[发明专利]减小旋转设备的误差的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于在确定工件(13)的坐标或者在加工工件(13)时减小旋转设备的误差的方法，具有步骤：a)将第一工件布置在旋转设备上，b)将坐标测量装置定位在第一周向位置上，c)使第一工件围绕旋转轴线旋转，测量第一工件的表面的第一走向，由此产生第一测量信号，d)将测量装置定位在与第一周向位置不同的第二周向位置上，e)使第一工件围绕旋转轴线旋转，测量第一工件的表面的第二走向，由此产生第二测量信号，f)可选地至少重复进行一次步骤d)和e)，由此产生其它测量信号，g)第一、第二测量信号和可选的其它测量信号具有冗余表面信息和误差信息，由第一、第二测量信号和可选的其它测量信号将冗余表面信息和误差信息彼此分隔开。

技术领域

本发明涉及一种用于减小旋转设备的误差的方法，其中，误差在确定工件坐标或者在加工工件时出现或者起作用。旋转设备能够在确定坐标或加工工件期间使工件围绕旋转设备的旋转轴线进行旋转运动。本发明还涉及一种能够执行所述方法的设备。在此认为旋转设备的误差至少部分是可重复再现的。

背景技术

已知将工件可旋转地支承，以便测量其坐标或者加工工件。例如在坐标测量技术的领域，将工件布置在可旋转的台上(所谓的旋转台)。以此方式可以将工件置于不同的工作定向，坐标测量仪(简称：KMG)在所述工作定向中工作，也就是测量工件坐标。在旋转设备使工件围绕其旋转轴线旋转时，尤其可以连续地(例如扫描地)测量工件坐标。通过旋转设备可以缩短所选的测量时间/加工时间，提高测量/加工的精度和/或使用更简单的坐标测量装置或更简单的加工工具。

相应地适用于通过机床加工工件。工件可以被置于不同的工作定向中，以便工具进行加工。工件尤其可以在其被加工时连续地旋转。

工作定向尤其可以通过一个方向定义，所述方向垂直于旋转轴线延伸并且经过工件表面上的一个点，在所述点上扫描或者说探测工件或者加工工件。因此，在通过触头对工件进行接触式扫描或者在加工工件时作用在工件上的力尤其可以垂直于旋转轴线沿工作定向的方向作用。

在坐标测量技术领域，通常有利于对工件进行形状检验的是，通过触头探测工件，所述触头在旋转设备使工件旋转期间具有相对于旋转设备几乎恒定的工作定向和工作位置。工作位置和工作定向不是完全恒定的，因为工件通常并不是精确地关于旋转设备的旋转轴线旋转对称地布置和/或不是或不是精确地旋转对称地成型。例如，接触式探测工件表面的坐标测量仪触头可以由坐标测量仪保持在固定位置和固定定向上，其中，与待测量的工件形状相关地，触头相对于触头支架偏转不同的距离。通过几乎恒定的工作定向和工作位置，可以将由于位置相关和定向相关的坐标测量仪误差造成的坐标测量误差减至最小。在这种情况下，旋转设备的误差对测量结果有重要影响。在很多情况下也能够以这种方式提高测量工件的速度。

旋转设备的误差通过实际旋转轴线与理想旋转轴线的偏差产生。Eric Marsh在Precision Spindle Metrology，ISBN 978-1-932078-77-0中，尤其在第二章中描述了用于描绘精度螺杆的运动误差的方案。由Marsh描述的误差分离方法由一种测量结构出发，其中，三个传感器同时检测旋转的校准体的运动。所述三个传感器由共同的支架固定。三个传感器同时记录的测量信号允许在之后通过计算将校准体(检验球)的形状误差与螺杆的运动误差分隔开(分离)。

旋转设备误差的大小在很多情况下与导入的力和力矩有关，所述力和力矩通过布置在旋转设备上的工件的质量和/或通过坐标测量装置或加工工具的力作用在工件上。在旋转设备旋转运动时也可能出现动态效应。在工件测量地点处，这些误差与工件的待测量误差叠加，因此不能准确地测量工件的误差。在加工工件时，旋转设备的误差导致工件相比标准的误差。尤其在较大的工件中，可能由于旋转设备误差随着与旋转设备距离的增大所产生的几何增强而形成特别大的测量误差或加工误差。