减小在确定工件坐标或加工工件时所采用的旋转设备的误差的制作方法_5

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垂直地延伸并且分别垂 直于理想旋转轴线延伸。在此,当坐标测量装置在彼此不同的第一、第二、和第=周向位置 上,分别在工件通过旋转设备旋转期间测量工件的表面走向时,运个二维坐标系在理想旋 转轴线上的原点在坐标测量装置所处的轴向位置上。在此,二维坐标系的旋转位置可W运 样选择,使得第一周向位置处于X轴上,也就是坐标系的第一轴上。坐标系的另一个轴称为y 轴。
[0116] 在第二和第=周向位置上通过坐标测量装置测量的测量信号也可W理解为旋转 角的数学函数邮(0 )或mc( 0 )。因此,对运S个理解为误差函数mA、mB、mc的测量信号适用:
[0117] IHA=R(目)+x(目)(1)
[011 引 IHB = R(目-4 )+x(目)cos( 4 )+y(目)sin( 4 ) (2)
[0119] mc = R(目-4)+x(目)cos(4)+y(目)sin(4) (3)
[0120] 在此,0和^是角度,它们在利用在方程中应用的=角几何函数的情况下表示第 二周向位置或第=周向位置。此外,x( 0 )或y( 0 )表示沿X和y方向的旋转设备误差。运些误 差如上所述地并且与工件误差一样地是角度0的数学函数。
[0121] 通过将针对在不同周向位置上测量的=个测量信号的测量信号相加得到:
[0122] M(目)=IHA(目)+aXmB(目)+bXmc(目)(4)
[0123] 在考虑相应选择的单位系数a和b的情况下,可W按照W下方式消除旋转设备的运 动误差。为此将方程(1)、(2)和(3)带入方程(4):
[0124]

[0125] 变形得到:
[0126]
[0127]如果在测量信号的和M( 0 )(参见方程4)中不应再出现旋转设备的运动,也就是项 x(0)和y(0),则运样选择系数a和b,使得适用:
[012引 l+aXcos( 4 )+bXcos(4)=0 (7)
[0129] 和
[0130] aXsin( 4 )+bXsin(4)=0 (8)
[0131] 由方程(7)和(8)得到系数a和b:
[0132] 得)
[0133]
[0134] (峭
[01 35] 麻光的-T巧单D' Q、台b齡|、| i击田n+他*瓜气女日下地描述.
[0136] (11)
[0137] 同样地,测量信号的和M(0)(参见方程4)也可W分解为傅里叶级数。系数a和b在此 如前所述地正确选择(方程9和10):
[013引
0巧
[0143] 根据sin化目)和COS化目)分类地得到:
[0139] 因此可W计算因式分解的系数Fk和Gk。如果将方程(11)带入方程(6),则也可W如 下地描述测量信号的和M(0):
[0140]
[0141]
[0142] (14)
[0144]
(吩
[0145] 通过替换
[0146] Qk= 1+a COS化4 )+b COS(W)
[0147] 和
[014引 化=1+b sin(k4)+b sin化本)
[0149] 能输悠輪r A倍县的未n品完电.
[0150]
O的
[0151] 如果将方程(12)与方程(16)相比较,则认识到必须适用:
[0152] Fk = AkCik-Bk故和(17)
[0153] Gk = Ak 故-BkCik
[0154] 因为替换Qk和故是已知的,所W能够针对每个k解方程组(17)并且因此能够按照方 程(11)计算傅里叶级数的上述系数Ak和Bk。如果运些系数是已知的,则傅里叶级数在方程 (11)中完全确定并且工件误差R(0)能够通过方程的逆变换计算。如果计算了误差,则能够 通过方程(1)计算旋转设备沿X方向的运动,也就是x(0)。如果运是现在已知的,则同样可W 解方程(2)和(3)并且误差分离过程结束。
[0155] 本发明尤其设及W下技术方案:
[0156] 1.-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,其中,所述旋转设备能够在确定坐标或加工工件(13)期间使工件 (13)围绕旋转设备(11、12)的旋转轴线进行旋转运动,并且其中,所述方法具有W下步骤:
[0157] a)将第一工件(13)布置在旋转设备上,
[0158] b)将用于测量第一工件(13)的表面的坐标的坐标测量装置(209)定位在关于旋转 轴线周向的第一周向位置上,
[0159] C)通过旋转设备使第一工件(13)围绕旋转轴线旋转,而通过定位于第一 周向位置上的坐标测量装置(209)测量第一工件(13)的表面的第一走向,所述第一走向由 于第一工件(13)的旋转而围绕旋转轴线延伸,由此产生第一走向的相应的第一测量信号,
[0160] d)将坐标测量装置(209)定位在关于旋转轴线周向的第二周向位置上,所述第二 周向位置与第一周向位置不同,
[0161] e)通过旋转设备使第一工件(13)围绕旋转轴线旋转,而通过定位于第二 周向位置上的坐标测量装置(209)测量第一工件(13)的表面的第二走向,所述第二走向由 于第一工件(13)的旋转而围绕旋转轴线延伸,由此产生第二走向的相应的第二测量信号,
[0162] f)可选地,至少再重复进行一次步骤d)和e),也就是将坐标测量装置(209)分别定 位在关于旋转轴线周向的其它周向位置上,所述其它周向位置与第一周向位置和第二周向 位置W及另外的周向位置不同,坐标测量装置(209)曾经定位在所述另外的周向位置上并 且坐标测量装置已经在其上测量了第一工件(13)的表面的对应走向,并且通过旋转设备 (11、12)使第一工件(13)围绕旋转轴线旋转,而通过定位于其它周向位置上的坐标测量装 置(209)测量第一工件(13)的表面的其它走向,所述其它走向由于第一工件(13)的旋转而 围绕旋转轴线延伸,由此产生其它走向的相应的其它测量信号,
[0163] g)第一测量信号、第二测量信号和可选的其它测量信号具有关于第一工件(13)围 绕旋转轴线延伸的表面的冗余表面信息和关于旋转设备的误差的误差信息,所述 误差由于旋转轴线的实际位置和实际定向与旋转轴线的相应的理想位置和理想定向之间 的偏差产生,由第一测量信号、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。
[0164] 2.按技术方案1所述的方法,其中,第一工件(13)相对于旋转设备的位置 和定向在步骤d)中保持不变,因此第一工件(13)在步骤e)中相对于旋转设备具有 与步骤C)中相同的位置和定向。
[0165] 3.按技术方案1或2所述的方法,其中,坐标测量装置(209)关于旋转轴线的周向所 定位的第一周向位置、第二周向位置和可选的其它周向位置关于旋转轴线的轴向处于相同 的轴向位置上。
[0166] 4.按技术方案1至3中的任一项所述的方法,其中,由与误差信息分隔开的冗余表 面信息确定第一工件(13)的围绕旋转轴线延伸的表面的坐标。
[0167] 5.按前述技术方案中的任一项所述的方法,其中,将由与冗余表面信息分隔开的 误差信息用于检验关于旋转设备(11、12)的误差的现有误差信息。
[0168] 6.按前述技术方案中的任一项所述的方法,其中,由与冗余表面信息分隔开的误 差信息确定旋转设备的预期误差值,所述预期误差值是分别针对一方面为坐标测 量装置(209)或者用于加工工件(13)的机床的加工工具与另一方面为旋转设备的 相对的工作位置和工作定向而预期得到的,并且其中,由旋转设备的预期误差值确 定坐标测量装置(209)或者加工工具的至少一个工作位置和/或工作定向,针对所述至少一 个工作位置和/或工作定向,旋转设备的预期误差值在用于确定工件(13)的坐标的 预设测量任务或用于加工工件(13)的预设加工任务中
[0169] O小于针对其它工作位置和/或工作定向的预期误差值和/或
[0170] O满足预设的条件。
[0171] 7.按技术方案6所述的方法,其中,按照所确定的至少一个工作位置和/或工作定 向控制对第二工件的坐标的测量或者对第二工件的加工,其中,第二工件与第一工件的类 型相同。
[0172] 8.按前述技术方案中的任一项所述的方法,其中,在坐标测量装置(209)布置在第 一周向位置上、第二周向位置上、可选的其它周向位置上或者可选的其它周向位置之一上 期间,在考虑与冗余表面信息分隔开的误差信息的情况下,通过坐标测量装置(209)测量第 二工件的表面的坐标。
[0173] 9.按前述技术方案中的任一项所述的方法,其中,通过W下方式将坐标测量装置 (209)从第一周向位置置入第二周向位置,即,通过旋转轴线与所述旋转设备的旋 转轴线同轴地延伸的第二旋转设备使所述旋转设备旋转,而坐标测量装置(209)的 位置保持不变。
[0174] 10.-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(11、 12)的误差的设备,其中,所述旋转设备能够在确定坐标或加工工件(13)期间使工 件(13)围绕旋转设备(11、12)的旋转轴线进行旋转运动,并且其中,所述设备具有:
[0175] -旋转设备(11、12),所述旋转设备具有第一部分(11)和能相对于第一部分(11)旋 转运动的第二部分(12),其中,第一工件(13)能布置在第一部分(11)上,因此通过旋转设备 (11、12)能够使所述第一工件(13)围绕旋转轴线旋转,
[0176] -用于测量第一工件(13)的表面的坐标的坐标测量装置(209),
[0177] -控制装置(27),所述控制装置设计用于,
[0178] .通过控制关于旋转轴线周向定位在第一周向位置上的坐标测量装置(209)测量 第一工件(13)的表面的第一走向并且产生相应的第一测量信号,其中,表面的第一走向由 于第一工件被旋转设备(11、12)旋转而围绕旋转轴线延伸,
[0179] ?通过控制关于旋转轴线周向定位在第二周向位置上的坐标测量装置(209)测量 第一工件(13)的表面的第二走向并且产生相应的第二测量信号,其中,第二周向位置与第 一周向位置不同,并且表面的第二走向由于第一工件被旋转设备旋转而围绕旋转 轴线延伸,
[0180] .可选地通过控制在至少另一个可选测量中关于旋转轴线周向定位在其它周向 位置上的坐标测量装置(209)测量第一工件(13)的表面的其它走向并且产生相应的其它测 量信号,其中,所述其它周向位置与第一周向位置和第二周向位置W及可选的另外的其它 周向位置不同,并且表面的其它走向由于第一工件被旋转设备旋转而围绕旋转轴 线延伸,
[0181] -分隔装置(23),所述分隔装置设计用于由具有关于第一工件(13)围绕旋转轴线 延伸的表面的冗余表面信息和关于旋转设备的误差的误差信息的第一测量信号、 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,所述误差由 于旋转轴线的实际位置和实际定向与旋转轴线的相应的理想位置和理想定向之间的偏差 产生。
[0182] 11.按技术方案10所述的设备,其中,坐标测量装置(209)关于旋转轴线的周向所 定位的第一周向位置、第二周向位置和可选的其它周向位置关于旋转轴线的轴向处于相同 的轴向位置上。
[0183] 12.按技术方案10或11所述的设备,其中,所述设备具有坐标确定装置(23),所述 坐标确定装置设计用于由与误差信息分隔开的冗余表面信息确定第一工件的围绕旋转轴 线延伸的表面的坐标。
[0184] 13.按技术方案10至12中的任一项所述的设备,其中,所述设备具有误差检验装 置,所述误差检验装置设计用于在应用与冗余表面信息分隔开的误差信息的情况下检验关 于旋转设备(11、12)的误差的现有误差信息。
[0185] 14.按技术方案10至13中的任一项所述的设备,其中,所述设备具有预测装置 (25),所述预测装置设计用于由与冗余表面信息分隔开的误差信息确定旋转设备 的预期误差值,所述预期误差值是分别针对一方面为坐标测量装置(209)或者用于加工工 件(13)的机床的加工工具与另一方面为旋转设备的相对的工作位置和工作定向而 预期得到的,并且
[0186] 其中,所述设备具有确定装置(25),所述确定装置设计用于由旋转设备的 预期误差值确定坐标测量装置(209)或者加工工具的至少一个工作位置
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