公开了一种用于直接检测探头元件（２）在多坐标测量仪中的空间位置的装置（１），带有由与测量仪的坐标轴（Ｘ，Ｙ或Ｚ）对应的至少第一标准件（４）和第二标准件（２４）组成的参照系。第一标准件（４）为带有直线栅格设置（７）的扁平标准件。第二标准件（２４）可相对于第一标准件（４）无接触地且借助于十字滑架（５）二维移动。具有第一位置测量系统（１０），用于参照第一标准件（４）确定第二标准件（２４）的空间位置，还具有第二位置测量系统（２０），用于参照第二标准件（２４）确定携带３Ｄ－探头系统的滑架（１４）的空间位置。该装置（１）在对应的多坐标测量仪中构成从第一标准件（４）到探头元件（２）尖端的连续测量链。该装置直接提供考虑到所有导向误差的测量结果，而无需进行任何轨迹校正。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及权利要求1前序部分所述类型的装置。
技术介绍
相当于上述类型装置的有DE 43 45 094 C2公开的形状误差测量机，它具有自身的，与机床的导轨装置和调整装置分开的参照系，用于导轨的轨迹校正，参照系包括尺寸精确的长标准件，与移动滑架的各坐标轴平行设置，并由可在导轨装置上移动的部件连续扫描。参照系这样设置，使其几何形状长时间稳定和很少取决于温度。然而，为取得所要求的测量精度所发生的费用，在公开的这种形状误差测量机上相当可观，确切地说，无论是在仪器制造费用方面还是测量技术费用方面。即参照系由各自在横截面上构成矩形成型轨的三个标准件组成，它们在两个彼此相邻的侧面上携带扫描轨。第一标准件支承在床身上。第二标准件固定在立柱的端面上，此外在一端上具有角铁，与第一标准件的扫描轨搭接，从而第二标准件与第一标准件连接。与此相应，第三标准件与第二标准件连接。在三个标准件之间的两个连接部位上，各自具有多个传感器，按位置和方向确定连接部位上两个标准件之间的相对运动。传感器通到计算机，后者从中为测量结果或者为探头元件的空间位置计算出相应的校正值。通过这种结构据称可以使这种公开的形状误差测量机取得比带有极其刚性床身的形状误差测量机更好的动态性能和更短的拆装时间和测量时间，后者的床身通常由花岗岩制成，上面通过移动滑架支承或者实心结构的或者沉重的铸造结构或者钢焊接结构的立柱。DE 31 50 977 A1公开了用于确定和校正机床移动部件导向误差的方法和装置。在此方面，确定机床部件重要的导向误差，通过储存在机器计算机内的校正功能求出近似值。在后续的测量中，借助于校正功能对坐标测量装置有误差的结果进行修正。与滑架的导轨平行延伸的棱形参照标准件在第一和第二面上携带直线栅格，其中一个是二维的。位置测量系统用于确定与滑架固定连接的支架的空间位置，支架上装有读数头并在参照标准件上移动。读数头或者支架为此直接安装在参照标准件的面上。所以支架必然与由此构成机械导轨的参照标准件接触，这在原则上是缺陷。WO 99/17073公开了一种装置，用于确定两个物体在第一二维移动的基本运动时相对运动的六个成分。物体为具有二维栅格刻度的板和一个元件，该元件具有与板平行的平面和作为读数头的多个栅格。该元件这样接近板，使栅格通过对反射光强度变化的分析，确定X-和Y-方向上与板平行的相对移动。为确定元件和板之间的距离，至少具有三个距离确定装置，它们为电容式，感应式或者作为度规构成。该装置要求在一个物体上设置带有二维栅格刻度的扁平的标准件，以及在另一个物体上具有与扁平的标准件平行的平面。GB 2 034 880 A公开了一种装置，专门用于实施二维的线性测量。为此，二维导轨上的滑座还可在基面上移动。所要测量的物体可安装在滑座的一个平面上。平面的底面携带由彼此直角设置的平行线构成的第一栅格。平面的上面设置试探器。在滑座下面的基面上设置两个读数头，以确定滑座在两个垂直方向上的运动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种减少结构方面和测量技术方面费用的上述类型的装置。该目的依据本专利技术通过具有权利要求1所述特征的装置得以实现。在依据本专利技术的装置中，第二标准件可参照第一标准件二维移动。由此与带有一维标准件的坐标测量仪相比得到大大简化，因为省去了第三标准件和多个传感器。因为在标准件之间的每个连接部位上都会产生测量误差，所以随着减少连接部位，提高了测量精度。在此方面，参照第一标准件确定第二标准件空间位置的第一位置测量系统这样工作和设置，使坐标测量仪机械结构的微小变化不会对其测量精度产生影响。探头元件最好与参照第二标准件检测其空间位置的多坐标测量仪的一部分相对应。依据本专利技术的装置提供了这种可能性，即构成从第一标准件通过第二标准件直至探头元件的连续测量链。可能会造成测量结果失真的任何机械力都不会传递到标准件上。与机械导轨质量和多坐标轴测量仪线性轴的可重复性无关，利用依据本专利技术的装置可以达到很小的测量误差，因为在每个时间点上探头元件在空间上，因此也是相对于测量对象的精确位置是已知的。因此，对于三个彼此垂直设置的线性坐标轴出现的所有误差，例如直线性误差，长度误差和倾斜误差，也不需要计算上的轨迹校正。通过装置与多坐标测量仪的整体化，可以接收不仅静态的，而且还有动态几何误差。作为依据本专利技术装置的基面，使用第一标准件，它作为设置有直线栅格的扁平标准件构成，直线栅格设置最好具有二维增量式测量系统的至少一个高精度相交栅格结构。扁平第一标准件的主面可以例如在XY-坐标方向上构成基准面。直线栅格设置在此方面作为X-和Y-坐标轴方向上的量具使用。然后扁平标准件主面上的垂直线确定Z-坐标方向。由此，扁平标准件构成多坐标测量仪上坐标系的基面。第二标准件相对于第一标准件的二维移动最好利用X-和Y-坐标方向的十字滑架进行。处于该十字滑架上的是Z-方向的坐标轴。依据本专利技术装置具有优点的构成为从属权利要求的主题。在依据本专利技术装置的一构成中，如果第一标准件的直线栅格设置具有二维直线栅格和一维直线栅格，那么可以避免直线栅格设置上可能造成附加费用的多余部分。在依据本专利技术的另一构成中，如果第一位置测量系统具有至少第一读数头和与此相距的第二读数头，用于检测第一标准件的直线栅格设置，其中，第二标准件上的读数头与第一标准件的主面相对，那么可以精确检测第二标准件相对于第一标准件上的直线栅格设置的位置和角位置。为了检测XY-平面上的位置，甚至一个读数头就够了。通过使用设置为彼此相距确定的足够大的距离的两个读数头，还可以同时检测环绕Z-轴的角位置。在依据本专利技术装置的另一构成中，如果在第一位置测量系统的两个读数头中，或者两个读数头都与第一标准件的二维直线栅格对应，或者一个读数头与一维直线栅格对应而另一个读数头与二维直线栅格对应，那么依据目的，位置测量系统可以以较少的或者更少的费用构成，因为与一维直线栅格对应的读数头比与二维直线栅格对应的读数头费用更低。在依据本专利技术装置的另一构成中，如果第一位置测量系统具有三个设置在想象中的等边三角形角内的距离传感器，它们处于与第一标准件相对侧上的第二标准件上，那么可以相对于第一标准件的表面确定第二标准件的距离和角位置。为此，距离传感器彼此设置在确定的，足够大的距离内。通过这种结构，可以在由第一标准件确定的坐标系内确定第二标准件的位置和空间位置。在依据本专利技术装置的另一构成中，如果在立柱上具有第二标准件，滑架可以沿立柱上的导轨移动，并且与滑架的导轨平行延伸，第二标准件最好为多边形横截面的棱形体，并在第一和第二面上具有二维直线栅格，并且具有位置测量系统，用于参照第二标准件确定可与滑架固定连接的或者与滑架整体化的支架的空间位置，那么第二标准件可与多坐标测量仪整体化，其中，通过非接触式检测第二标准件的二维直线栅格，可以与滑架的机械导轨质量和相关坐标轴的可重复性无关地达到很小的测量误差。利用依据本专利技术装置的这种构成，还可以检测垂直坐标轴上的所有误差，如直线性误差，长度误差和倾斜误差。在依据本专利技术装置的另一构成中，第二位置测量系统具有-第三读数头和相距的第四读数头，它们设置在支架上并与第二标准件二维直线栅格的第一读数头对应，-设置在支架上的第五读数头，它与第二标准件的二维直线栅格的第二读数头对应本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于直接检测探头元件在多坐标测量仪中的空间位置的装置，带有由与测量仪的坐标轴对应的至少第一和第二标准件组成的参照系，其特征在于，第一标准件（４）为带有具有直线栅格设置（７）的主面（１３）的扁平标准件，直线栅格设置（７）至少具有一个二 维直线栅格（７″）；第二标准件（２４）为可相对于第一标准件（４）无接触且二维移动的纵向延伸的标准件，其最好与主面（１３）垂直设置；以及具有第一位置测量系统（１０），用于参照第一标准件（４）确定第二标准件（２４）的空间位置。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格奥尔格米斯，
申请(专利权)人：克林格恩贝格有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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