehtisch

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ver­ messungssteuerung eines Koordinaten-Messfühlers mit einem Drehtisch und be­ trifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessungssteuerung eines Koordinaten-Messfühlers mit einem Drehtisch, der geeignet zur Verwen­ dung in einer dreidimensionalen Koordinaten-Messmaschine ist, wobei der Dreh­ tisch auf einer Platte der Koordinaten-Messmaschine angebracht ist, ein zu mes­ sendes Objekt (Werkstück) auf den Drehtisch gestellt und durch diesen gedreht wird, um die Koordinaten des Werkstückes unter Verwendung des Koordinaten- Messfühlers zu messen bzw. zu vermessen, wobei zusätzlich zu der räumlichen Vermessungssteuerung des Fühlers ohne Drehtisch, die bereits realisiert worden ist, eine Achse durch den Drehtisch mit einbezogen wird, und ein Vermessungs­ betrieb durch eine gleichzeitige räumliche Vermessungssteuerung und eine Dreh­ winkelsteuerung gewährleistet wird, wobei die Richtung zwischen einer Refe­ renzachse des Werkstückes und dem Fühler unverändert bleibt.
Zum Messen der Form eines zu messenden Objektes unter Verwendung einer Ko­ ordinaten-Messmaschine, wie einer dreidimensionalen (3D) Koordinaten- Messmaschine oder dergleichen, ist es notwendig, die Koordinaten des Objektes in einem vorgebbaren Ablauf mit einem Koordinaten-Messfühler, wie z. B. einem Berührungsfühler, zu vermessen. Für automatische Verfahren, die eine solche Vermessungssteuerung automatisch unter Verwendung eines Computers, aber ohne Verwendung eines Drehtisches erzielen, sind bereits zwei Steuerverfahren vorgeschlagen und realisiert worden:
Eines, bei dem eine Vermessungssteuerung entlang der Kontur des Werkstückes mit konstantem Abstand zu einer willkürlich festgelegten Referenzebene durchge­ führt wird (im nachstehenden als Konstanthöhen-Vermessung bezeichnet), und ein weiteres, bei dem eine Vermessungssteuerung entlang eines Werkstückes in einer zylindrischen Ebene durchgeführt wird, die von einer festgelegten Entfer­ nung zu einer festgelegten geraden Linie definiert ist (im nachstehenden als Kon­ stantradius-Vermessung bezeichnet).
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist es typisch, einen Drehtisch 12 auf eine Platte 10 einer Koordinaten-Messmaschine parallel oder senkrecht zu einer Achse dersel­ ben zu setzen. Eine derartige parallele oder senkrechte Installation des Drehtisches ist jedoch äußerst schwierig und es muss berücksichtigt werden, dass der Dreh­ tisch 12 frei montierbar oder demontierbar ist.
Demgemäß müssen Bedingungen in Betracht gezogen werden, dass der Drehtisch 12 in einer willkürlichen Position mit einer willkürlichen Neigung unabhängig von der Achse der Koordinaten-Messmaschine eingerichtet wird.
Darüber hinaus gilt das gleiche für eine Beziehung zwischen einem Objekt 14, das zu vermessen ist (z. B. ein Werkstück) und auf den Drehtisch 12 gesetzt ist. Ob­ wohl es üblich ist, das Werkstück 14 auf den Drehtisch 12 derart zu stellen, dass die Achse des Werkstückes 14 mit der Drehachse des Drehtisches 12 überein­ stimmt, ist es erwünscht, dass das Werkstück 14 auch mit einer beliebigen Positi­ on und mit einer beliebigen Neigung auf den Drehtisch 12 gesetzt werden könnte.
Man kann sich vorstellen, dass, wenn die zwei zuvor erwähnten Bedingungen fehlen, dies bei der tatsächlichen Verwendung der Vorrichtung zu äußerst ernst­ haften Beschränkungen führen würde, wodurch die Vorrichtung auf nachteilige Weise zu einem nicht zweckmäßigen System würde.
Für eine positionsmäßige Beziehung zwischen dem Fühler 16 und dem Werkstück 14 sind bei einem Beispiel des Vermessens bei einem konstanten Radius die Be­ dingungen für die Datenverarbeitung die, dass der Fühler den Vermessungsbetrieb durchführt, wobei er mit einem vorgegebenen Abstand gegenüber der Achse des Werkstückes angeordnet ist. Dies führt jedoch zu unzählbaren positionsmäßigen Beziehungen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Im einzelnen hat jeder der Fühler 16A, 16B, 16C gemäß Fig. 3 eine Position in einer Ebene, die um einen vorge­ gebenen Abstand von der Werkstückachse beabstandet ist, so dass unzählbare Kombinationen von Fühlerpositionen bezüglich eines gewissen Drehwinkels θ des Drehtisches 12 vorliegen, und zwar unter der einzigen Beschränkung des Abstan­ des von der Werkstückachse.
Wenn angenommen wird, dass der Drehtisch verwendet wird, um jegliche Interfe­ renz bzw. jegliches Wirken zwischen dem Fühler 16 und dem Werkstück 14 zu vermeiden, lässt sich sagen, dass es für den Winkel des Fühlers 16 bezüglich einer Werkstückszylinderebene wünschenswert ist, zu allen Zeiten konstant zu sein, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Fig. 4 ist eine Draufsicht, die die Situation des Drehti­ sches 12 aus der Sicht des direkt darüber liegenden Teils der Drehachse des Drehtisches 12 darstellt, wenn die Drehachse des Drehtisches 12 und die Werk­ stückachse parallel zueinander sind. In dieser Darstellung bewahren die Werk­ stückszylinderebenen 14A und der Fühler 16 zu allen Zeiten dieselbe relative Po­ sition in ihren Stellungen.
Zusammenfassend sollte das Vermessungssteuerverfahren unter Verwendung ei­ nes Drehtisches die folgenden drei Bedingungen erfüllen:
Nr. 1: Der Drehtisch kann mit einer willkürlichen Position und mit einem will­ kürlichen Winkel auf die Platte der Koordinaten-Messmaschine gesetzt werden.
Nr. 2: Ein Werkstück kann mit einer beliebigen Position und mit einem beliebi­ gen Winkel auf dem Drehtisch angebracht werden.
Nr. 3: Die winkelmäßige Beziehung zwischen dem Werkstück und dem Fühler kann während einer Vermessung aufrecht erhalten werden.
Aus der DE 29 40 633 C2 ist es bereits bekannt, einen Drehtisch in Verbindung mit einer Koordinaten-Messmaschine zum Abtasten eines Objektes einzusetzen. Eine gezielte gleichzeitige Steuerung der Drehung des Drehtisches und der Koor­ dinaten-Messmaschine sind nicht angesprochen.
Aus der DE 36 37 410 A1 ist ebenfalls ein Drehtisch auf einer Koordinaten- Messmaschine bekannt, und es werden die Probleme der genauen Ausrichtung der Achse des Drehtisches in Bezug auf die Koordinaten-Messmaschine behandelt. Auch hier ist jedoch eine gemeinsame Steuerung von Drehbewegung und Koordi­ naten-Messmaschine nicht vorgesehen.
Aus der US 4,342,091 ist auch ein Verfahren zur Bestimmung des Krümmungs­ mittelpunktes einer gekrümmten Oberfläche bekannt, wobei der Drehwinkel und die Koordinaten eines Messfühlers gleichzeitig verarbeitet werden. Diese Schrift beschäftigt sich jedoch nicht mit der Vermessung von unregelmäßig geformten Werkstücken in ganzen Oberflächenbereichen.
Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Drehtisch-Vermessungssteuerverfahren und eine Vorrichtung hier­ für mit einem Koordinaten-Messfühler zu schaffen, wobei die drei zuvor erwähn­ ten Bedingungen durch Erweitern eines herkömmlichen Vermessungssteuerver­ fahrens erfüllt werden.
Um die genannte Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 durchgeführt. Bei diesem Verfahren zur Vermessungssteuerung eines Koordinaten-Messfühlers einer Koordinaten-Messmaschine wird das zu vermessende Objekt auf einem Drehtisch platziert, der auf einer Platte der Koor­ dinaten-Messmaschine drehbar installiert ist und dessen Drehachse in Bezug auf die Platte bestimmt wird. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Festlegen einer Referenzachse des Objektes;
Festlegen eines Geschwindigkeitsvektors des Fühlers relativ zu der Referenz­ achse des Objektes unter der Annahme, dass der Drehtisch an einem Drehwinkel θ still steht;
Festlegen der Winkelgeschwindigkeit ω des Drehtisches entsprechend dem Füh­ lergeschwindigkeitsvektor und Einstellen des Drehwinkels θ derart, dass die Richtung zwischen dem Fühler und der Referenzachse unverändert bleibt;
Berechnen eines Folgevektors R, der der Bewegung mit der Winkelgeschwin­ digkeit ω folgt; und
Ausgeben der Vektorsumme T = + R des Folgevektors R und des Fühler- Geschwindigkeitsvektors als ein Geschwindigkeitsbefehl für den Fühler und Ausgeben der jeweils angepassten Winkelgeschwindigkeit ω als ein Geschwin­ digkeitsbefehl für den Drehtisch.
Auf diese Weise wird zusätzlich zu der räumlichen Vermessungssteuerung des Fühlers entsprechend der Vermessung ohne Drehtisch, eine Vermessungssteue­ rung eines Drehwinkels aufgrund des Drehtisches vorgenommen, um eine gleich­ zeitige räumliche Vermessungssteuerung und eine Drehwinkelsteuerung einzu­ richten, die eine Richtung zwischen dem Objekt und dem Fühler unverändert auf­ recht erhält.
Erfindungsgemäß wird auch eine Koordinaten-Messmaschine geschaffen mit ei­ ner Platte, einem auf der Platte zum Drehen eines Objektes angeordneten Dreh­ tisch und einem Koordinaten-Messfühler mit folgenden Merkmalen:
es ist eine zentrale Steuereinheit vorhanden, welche gleichzeitig eine räumliche Vermessungssteuerung des Koordinaten-Messfühlers und eine Vermessungssteue­ rung des Drehwinkels des Drehtisches durchführt, wobei die Richtung des Koor­ dinaten-Messfühlers in Bezug auf eine vorher festgelegte Referenzachse des Ob­ jektes unverändert bleibt und die Steuereinheit eine Einrichtung zur aufeinander abgestimmten Berechnung von Geschwindigkeitsbefehlen für die räumliche Be­ wegung des Fühlers und die Drehwinkelbewegung der Winkelgeschwindigkeit ω des Drehtisches aufweist.
Die Drehtisch-Vermessungssteuerung gemäß der Erfindung steuert den Drehtisch 12 und den Fühler 16 derart, dass die Richtung des Vektors, der von einer Werk­ stückreferenzachse auf einen Fühlermittelpunkt gerichtet ist, unverändert aufrecht erhalten wird, und zwar unabhängig vom Drehwinkel θ des Drehtisches, wie es in Fig. 4 erläutert ist. Hierbei ist zur Vereinfachung die Achse des Werkstückes 15 parallel zur Drehachse des Drehtisches 12 gezeichnet.
Im folgenden wird das Prinzip des Verfahren zur Vermessungssteuerung gemäß der Erfindung beschrieben, das die drei zuvor erwähnten Bedingungen erfüllt.
Gemäß Fig. 5 wird der Rotationswinkel des Drehtisches zu einer gewissen Zeit t zu θ angenommen, wobei von dem Drehtisch angenommen wird, dass er still steht. Zu dieser Zeit wird angenommen, dass der Geschwindigkeitsvektor mit vorherigem bzw. bekanntem Konstantradius-Vermessungsbetrieb dem Fühler zu­ geführt wird. Der Geschwindigkeitsvektor ist dreidimensional. Der Fühler führt einen Vermessungsbetrieb über ein kleines Intervall von P1 bis P2 nach einer kleinen Zeit Δt gemäß dem Geschwindigkeitsvektor aus. Daher erreicht der Fühler, dessen Spitze im Punkt P1 angeordnet ist, den Punkt P2 nach dem Ablauf der Zeit Δt.
Wenn man nun annimmt, dass ein Winkel (≮ P1 W0 P2) auf einer Drehtischebene zwischen einem Vektor, der einen Punkt W0 am Achsenmittelpunkt des Werk­ stücks 14 mit dem Punkt P1 verbindet, und einem Vektor, der den Punkt W0 mit dem Punkt P2 verbindet, Δθ ist, hat der Vektor nach Δt die gleiche Richtung wie der Vektor zur Zeit t (siehe Fig. 5), vorausgesetzt, der Drehtisch wird nach Δt um Δθ entgegengesetzt zur Richtung des Fortschreitens des Fühlers ge­ dreht, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Die Winkelgeschwindigkeit des Drehti­ sches wird zu ω angenommen.
Der Geschwindigkeitsvektor ist ein Steuervektor des Fühlers, wenn der Dreh­ tisch still steht, so dass, wenn die Winkelgeschwindigkeit dem Rotationstisch zu­ geführt wird, der Vektor außerhalb eines Steuerziels liegt, bei dem der Radius oder die Höhe konstant sind, wenn der Vektor unverändert gelassen wird.
Um dieses Problem zu lösen, eliminiert die vorliegende Erfindung die Beeinflus­ sung der Drehung des Drehtisches durch Hinzufügen eines Vektors R, der der Winkelbewegung der Winkelgeschwindigkeit ω des Drehtisches folgt zu , wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Der Folgevektor R ist ein Tangentenvektor im Punkt P1, wenn die Winkelgeschwindigkeit ω dem Drehtisch zur Zeit t zugeführt wird. In der Fig. 7 zeigt ein Punkt P1' eine Position des Punktes P1 auf dem Werkstück nach Ablauf einer geringen Zeit.
Demgemäß ist ein dem Fühler zu vermittelnder Geschwindigkeitsvektor T ge­ geben durch
T = + R (1)
Eine gewünschte Bewegung des Fühlers kann daher realisiert werden, indem der Fühler-Geschwindigkeitsvektor T und die Winkelgeschwindigkeit ω des Drehti­ sches bei jedem Abtasten als Geschwindigkeitskommandos ausgegeben werden.
In dem Fall, wenn der Vermessungsbetrieb ohne Verwendung des Drehtisches ausgeführt wird, ist die Vermessungsgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Fühlers selbst. Im Gegensatz hierzu, wenn sowohl Fühler als auch Werkstück be­ weglich sind, wie in der vorliegenden Erfindung, sollte die Vermessungsge­ schwindigkeit als die relative Geschwindigkeit zwischen dem Werkstück und dem Fühler verstanden werden und nicht als die Fühlergeschwindigkeit. In der vorlie­ genden Erfindung entwickelt sich die Vermessungsgeschwindigkeit aus der relati­ ven Geschwindigkeit der Fühlergeschwindigkeit und weiterhin aus der Drehtisch­ geschwindigkeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zu der räumlichen Vermes­ sungssteuerung durch den Fühler, bei der der Drehtisch nicht verwendet wird, die Drehwinkel-Vermessungssteuerung durch den Drehtisch eingebracht, um die gleichzeitige räumliche Vermessungssteuerung und die Drehwinkelsteuerung zu erzielen, was die zuvor erwähnten drei Bedingungen erfüllt.
Wenn demgemäß in dem Fall, in dem beispielsweise eine zylindrische Nocke ge­ mäß Fig. 8 vermessen wird, wobei eine einzelne Messung aufgrund der Interfe­ renz zwischen dem Werkstück und dem Fühler ohne Verwendung des Drehtisches nicht zufriedenstellend ist, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Messung über den gesamten Umfang der Nocke, ohne die Haltung des Fühlers zu verän­ dern, und zwar indem der Drehtisch verwendet wird. Es ist anzumerken, dass es dennoch viele Fälle gibt, z. B. ein Flügelrad gemäß Fig. 9 oder ein Propellerblatt gemäß Fig. 10, bei denen eine einzelne Messung auch bei Anwendung der vor­ liegenden Erfindung unmöglich ist.
Bei derartigen Schwierigkeiten läßt sich mit der vorliegenden Erfindung jedoch die Anzahl der "Haltungs"-Änderungen des Fühlers reduzieren.
Erfindungsgemäß wird - wie oben beschrieben - der Drehtisch verwendet, der eine Erweiterung des Messbereiches gewährleistet und Messungen von komplizierte­ ren Werkstücken zuläßt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
Fig. 1A und 1B sind Flussdiagramme, die Prozeduren während einer Vorbe­ reitung bzw. einem Vermessungsbetrieb bei einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 2 bis 7 sind Darstellungen, die das Prinzip der Erfindung erläutern;
Fig. 8 bis 10 sind perspektivische Ansichten bzw. eine Frontansicht, die jeweils ein beispielhaftes, zu messenden Objekt darstellen, für das die vorliegende Erfindung von Nutzen ist; und
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen beispielhaften Aufhau einer dreidimensionalen Koordinaten-Messmaschine zeigt, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist z. B. auf einen Fall anwendbar, bei dem eine dreidimensionale Koordinaten-Messmaschine 20 mit einem Koordinaten- Messfühler 16 nach Fig. 11 verwendet wird, wobei ein Drehtisch 12 auf einer Platte 10 und ein Werkstück 14 auf dem Drehtisch 12 angeordnet sind. Die Koor­ dinaten des Werkstücks 14 werden unter Verwendung des Vermessungsfühlers 16 durch Drehen des Werkstücks 14 durch den Drehtisch 12 vermessen.
Programme zum Ausführen einer Vermessung nach der vorliegenden Ausfüh­ rungsform sind in einem Speichergerät 22B einer Steuereinheit 22 gespeichert, die eine zentrale Verarbeitungseinheit 22A, eine CRT (Kathodenstrahlröhre) 22B, einen Drucker 22C und das Speichergerät 22D hat.
Für den Vermessungsfühler 16 ist ein taktiler Positionserfassungsfühler verwend­ bar, der z. B. ein Luftlager und einen linearen Kodierer enthält. Ein Positions- Ausgangssignal von dem Fühler 16 wird zu der Koordinaten-Messmaschine 20 zurückgeführt, damit der Fühler 16 die Kontur des Werkstücks 14 automatisch vermessen kann.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1A und 1B werden nachstehend die Prozedu­ ren bzw. Programmteile der Ausführungsform im Detail beschrieben.
Fig. 1A stellt Prozeduren zur Vorbereitung dar. Bei der Vorbereitung werden in einem ersten Schritt 110 die Lage und die Richtung der Rotationsachse des Dreh­ tisches 12 gemessen, um ein Koordinatensystem zu definieren, dessen Ursprung auf der Rotationsachse liegt und die Richtung der Achse als Z-Achse verwendet. Hierbei können die Position und der Winkel (Höhe bzw. Größe) des Drehtisches 12 auf der Platte 10 willkürlich gewählt werden (siehe Nr. 1 der zuvor erwähnten drei Bedingungen).
Im Schritt 120 werden charakteristische Maße des Werkstückes 14, das auf den Drehtisch 12 gesetzt ist, gemessen, um eine Referenzachse des Werkstücks 14 und die Richtung der Koordinatenachsen des Werkstücks 14 einzustellen. Dabei kann, wenn das Werkstück 14 auf den Drehtisch 12 gesetzt wird, die Position willkürlich gewählt werden, der Winkel (Höhe) ist jedoch etwas eingeschränkt, und es ist notwendig, den Winkel zwischen der Drehachse des Drehtisches 12 und der Achse des Werkstücks 14 innerhalb von 45° einzustellen. Bei einem solchen Winkelbereich kann natürlich nicht wirklich von einer Beschränkung gesprochen werden (siehe Nr. 2 der zuvor erwähnten drei Bedingungen).
Die in den Schritten 110 und 120 erhaltene Information wird an die Steuereinheit 22 gesendet, um die Vorbereitung in einem Schritt 130 zu vervollständigen. Das Koordinatensystem des Werkstücks 14 auf dem Drehtisch 12 wird in der Steuer­ einheit 22 zur Koordinatentransformation aus dem Koordinatensystem des Drehti­ sches 12 in ein Koordinatensystem der Koordinaten-Messmaschine 20 verwendet.
Fig. 1B erläutert Prozeduren während des Vermessungsbetriebs nach Beendi­ gung der Vorbereitung.
Bei dem Vermessungsbetrieb werden zunächst - in einem Schritt 210 - mit einem Intervall von 40 ms z. B. der Positionsvektor X des Fühlermittelpunkts, wenn der Fühler 16 in Kontakt mit dem Werkstück 14 kommt, der Betrag der Positionsän­ derung ΔX des Positionsvektors X und der Rotationswinkel θ des Drehtisches 12 abgetastet.
Im Schritt 220 wird danach der Geschwindigkeitsvektor des Fühlers 16 durch das bekannte Verfahren berechnet, bei dem kein Drehtisch verwendet wird, wobei von dem Drehtisch 12 angenommen wird, dass er an einem Drehwinkel θ still steht.
Im Schritt 230 wird die Winkelgeschwindigkeit ω des Drehtisches 12 durch den Fühler-Geschwindigkeitsvektor bezüglich der Achse des Werkstücks 14 be­ rechnet, und der Drehwinkel θ wird auf der Basis der positionsmäßigen Bezie­ hung zwischen dem Drehwinkel θ und dem Fühler-Positionsvektor X eingestellt, um die Winkelgeschwindigkeit ω neu zu bestimmen. Dabei wird die winkelmäßi­ ge Beziehung zwischen dem Werkstück 14 und dem Fühler 16 unverändert gelas­ sen (siehe Nr. 3 der zuvor erwähnten drei Bedingungen).
In einem Schritt 240 wird der Geschwindigkeitsvektor R, der der Bewegung der Winkelgeschwindigkeit ω nachfolgt, mit dem Fühler-Positionsvektor X und dem Tisch-Rotationswinkel θ berechnet.
Im einem Schritt 250 wird die Vektorsumme T (= + R) des folgenden Ge­ schwindigkeitsvektors R und des Fühler-Geschwindigkeitsvektors als die X-, Y- und Z-Geschwindigkeitskommandos des Fühlers 16 ausgegeben, und die Win­ kelgeschwindigkeit ω wird als Geschwindigkeitskommando für den Drehtisch 12 an jeweilige Antriebsmechanismen (nicht gezeigt) ausgegeben, wonach der Be­ trieb zum Schritt 210 zurückkehrt.
Obwohl während der Prozeduren während des Vermessungsbetriebs natürlich auch Ausgabeverarbeitungen von Daten und Entscheidungen über die Beendigung des Vermessungsbetriebs usw. vorgenommen werden, wird hier auf eine Be­ schreibung derselben verzichtet, um die Beschreibung im ganzen nicht zu kompli­ ziert zu machen.
Die Ausgangsdaten sind die Mittelpunktkoordinaten der Spitze des Fühlers 16. Die Richtung zwischen dem Fühler 16 und der Referenzachse des Werkstückes 14, das auf dem Drehtisch 12 positioniert ist, wird unverändert gelassen, selbst wenn der Drehtisch 12 gedreht wird. Dies kann wie folgt angenommen werden:
Die Drehebene des Drehtisches 12 wird als Platte der Koordinaten-Messmaschine angesehen und das Werkstück 14 wird angesehen, als wäre es auf diese Platte gestellt. Die Ausgabedaten bei einer Vermessung liegen dann im Koordinaten­ system des Messgerätes vor. Um diese Koordinaten in ein Koordinatensystem des Werkstücks zu transformieren, braucht nur eine Koordinatentransformation vorge­ nommen zu werden.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der Fall der Vermessung des kon­ stanten Radius beschrieben wurde, können die gleichen Wirkungen für einen Fall erwartet werden, bei dem eine Vermessung einer konstanten Höhe durchgeführt wird.
Da in der vorliegenden Ausführungsform ein taktiler Fühler 16 verwendet wurde, der eine Vermessung bei Berührung des Werkstücks 14 ermöglicht, kann die Effi­ zienz einer Formmessung in großem Maße verbessert werden, verglichen mit ei­ ner Konturmessung durch eine Punktmessung unter Verwendung eines Signal- Berührungsfühlers. Es ist klar, dass die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen taktilen Fühler beschränkt ist, sondern auch berührungslose Fühler ver­ wendbar sind.

Claims (7)

1. Verfahren zur Vermessungsteuerung eines Koordinaten-Meßfühlers (16) einer Koordinaten-Meßmaschine (20), wobei das zu vermessende Objekt (14) auf ei­ nem Drehtisch (12) plaziert wird, der auf einer Platte (10) der Koordinaten- Meßmaschine (20) drehbar installiert ist und dessen Drehachse in bezug auf die Platte (10) bestimmt wird, und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Festlegen einer Referenzachse des Objektes;
Festlegen eines Geschwindigkeitsvektors des Fühlers relativ zu der Refe­ renzachse des Objekts unter der Annahme, daß der Drehtisch an einem Dreh­ winkel θ stillsteht;
Festlegen der Winkelgeschwindigkeit ω des Drehtisches entsprechend dem Fühlergeschwindigkeitsvektor und Einstellen des Drehwinkels θ derart, daß die Richtung zwischen dem Fühler und der Referenzachse unverändert bleibt;
Berechnen eines Folgevektors R, der der Bewegung mit der Winkelge­ schwindigkeit ω folgt; und
Ausgeben der Vektorsumme T = + R des Folgevektors R und des Fühler-Geschwindigkeitsvektors als ein Geschwindigkeitsbefehl für den Fühler und Ausgeben der jeweils angepaßten Winkelgeschwindigkeit ω als ein Geschwindigkeitsbefehl für den Drehtisch.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Drehachse und der Drehmittelpunkt des Drehtisches (12) gemessen werden, um ein Koordinatensystem festzulegen, das den Drehmittelpunkt als Ursprung und die Achsenrichtung als Z-Achse ver­ wendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Winkel zwischen der Rotations­ achse des Drehtisches (12) und der Referenzachse des Objektes (14) kleiner als 45° ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Geschwindigkeitsvektor des Fühlers (16) und die jeweils angepaßte Winkelgeschwindigkeit ω des Drehtisches (12) aus dem mit einem vorbestimmten Zeitintervall abgetasteten Positionsvektor X des Fühlers (16), dem Betrag ΔX der Veränderung des Positionsvektors X und des Drehwinkels θ des Drehtisches (12) berechnet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Ausgabedaten der Vermessung, die in dem Koordinatensystem vollzogen wird, das die Drehachse des Drehtisches (12) als Referenz nimmt, in ein Koordinatensystem transformiert werden, das die Referenzachse des Objektes (14) als Referenz nimmt.
6. Koordinaten-Meßmaschine (20) mit einer Platte (10), einem auf der Platte (10) zum Drehen eines Objektes (14) angeordneten Drehtisch (12) und einem Koor­ dinaten-Meßfühler (16), mit folgenden Merkmalen:
es ist eine zentrale Steuereinheit (22) vorhanden, welche gleichzeitig eine räumliche Vermessungssteuerung des Koordinaten-Meßfühlers (16) und eine Vermessungssteuerung des Drehwinkels des Drehtisches (12) durchführt, wobei die Richtung des Koordinaten-Meßfühlers (16) in bezug auf einer vorher fest­ gelegte Referenzachse des Objektes (14) unverändert bleibt, wobei die Steuer­ einrichtung (22) eine Einrichtung zur aufeinander abgestimmten Berechnung von Geschwindigkeitsbefehlen für die räumliche Bewegung des Fühlers (16) und die Drehbewegung der Winkelgeschwindigkeit ω des Drehtisches (12) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Fühler (16) Positionsänderungen er­ fasst und das Objekt in Kontakt mit diesem vermessen kann.
DE4027339A 1989-08-29 1990-08-29 Verfahren und Vorrichtung zur Vermessungssteuerung eines Koordinaten-Meßfühlers mit Drehtisch Expired - Lifetime DE4027339C2 (de)

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