DE102019134940A1 - Reference arrangement for a coordinate measuring machine, coordinate measuring machine and method for calibrating a coordinate measuring machine - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Referenzanordnung (14) für ein Koordinatenmessgerät (70) mit zumindest einer Linearachse (44), wobei die Referenzanordnung (14) ein Referenztarget (16) und eine Führung (20) aufweist, wobei das Referenztarget (16) eingerichtet ist, um einen Bezugspunkt (30) zu definieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (20) eingerichtet ist, um das Referenztarget (16) entlang eines Pfads (22) zu führen.Reference arrangement (14) for a coordinate measuring machine (70) with at least one linear axis (44), the reference arrangement (14) having a reference target (16) and a guide (20), the reference target (16) being set up to a reference point ( 30), characterized in that the guide (20) is set up to guide the reference target (16) along a path (22).

Description

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Referenzanordnung für ein Koordinatenmessgerät mit zumindest einer Linearachse, ein Koordinatenmessgerät und ein Verfahren zum Kalibrieren eines Koordinatenmessgeräts. Die Referenzanordnung weist ein Referenztarget und eine Führung auf. Das Referenztarget ist eingerichtet, um einen Bezugspunkt zu definieren.The present invention relates to a reference arrangement for a coordinate measuring machine with at least one linear axis, a coordinate measuring machine and a method for calibrating a coordinate measuring machine. The reference arrangement has a reference target and a guide. The reference target is set up to define a reference point.

Eine solche Referenzanordnung und ein solches Verfahren sind ausDE 10 2008 024 444 A1 bekannt. DieDE 10 2008 024 444 A1 offenbart insbesondere ein Verfahren zum Kalibrieren eines Koordinatenmessgeräts mit einem Messkopf, der entlang von zumindest einer Koordinatenachse in einem Messvolumen verfahrbar ist. Die Vorrichtung zum Kalibrieren eines Koordinatenmessgeräts weist eine Basis auf, auf der ein Referenzkörper anordenbar ist, wobei der Referenzkörper relativ zu einer zu kalibrierenden Koordinatenachse des Koordinatenmessgeräts ausgerichtet ist.Such a reference arrangement and such a method are offDE 10 2008 024 444 A1 known. TheDE 10 2008 024 444 A1 discloses in particular a method for calibrating a coordinate measuring machine with a measuring head which can be moved along at least one coordinate axis in a measuring volume. The device for calibrating a coordinate measuring device has a base on which a reference body can be arranged, the reference body being oriented relative to a coordinate axis of the coordinate measuring device to be calibrated.

EP 2 466 250 B1 offenbart ein Kalibrierungswerkzeug umfassend ein Stufenendmaß. Das Stufenendmaß umfasst einen länglichen Körper mit einer Längserstreckungsrichtung.EP 2 466 250 B1 discloses a calibration tool including a step gauge. The step gauge comprises an elongated body with a longitudinal direction.

Es besteht der Wunsch, eine Referenzanordnung bereitzustellen, die eine effiziente Kalibrierung eines Koordinatenmessgeräts, insbesondere hinsichtlich Zeitaufwand und Personalkosten, ermöglicht. Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine entsprechende Referenzanordnung und ein entsprechendes Verfahren anzugeben.There is a desire to provide a reference arrangement that enables efficient calibration of a coordinate measuring machine, in particular with regard to the expenditure of time and personnel costs. Accordingly, it is an object of the present invention to specify a corresponding reference arrangement and a corresponding method.

Diese Aufgabe wird durch eine Referenzanordnung der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Führung eingerichtet ist, um das Referenztarget entlang eines Pfads zu führen.This object is achieved by a reference arrangement of the type mentioned at the outset, the guide being set up to guide the reference target along a path.

Die Referenzanordnung kann insbesondere ausgestaltet sein, um das Koordinatenmessgerät zu kalibrieren. Die Kalibration des Koordinatenmessgeräts kann mittels der Referenzanordnung beispielsweise vollständig automatisiert durchgeführt werden, zumindest nach einem Starten der Kalibrierung des Koordinatenmessgeräts. Die neue Referenzanordnung kann den Vorteil aufweisen, dass beispielsweise ein händisches Verschieben eines Stufenendmaßes nicht mehr erforderlich ist. Mittels der neuen Referenzanordnung können Personalkosten und/oder Zeitkosten eingespart werden. Mittels der neuen Referenzanordnung kann beispielsweise ein Koordinatenmessgerät vollständig während einer Messpause, beispielsweise über Nacht, kalibriert werden, insbesondere ohne dass es einer Person zur Bedienung bedürfe. Die Referenzanordnung kann eine hohe Variabilität aufweisen, insbesondere durch die Möglichkeit das Referenztarget entlang des Pfads zu führen. Mittels der neuen Referenzanordnung kann eine hochgenaue Lokalisierung von sechs Freiheitsgraden erzielt werden. Insbesondere kann mittels der neuen Referenzanordnung eine automatisierte Lösung zur Aufnahme eines Positionsfehlers hinsichtlich der sechs Freiheitsgrade bereitgestellt werden, beispielweise für eine 5- oder 6-Achsenmessmaschine, wobei das Koordinatenmessgerät sowohl taktile als auch optische Sensoren aufweisen kann.The reference arrangement can in particular be designed to calibrate the coordinate measuring machine. The calibration of the coordinate measuring machine can, for example, be carried out completely automatically by means of the reference arrangement, at least after the calibration of the coordinate measuring machine has been started. The new reference arrangement can have the advantage that, for example, manual displacement of a step gauge is no longer necessary. The new reference arrangement can save personnel costs and / or time costs. By means of the new reference arrangement, for example, a coordinate measuring machine can be completely calibrated during a measurement break, for example overnight, in particular without the need for a person to operate it. The reference arrangement can have a high degree of variability, in particular due to the possibility of guiding the reference target along the path. With the new reference arrangement, a highly precise localization of six degrees of freedom can be achieved. In particular, the new reference arrangement can be used to provide an automated solution for recording a position error with regard to the six degrees of freedom, for example for a 5- or 6-axis measuring machine, wherein the coordinate measuring machine can have both tactile and optical sensors.

Die oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.The above-mentioned object is therefore completely achieved.

Das Referenztarget kann beispielsweise als Stufenendmaß ausgestaltet sein. Das Referenztarget kann ganz oder teilweise aus einem Material mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizient aufgebaut sein, beispielsweise aus Keramik. Das Referenztarget kann beispielsweise mehrere Körper aus Keramik aufweisen, beispielsweise zylinderförmige Körper. Hierdurch kann eine Genauigkeit der Referenzanordnung erhöht werden.The reference target can be designed as a step gauge, for example. The reference target can be constructed entirely or partially from a material with a low coefficient of thermal expansion, for example from ceramic. The reference target can, for example, have several bodies made of ceramic, for example cylindrical bodies. This can increase the accuracy of the reference arrangement.

Der Bezugspunkt kann beispielsweise eingerichtet sein, um als Referenzwert erfasst zu werden. Der Bezugspunkt kann ein Punkt sein oder ein Abstand. Das Referenztarget kann insbesondere eingerichtet sein, um einen Bezugspunkt in einem Bezugssystem, beispielsweise einem Laborsystem, zu definieren.The reference point can be set up, for example, to be recorded as a reference value. The reference point can be a point or a distance. The reference target can in particular be set up to define a reference point in a reference system, for example a laboratory system.

In einer Ausgestaltung der neuen Referenzanordnung weist der Pfad eine Linearachse auf. Die Linearachse kann eine Linearfahrachse sein. Das Referenztarget kann beispielsweise als Schlitten ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Referenzanordnung eingerichtet sein, um das Referenztarget mittels der Führung entlang einer Achse eines kartesischen Koordinatensystems zu führen, bevorzugt entlang drei Achsen des Koordinatensystems. Hierdurch können Fehler des Koordinatenmessgeräts, beispielsweise Bewegungsfehler eines Messkopfs des Koordinatensystems, insbesondere bei einer linearen Bewegung des Messkopfs entlang einer Achse des Koordinatensystems, erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich zu einer Linearachse kann der Pfad einen nicht linearen Abschnitt aufweisen. Der Pfad kann beispielsweise zumindest teilweise kreisförmig oder spiralförmig sein. Hierdurch kann eine Variabilität der Referenzanordnung erzielt werden.In one embodiment of the new reference arrangement, the path has a linear axis. The linear axis can be a linear travel axis. The reference target can be designed as a slide, for example. For example, the reference arrangement can be set up to guide the reference target by means of the guide along an axis of a Cartesian coordinate system, preferably along three axes of the coordinate system. As a result, errors in the coordinate measuring device, for example movement errors in a measuring head of the coordinate system, in particular in the case of a linear movement of the measuring head along an axis of the coordinate system, can be detected. As an alternative or in addition to a linear axis, the path can have a non-linear section. For example, the path can be at least partially circular or spiral. A variability of the reference arrangement can be achieved in this way.

In einer Ausgestaltung der Referenzanordnung weist das Referenztarget mehrere planare Flächen auf, wobei sich die Flächennormalen der planaren Flächen voneinander unterscheiden. Die mehreren planaren Flächen können beispielsweise Oberflächen sein. Das Referenztarget kann facettenartig ausgestaltet sein. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Referenztarget möglichst viele planare Flächen mit sich voneinander unterscheidenden Flächennormalen aufweist, insbesondere um Geraden im Bezugssystem zu definieren. Das Referenztarget kann vielflächig ausgestaltet sein. Verschiedene Oberflächennormalen-Ausrichtungen der planaren Flächen können vorteilhaft sein, insbesondere zur Definition von Bezugspunkten.In one embodiment of the reference arrangement, the reference target has a plurality of planar surfaces, with the surface normals of the planar surfaces differing from one another. The multiple planar surfaces can be surfaces, for example. The reference target can be faceted be designed. It can be advantageous if the reference target has as many planar surfaces as possible with surface normals that differ from one another, in particular in order to define straight lines in the reference system. The reference target can be designed with multiple surfaces. Different surface normal orientations of the planar surfaces can be advantageous, in particular for the definition of reference points.

Das Referenztarget kann beispielsweise eine erste planare Fläche und eine zweite planare Fläche aufweisen. Eine Flächennormale der ersten planaren Fläche kann beispielsweise einen Winkel zu einer Flächennormalen der zweiten planaren Fläche aufweisen, wobei der Winkel zwischen 5° und 355°, insbesondere zwischen 50° und 110°, beispielsweise 90° oder 45° betragen kann. Das Referenztarget kann eine Ausnehmung für die Führung aufweisen. Beispielsweise kann das Referenztarget Laufrollen aufweisen, um entlang der Führung bewegt werden zu können.The reference target can have a first planar surface and a second planar surface, for example. A surface normal of the first planar surface can, for example, have an angle to a surface normal of the second planar surface, wherein the angle can be between 5 ° and 355 °, in particular between 50 ° and 110 °, for example 90 ° or 45 °. The reference target can have a recess for the guide. For example, the reference target can have rollers in order to be able to be moved along the guide.

In einer Ausgestaltung der Referenzanordnung ist das Referenztarget prismenförmig. Ein prismenförmiger Körper ist ein Körper, welcher durch Extrusion eines Vielecks entsteht. Das Referenztarget kann beispielsweise eine Form aufweisen, die durch Extrusion eines Vielecks entsteht, wobei das Vieleck3 bis20 Ecken, insbesondere 5 bis 15 Ecken, insbesondere 8 bis 12 Ecken, beispielsweise 10 Ecken aufweist. Eine Ausnehmung für die Führung kann beispielsweise entlang der Extrusionsrichtung des Referenztargets angeordnet sein. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Referenztarget mehrere planare Flächen aufweist, wobei sich die Flächennormalen der planaren Flächen voneinander unterscheiden. Die Extrusionsrichtung des Referenztargets kann beispielsweise eine Achse des Referenztargets bilden. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Referenztarget beim Führen entlang eines Pfads nicht an Teilen der Umgebung, beispielsweise an herumhängenden Kabeln hängenbleiben kann.In one embodiment of the reference arrangement, the reference target is prism-shaped. A prism-shaped body is a body that is created by extruding a polygon. The reference target can, for example, have a shape that is produced by extrusion of a polygon, the polygon 3 to 20th Corners, in particular 5 to 15 corners, in particular 8 to 12 corners, for example 10 corners. A recess for the guide can be arranged, for example, along the extrusion direction of the reference target. In this way it can be achieved that the reference target has a plurality of planar surfaces, the surface normals of the planar surfaces differing from one another. The direction of extrusion of the reference target can, for example, form an axis of the reference target. In this way it can be achieved that the reference target cannot get stuck on parts of the surroundings, for example on cables hanging around, when it is guided along a path.

In einer Ausgestaltung der Referenzanordnung weist das Referenztarget einen optischen Marker auf. Die Referenzanordnung kann beispielsweise mehrere optische Marker aufweisen. Der optische Marker kann beispielsweise ein Zielmarker sein. Der optische Marker kann eingerichtet sein, um den Bezugspunkt zu definieren. Der optische Marker kann beispielsweise nicht rotationssymmetrisch ausgestaltet sein. Hierdurch kann erreicht werden, dass der optische Marker eindeutig eine Ausrichtung senkrecht zu einer planaren Fläche des Referenztargets definieren kann, beispielsweise als Bezugspunkt. Der optische Marker kann beispielsweise durch einen Hell/Dunkel-Kontrast auf einer planaren Fläche des Referenztargets und/oder durch einen Farbkontrast auf einer planaren Fläche des Referenztargets und/oder durch Unterschiede einer Reflexivität zweier Oberflächen des Referenztargets erzielt werden. Der optische Marker kann beispielsweise einen Retroreflektor und/oder einen Spiegel aufweisen. Das Referenztarget kann beispielsweise eine Anordnung mehrerer optischer Marker aufweisen. Beispielsweise kann auch eine Ecke des Referenztargets als optischer und/oder taktiler Marker dienen. Beispielsweise kann jede planare Fläche des Referenztargets mindestens einen, insbesondere mindestens drei optische Marker aufweisen. Mittels des optischen Markers kann das Referenztarget eingerichtet sein, um den Bezugspunkt zu definieren.In one embodiment of the reference arrangement, the reference target has an optical marker. The reference arrangement can have several optical markers, for example. The optical marker can be a target marker, for example. The optical marker can be set up to define the reference point. The optical marker can, for example, not be designed to be rotationally symmetrical. In this way it can be achieved that the optical marker can clearly define an alignment perpendicular to a planar surface of the reference target, for example as a reference point. The optical marker can be achieved, for example, by a light / dark contrast on a planar surface of the reference target and / or by a color contrast on a planar surface of the reference target and / or by differences in the reflectivity of two surfaces of the reference target. The optical marker can for example have a retroreflector and / or a mirror. The reference target can, for example, have an arrangement of several optical markers. For example, a corner of the reference target can also serve as an optical and / or tactile marker. For example, each planar surface of the reference target can have at least one, in particular at least three, optical markers. The reference target can be set up by means of the optical marker in order to define the reference point.

In einer Ausgestaltung der Referenzanordnung weist das Referenztarget einen taktilen Marker auf. Beispielsweise kann die Referenzanordnung sowohl ein oder mehrere optische Marker als auch ein oder mehrere taktile Marker aufweisen. Der taktile Marker kann beispielsweise nicht rotationssymmetrisch ausgestaltet sein. Hierdurch kann erreicht werden, dass der taktile Marker eindeutig eine Ausrichtung senkrecht zu einer planaren Fläche des Referenztargets definieren kann, beispielsweise als Bezugspunkt. Das Referenztarget kann beispielsweise ein Kugeltripel aufweisen. Hierdurch kann erzielt werden, dass das Referenztarget den Bezugspunkt definieren kann. Eine planare Fläche des Referenztargets kann beispielsweise genau ein Kugeltripel und genau einen optischen Marker aufweisen. Die planare Fläche kann beispielsweise ein Rechteck sein. Das Rechteck kann auf einer Längsseite das Kugeltripel aufweisen und auf der entgegengesetzten Seite den optischen Marker. Eine weitere rechteckförmige planare Fläche des Referenztargets kann sich direkt an das beschriebene Rechteck anschließen, wobei der optische Marker und der taktile Marker des weiteren Rechtecks spiegelsymmetrisch zu dem ersten Rechteck angeordnet sein können.In one embodiment of the reference arrangement, the reference target has a tactile marker. For example, the reference arrangement can have both one or more optical markers and one or more tactile markers. The tactile marker can, for example, not be designed to be rotationally symmetrical. In this way it can be achieved that the tactile marker can clearly define an alignment perpendicular to a planar surface of the reference target, for example as a reference point. The reference target can have a triple sphere, for example. In this way it can be achieved that the reference target can define the reference point. A planar surface of the reference target can, for example, have exactly one triple sphere and exactly one optical marker. The planar surface can be a rectangle, for example. The rectangle can have the triple sphere on one long side and the optical marker on the opposite side. A further rectangular planar surface of the reference target can directly adjoin the described rectangle, wherein the optical marker and the tactile marker of the further rectangle can be arranged mirror-symmetrically to the first rectangle.

Der optische Marker kann beispielsweise zwei, insbesondere drei konzentrische Kreise aufweisen. Der optische Marker kann beispielsweise als Zielscheibe ausgestaltet sein. Der optische Marker kann beispielsweise mehrere parallele Striche aufweisen. Der optische Marker und/oder der taktile Marker können mehrere konzentrisch angeordnete Figuren aufweisen, beispielsweise ein zu einem Kreis konzentrisch angeordnetes Vieleck, beispielsweise ein Dreieck. Der optische Marker kann beispielsweise zwei Linien aufweisen, die einen Winkel zueinander bilden, beispielsweise einen Winkel von 100°-50°, beispielsweise 90° oder 45°. Der taktile Marker und/oder der optische Marker können zielscheibenförmige und/oder zebrastreifenartige Strukturen aufweisen. Das Referenztarget kann sowohl für optische Sensorelemente als auch für taktile Sensorelemente erfassbare Merkmale aufweisen. Hierdurch kann eine Genauigkeit der Kalibrierung erhöht werden.The optical marker can for example have two, in particular three concentric circles. The optical marker can be designed as a target, for example. The optical marker can, for example, have several parallel lines. The optical marker and / or the tactile marker can have a plurality of concentrically arranged figures, for example a polygon arranged concentrically to a circle, for example a triangle. The optical marker can, for example, have two lines which form an angle to one another, for example an angle of 100 ° -50 °, for example 90 ° or 45 °. The tactile marker and / or the optical marker can have target-shaped and / or zebra-like structures. The reference target can have detectable features both for optical sensor elements and for tactile sensor elements. This can increase the accuracy of the calibration.

In einer Ausgestaltung der Referenzanordnung ist die Führung ausgewählt aus einer Gruppe von Führungen bestehend aus einer Schiene, einer Rundbuchse mit Kugelumlauf und einem Führungsgetriebe. Die Schiene kann ganz oder teilweise von dem Referenztarget umgriffen sein. Die Profilschiene kann beispielsweise im Wesentlichen quaderförmig oder zylindrisch sein. Die Führung kann beispielsweise mehrere parallele Schienen aufweisen, beispielsweise zwei Schienen. Die Führung kann beispielsweise eine Profilschienenführung sein. Alternativ hierzu kann die Führung eine Laufrollenführung sein. Die Führung kann beispielsweise eine Wellenführung sein. Die Führung kann einen Wälzkörper aufweisen. Die Führung kann beispielsweise ein Linearkugellager aufweisen. Die Führung kann beispielsweise ein oder mehrere Kugelumläufe und/oder ein oder mehrere Rollenumläufe aufweisen. Die Führung kann beispielsweise eine Teleskopschiene aufweisen. Die Führung kann beispielsweise einen Gleitbelag aufweisen. Hierdurch kann eine präzise Führung des Referenztargets erreicht werden.In one embodiment of the reference arrangement, the guide is selected from a group of guides consisting of a rail, a round bushing with recirculating ball and a guide gear. The rail can be completely or partially encompassed by the reference target. The profile rail can, for example, be essentially cuboid or cylindrical. The guide can for example have several parallel rails, for example two rails. The guide can be a profile rail guide, for example. Alternatively, the guide can be a roller guide. The guide can be a wave guide, for example. The guide can have a rolling element. The guide can have a linear ball bearing, for example. The guide can, for example, have one or more ball circuits and / or one or more roller circuits. The guide can have a telescopic rail, for example. The guide can, for example, have a sliding coating. This enables precise guidance of the reference target to be achieved.

In einer Ausgestaltung der neuen Referenzanordnung weist die Referenzanordnung eine Vorrichtung zum Erfassen einer Lage des Referenztargets auf. Die Lage des Referenztargets kann eine Position und/oder eine Ausrichtung umfassen, insbesondere sechs Freiheitsgrade, beispielsweise Positionen bezüglich der drei Raumrichtungen des kartesischen Koordinatensystems und/oder ein Rollen und/oder ein Nicken und/oder ein Gieren. Die Referenzanordnung kann eingerichtet sein, um eine Bewegung des Referenztargets zu tracken, insbesondere in den sechs genannten Freiheitsgraden. Die Referenzanordnung kann eingerichtet sein, um das Referenztarget entlang der Linearfahrachse zu verschieben. Hierdurch kann ein variables Stufenendmaß verwirklicht werden. Bei einer Verschiebung entlang der Linearfahrachse kann beispielsweise eine Position des Referenztargets in sechs Freiheitsgraden, d.h. für alle Translationen und Rotationen, getrackt werden, insbesondere mittels der Vorrichtung zur Erfassung der Lage.In one embodiment of the new reference arrangement, the reference arrangement has a device for detecting a position of the reference target. The location of the reference target can include a position and / or an orientation, in particular six degrees of freedom, for example positions with respect to the three spatial directions of the Cartesian coordinate system and / or a roll and / or a pitch and / or a yaw. The reference arrangement can be set up to track a movement of the reference target, in particular in the six stated degrees of freedom. The reference arrangement can be set up to move the reference target along the linear travel axis. This enables a variable step gauge to be achieved. With a displacement along the linear travel axis, for example, a position of the reference target can be tracked in six degrees of freedom, i.e. for all translations and rotations, in particular by means of the device for detecting the position.

Die Vorrichtung zum Erfassen einer Lage des Referenztargets kann beispielsweise einen optischen Aufbau aufweisen, beispielsweise umfassend ein Interferometer und/oder einen ortsauflösenden Detektor. Die Referenzanordnung kann beispielsweise einen Retroreflektor aufweisen. Die Referenzanordnung kann eingerichtet sein, um eine Position des Bezugspunkts unabhängig zu bestimmen und/oder zu überprüfen..The device for detecting a position of the reference target can for example have an optical structure, for example comprising an interferometer and / or a spatially resolving detector. The reference arrangement can have a retroreflector, for example. The reference arrangement can be set up to independently determine and / or check a position of the reference point.

In einer Ausführungsform der Referenzanordnung weist die Referenzanordnung eine erste Rotationsvorrichtung auf. Die erste Rotationsvorrichtung ist eingerichtet, um die Führung um eine erste Achse zu drehen. Die erste Achse kann beispielsweise eine Achse des Koordinatensystems des Laborsystems sein. Die erste Achse kann eine ortsfeste Achse zu einer Basis in dem Laborsystem sein. Die Rotationsvorrichtung kann eingerichtet sein, um das Referenztarget relativ zu dem kartesischen Koordinatensystem des Laborsystems zu rotieren und/oder auf einer Kreisbahn zu bewegen. Die erste Rotationsvorrichtung erhöht eine Variabilität der Referenzanordnung.In one embodiment of the reference arrangement, the reference arrangement has a first rotation device. The first rotation device is set up to rotate the guide about a first axis. The first axis can, for example, be an axis of the coordinate system of the laboratory system. The first axis can be a stationary axis to a base in the laboratory system. The rotation device can be set up to rotate the reference target relative to the Cartesian coordinate system of the laboratory system and / or to move it on a circular path. The first rotation device increases the variability of the reference arrangement.

Ein Ausführungsbeispiel der Referenzanordnung weist eine zweite Rotationsvorrichtung auf. Die zweite Rotationsvorrichtung ist eingerichtet, um die Führung um eine zweite Achse zu drehen. Die zweite Achse kann senkrecht zu der ersten Achse angeordnet sein. Beispielsweise kann die erste Achse eine x-Achse und die zweite Achse eine y-Achse eines kartesischen Koordinatensystems des Laborsystems sein.One embodiment of the reference arrangement has a second rotation device. The second rotating device is set up to rotate the guide about a second axis. The second axis can be arranged perpendicular to the first axis. For example, the first axis can be an x-axis and the second axis can be a y-axis of a Cartesian coordinate system of the laboratory system.

Die Referenzanordnung kann beispielsweise weiterhin eine dritte Rotationsvorrichtung aufweisen. Die dritte Rotationsvorrichtung kann eingerichtet sein, um die Führung um eine dritte Achse zu drehen. Die dritte Achse kann senkrecht zu der ersten Achse und zu der zweiten Achse sein. Hierdurch kann eine Variabilität der Referenzanordnung erhöht werden. Die erste Rotationsvorrichtung und/oder die zweite Rotationsvorrichtung und/oder die dritte Rotationsvorrichtung können ein oder mehrere Lager aufweisen, insbesondere Drehlager, beispielsweise ein oder mehrere Kugellager. Hierdurch kann eine Präzision der Bewegung des Referenztargets erhöht werden.The reference arrangement can, for example, also have a third rotation device. The third rotation device can be configured to rotate the guide about a third axis. The third axis can be perpendicular to the first axis and to the second axis. This can increase the variability of the reference arrangement. The first rotation device and / or the second rotation device and / or the third rotation device can have one or more bearings, in particular pivot bearings, for example one or more ball bearings. As a result, the precision of the movement of the reference target can be increased.

Ein Ausführungsbeispiel der Referenzanordnung weist eine Auswerte- und Steuereinrichtung auf. Die Auswerte- und Steuereinrichtung kann beispielsweise ein oder mehrere Prozessoren aufweisen. Mittels der Auswerte- und Steuereinrichtung kann eine Automatisierung der Referenzanordnung erzielt werden. Hierdurch können Personalkosten eingespart werden.One embodiment of the reference arrangement has an evaluation and control device. The evaluation and control device can have one or more processors, for example. Automation of the reference arrangement can be achieved by means of the evaluation and control device. This can save personnel costs.

In einem Ausführungsbeispiel der Referenzanordnung ist die Auswerte- und Steuereinrichtung eingerichtet, um eine Bewegung des Referenztargets zu einer Messposition zu steuern, wobei die Auswerte- und Steuereinrichtung eingerichtet ist, um mittels des Bezugspunkts einen Fehler des Koordinatenmessgeräts zu bestimmen. Eine Drehung der Führung und/oder ein Führen des Referenztargets entlang des Pfads können beispielsweise durch die Auswerte- und Steuereinrichtung und/oder durch die Vorrichtung zur Erfassung einer Lage kontrollierbar sein. Eine Bewegung des Referenztargets zu einer Messposition kann durch ein Ansteuern eines Elektromotors gesteuert werden. Die Bewegung des Referenztargets zu einer Messposition kann mittels der Führung und/oder der ersten Rotationsvorrichtung und/oder der zweiten Rotationsvorrichtung erfolgen. Die Bewegung des Referenztargets zu der Messposition kann entlang des Pfads erfolgen, beispielsweise um einen Winkel um die erste Achse und/oder um einen Winkel um die zweite Achse und/oder durch eine Translation entlang der Führung. Die Bewegung des Referenztargets zu der Messposition kann beispielsweise CNC (Computerized Numerical Control)-gesteuert erfolgen. Die Auswerte- und Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um eine Bewegung des Referenztargets entlang des Pfads und/oder um die erste Achse und/oder um die zweite Achse zu kontrollieren, insbesondere CNC-gesteuert. Hierdurch kann die Referenzanordnung automatisiert ausgestaltet werden. Eine Kalibration kann vollautomatisch durchgeführt werden, insbesondere nach einer Bereitstellung der Referenzanordnung.In one embodiment of the reference arrangement, the evaluation and control device is set up to control a movement of the reference target to a measuring position, the evaluation and control device being set up to determine an error in the coordinate measuring machine by means of the reference point. A rotation of the guide and / or a guiding of the reference target along the path can be controlled, for example, by the evaluation and control device and / or by the device for detecting a position. A movement of the reference target to a measuring position can be controlled by driving an electric motor. The movement of the reference target to a measuring position can be performed by means of the guide and / or the first rotation device and / or the second rotating device. The movement of the reference target to the measurement position can take place along the path, for example by an angle about the first axis and / or by an angle about the second axis and / or by a translation along the guide. The movement of the reference target to the measurement position can for example be controlled by CNC (Computerized Numerical Control). The evaluation and control device can be set up to control a movement of the reference target along the path and / or about the first axis and / or about the second axis, in particular CNC-controlled. As a result, the reference arrangement can be designed to be automated. A calibration can be carried out fully automatically, in particular after the reference arrangement has been made available.

Der Fehler kann beispielsweise eine Abweichung sein, insbesondere eine Bewegungsabweichung, beispielsweise eine Abweichung einer Bewegung des Messkopfs des Koordinatensystems, beispielsweise ein Abweichen von einer Bewegung des Messkopfs entlang einer Achse, beispielsweise entlang einer Achse des kartesischen Koordinatensystems des Laborsystems. Der Fehler kann beispielsweise eine Abweichung der Sensoranordnung eines Koordinatenmessgeräts umfassen. Der Fehler kann beispielsweise einen 6D-Positionsfehler umfassen. Der 6D-Positionsfehler umfasst einen Positionsfehler, zwei Translationsfehler, einen Gierfehler, einen Nickfehler und einen Rollfehler. Alternativ hierzu kann der Fehler lediglich ein oder mehrere der genannten Komponenten des 6D-Positionsfehlers umfassen. Das Referenztarget kann eingerichtet sein, um den Tastarm und/oder den Messkopf und/oder die Sensoranordnung zu kalibrieren.The error can, for example, be a deviation, in particular a movement deviation, for example a deviation in a movement of the measuring head of the coordinate system, for example a deviation from a movement of the measuring head along an axis, for example along an axis of the Cartesian coordinate system of the laboratory system. The error can include, for example, a deviation in the sensor arrangement of a coordinate measuring machine. The error can include, for example, a 6D position error. The 6D position error includes a position error, two translation errors, a yaw error, a pitch error, and a roll error. Alternatively, the error can comprise only one or more of the mentioned components of the 6D position error. The reference target can be set up to calibrate the probe arm and / or the measuring head and / or the sensor arrangement.

Der Fehler kann beispielsweise eine Messabweichung und/oder eine Fehlbewegung, insbesondere für verschiedene Messpositionen sein. Der Fehler kann eine Längenmaßabweichung aufweisen. Die Referenzanordnung kann eingerichtet sein, um ein Maschinenvolumen zu qualifizieren. Die Referenzanordnung kann insbesondere eingerichtet sein, um systematische Fehlbewegungen bezüglich aller sechs Freiheitsgrade zu erfassen, insbesondere um diese zu korrigieren, beispielsweise mittels der Auswerte- und Steuereinrichtung.The error can be, for example, a measurement deviation and / or an incorrect movement, in particular for different measurement positions. The error can have a length deviation. The reference arrangement can be set up to qualify a machine volume. The reference arrangement can in particular be set up to detect systematic erroneous movements with respect to all six degrees of freedom, in particular to correct them, for example by means of the evaluation and control device.

Ein Positionsfehler ist eine Fehlbewegung in eine Bewegungsrichtung, beispielsweise eine Fehlbewegung eines Messkopfs entlang einer Verfahrachse des Messkopfs. Ein Translationsfehler ist eine Fehlpositionierung in einer ersten und/oder zweiten senkrecht zu der Bewegungsachse stehenden Achse. Ein Rollen ist eine Rotation um die Bewegungsachse. Gieren und Nicken sind Rotationen um die erste senkrecht zu der Bewegungsachse stehenden Achsen beziehungsweise um die zweite senkrecht zu der Bewegungsachse stehende Achse.A position error is an incorrect movement in a direction of movement, for example an incorrect movement of a measuring head along a travel axis of the measuring head. A translation error is incorrect positioning in a first and / or second axis perpendicular to the axis of movement. A roll is a rotation around the axis of motion. Yaw and pitch are rotations about the first axis perpendicular to the axis of movement and about the second axis perpendicular to the axis of movement.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Koordinatenmessgerät mit zumindest einer Linearachse, wobei das Koordinatenmessgerät eine wie oben beschriebene Referenzanordnung aufweist.Another aspect of the present invention comprises a coordinate measuring machine with at least one linear axis, the coordinate measuring machine having a reference arrangement as described above.

Ein Ausführungsbeispiel des Koordinatenmessgeräts weist eine Auswerte- und Steuereinrichtung und einen Messkopf mit einer Sensoranordnung auf. Der Messkopf kann entlang der Linearachse relativ zu der Referenzanordnung verfahrbar sein, insbesondere in einem Messvolumen des Koordinatenmessgeräts.One embodiment of the coordinate measuring machine has an evaluation and control device and a measuring head with a sensor arrangement. The measuring head can be moved along the linear axis relative to the reference arrangement, in particular in a measuring volume of the coordinate measuring device.

Beispielsweise kann das Koordinatenmessgerät eingerichtet sein, um das Referenztarget an einen beliebigen Punkt innerhalb des Messvolumens des Koordinatenmessgeräts zu bringen und/oder um das Referenztarget in eine definierte Lage zu bringen.For example, the coordinate measuring machine can be set up to bring the reference target to any point within the measurement volume of the coordinate measuring machine and / or to bring the reference target into a defined position.

Das Referenztarget kann beispielsweise um zwei Achsen drehbar in dem Koordinatenmessgerät angebracht sein. Beispielsweise kann eine Länge der Führung, insbesondere ein Verfahrbereich des Referenztargets, einer Raumdiagonalen eines qualifizierenden Maschinenvolumens des Koordinatenmessgeräts entsprechen. Hierdurch kann für jede Position in dem Maschinenvolumen das Referenztarget bereitgestellt werden. Weiterhin können für jeweilige Messpositionen eine Vielzahl an Oberflächennormalen-Orientierungen bereitgestellt werden. Beispielsweise können eine Verstellung einer Position des Referenztargets entlang einer Verfahrachse und/oder eine Verstellung der ersten Achse und/oder eine Verstellung der zweiten Achse CNC-gesteuert erfolgen.The reference target can, for example, be mounted in the coordinate measuring machine so that it can rotate about two axes. For example, a length of the guide, in particular a travel range of the reference target, can correspond to a spatial diagonal of a qualifying machine volume of the coordinate measuring machine. As a result, the reference target can be provided for each position in the machine volume. Furthermore, a large number of surface normal orientations can be provided for the respective measurement positions. For example, an adjustment of a position of the reference target along a travel axis and / or an adjustment of the first axis and / or an adjustment of the second axis can take place in a CNC-controlled manner.

Die Sensoranordnung kann eingerichtet sein, um zu dem Bezugspunkt einen Bezugswert zu erfassen. Der Bezugswert kann beispielsweise optisch und/oder taktil erfasst werden, beispielsweise durch Erfassung eines optischen Markers und/oder eines taktilen Markers.The sensor arrangement can be set up to detect a reference value for the reference point. The reference value can for example be detected optically and / or tactilely, for example by detecting an optical marker and / or a tactile marker.

Die Auswerte- und Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um aus dem Bezugswert den Fehler des Koordinatenmessgeräts zu erfassen. Der Fehler des Koordinatenmessgeräts kann beispielsweise durch einen Vergleich des Bezugswerts mit einem anderen Wert erfolgen. Der andere Wert kann beispielsweise ein früher erfasster Wert sein. Beispielsweise kann der Bezugswert mit einem Wert verglichen werden, welcher von einer Vorrichtung zur Erfassung einer Lage des Referenztargets bestimmt werden kann.The evaluation and control device can be set up to detect the error of the coordinate measuring machine from the reference value. The error in the coordinate measuring machine can be made, for example, by comparing the reference value with another value. The other value can, for example, be a previously acquired value. For example, the reference value can be compared with a value which can be determined by a device for detecting a position of the reference target.

Das Koordinatenmessgerät kann eine optische Sensorik und/oder eine taktile Sensorik aufweisen. Die Sensoranordnung kann beispielsweise einen optischen Sensor und/oder einen taktilen Sensor aufweisen. Das Koordinatenmessgerät kann eine Multisensorik-Maschine sein. Das Koordinatenmessgerät kann beispielsweise eine 5- oder 6-Achsen-Messmaschine sein.The coordinate measuring machine can be an optical sensor system and / or a tactile sensor system exhibit. The sensor arrangement can for example have an optical sensor and / or a tactile sensor. The coordinate measuring machine can be a multi-sensor machine. The coordinate measuring machine can be, for example, a 5 or 6-axis measuring machine.

Das Referenztarget kann eingerichtet sein, um den Tastarm und/oder den Messkopf und/oder die Sensoranordnung zu kalibrieren.The reference target can be set up to calibrate the probe arm and / or the measuring head and / or the sensor arrangement.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Kalibrieren eines Koordinatenmessgeräts, mit den Schritten:

• - Bereitstellen eines Koordinatenmessgeräts, wobei das Koordinatenmessgerät eine Auswerte- und Steuereinrichtung und einen Messkopf mit einer Sensoranordnung aufweist;
• - Anordnen einer Referenzanordnung relativ zu dem Messkopf, wobei die Referenzanordnung ein Referenztarget und eine Führung aufweist, wobei das Referenztarget eingerichtet ist, um einen Bezugspunkt zu definieren;
• - Verfahren des Messkopfs entlang der Linearachse relativ zu der Referenzanordnung;
• - Erfassen eines Bezugswerts zu dem Bezugspunkt mittels der Sensoranordnung;
• - Erfassen eines Fehlers des Koordinatenmessgeräts aus dem Bezugswert mittels der Auswerte- und Steuereinrichtung; und
• - Führen des Referenztargets entlang eines Pfads mittels der Führung (20).

The invention also relates to a method for calibrating a coordinate measuring machine, having the following steps:

• - Provision of a coordinate measuring machine, the coordinate measuring machine having an evaluation and control device and a measuring head with a sensor arrangement;
• Arranging a reference arrangement relative to the measuring head, the reference arrangement having a reference target and a guide, the reference target being set up to define a reference point;
• - Movement of the measuring head along the linear axis relative to the reference arrangement;
• - Detecting a reference value for the reference point by means of the sensor arrangement;
• - Detecting an error in the coordinate measuring machine from the reference value by means of the evaluation and control device; and
• - Guiding the reference target along a path by means of the guide ( 20th ).

Beispielsweise können ein oder mehrere der oben genannten Schritte des Verfahrens mehrmals durchgeführt werden, beispielsweise in der genannten Reihenfolge oder in einer sich hiervon unterscheidenden Reihenfolge. Beispielsweise können alle Schritte des Verfahrens wiederholt durchgeführt werden. Beispielsweise können nur einzelne Schritte des Verfahrens wiederholt durchgeführt werden. Beispielsweise können die letzten drei genannten Schritte mehrmals wiederholt werden, also insbesondere ein Erfassen des Bezugswerts, ein Erfassen des Fehlers und ein Führen des Referenztargets.For example, one or more of the above-mentioned steps of the method can be carried out several times, for example in the order mentioned or in a different order. For example, all steps of the method can be carried out repeatedly. For example, only individual steps of the method can be carried out repeatedly. For example, the last three steps mentioned can be repeated several times, that is to say in particular detecting the reference value, detecting the error and guiding the reference target.

Beispielsweise kann das Führen des Referenztargets alternativ zu der genannten Reihenfolge auch vor der Erfassung des Fehlers durchgeführt werden, oder zumindest teilweise zeitlich überlappend.For example, as an alternative to the sequence mentioned, the reference target can also be guided before the error is detected, or at least partially in a temporally overlapping manner.

Beispielsweise kann das Verfahren ein oder mehrere der folgenden weiteren Schritte aufweisen:For example, the method can have one or more of the following further steps:

• - Erfassen eines weiteren Bezugswerts zu dem Bezugspunkt mittels der Sensoranordnung;- Detecting a further reference value for the reference point by means of the sensor arrangement;
• - Erfassen eines weiteren Bezugswerts zu einem weiteren Bezugspunkt mittels der Sensoranordnung;- Detecting a further reference value for a further reference point by means of the sensor arrangement;
• - Erfassen eines weiteren Fehlers des Koordinatenmessgeräts aus dem weiteren Bezugswert mittels der Auswerte- und Steuereinrichtung;- Detecting a further error of the coordinate measuring machine from the further reference value by means of the evaluation and control device;
• - Führen des Referenztargets entlang eines weiteren Pfads mittels der Führung; und- Guiding the reference target along a further path by means of the guide; and
• - Führen des Referenztargets entlang eines Pfads zu einem weiteren Bezugspunkt mittels der Führung.- Guiding the reference target along a path to a further reference point by means of the guide.

Beispielsweise kann nach einer Kalibrierung des Koordinatenmessgeräts die gesamte Referenzanordnung aus dem Messvolumen herausgenommen werden. Danach kann beispielsweise eine Vermessung eines Messobjekts mittels der Sensoranordnung durchgeführt werden.For example, after the coordinate measuring machine has been calibrated, the entire reference arrangement can be removed from the measurement volume. Then, for example, a measurement object can be measured by means of the sensor arrangement.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

• 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der neuen Referenzanordnung,
• 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der neuen Referenzanordnung,
• 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der neuen Referenzanordnung,
• 4 ein Referenztarget eines Ausführungsbeispiels der neuen Referenzanordnung, und
• 5 ein Ausführungsbeispiel des neuen Koordinatenmessgeräts in einer Ansicht von schräg vorne.

Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:

• 1 a first embodiment of the new reference arrangement,
• 2 a second embodiment of the new reference arrangement,
• 3 a third embodiment of the new reference arrangement,
• 4th a reference target of an exemplary embodiment of the new reference arrangement, and
• 5 an embodiment of the new coordinate measuring machine in a view obliquely from the front.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der neuen Referenzanordnung14 für ein Koordinatenmessgerät70 mit zumindest einer Linearachse44. Die Referenzanordnung14 weist ein Referenztarget16 und eine Führung20 auf. Das Referenztarget16 ist eingerichtet, um einen Bezugspunkt30 zu definieren. Die Führung20 ist eingerichtet, um das Referenztarget16 entlang eines Pfads22 zu führen.1 shows a first embodiment of the new reference arrangement 14th for a coordinate measuringmachine 70 with at least onelinear axis 44 . The reference arrangement 14th assigns areference target 16 and a guided tour 20th on. Thereference target 16 is set up to be a reference point 30th define. The leadership 20th is set up to thereference target 16 along a path 22nd respectively.

Das Referenztarget16 kann ein oder mehrere planare Flächen26 aufweisen. Das in1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Referenzanordnung14 weist mindestens zwei planare Flächen26 auf, die als Rechtecke ausgestaltet sind. Die beiden Flächennormalen28 der in1 dargestellten Referenzanordnung14 weisen einen Winkel von 90° zueinander auf. Das in1 dargestellte Referenztarget16 ist als Schlitten ausgestaltet. Der in1 dargestellte Pfad22 ist als Linearachse24 ausgestaltet. Das in1 dargestellte Referenztarget16 ist prismenförmig. Die Form des prismenförmigen Referenztargets16 ergibt sich durch Extrusion eines Achtecks, insbesondere eines U-förmigen Achtecks. Das Referenztarget16 weist eine Ausnehmung für die Führung20 auf. Die Führung20 ist quaderförmig. Die Führung20 ist als Schiene35 ausgestaltet. Die Ausnehmung des Referenztargets16 entspricht der Quaderform der Schiene35.Thereference target 16 can be one or more planar faces 26th exhibit. This in 1 illustrated embodiment of a reference arrangement 14th has at least two planar faces 26th that are designed as rectangles. The twosurface normals 28 the in 1 illustrated reference arrangement 14th have an angle of 90 ° to each other. This in 1 reference target shown 16 is designed as a slide. The in 1 shown path 22nd is as alinear axis 24 designed. This in 1 reference target shown 16 is prismatic. The shape of theprismatic reference target 16 results from the extrusion of an octagon, in particular a U-shaped octagon. Thereference target 16 has a recess for the guide 20th on. The leadership 20th is cuboid. The leadership 20th is as arail 35 designed. The recess of thereference target 16 corresponds to the cuboid shape of therail 35 .

Eine Länge des Referenztargets16 entlang der Extrusionsachse entspricht einer Hälfte bis einem Zwanzigstel der Länge der Führung20, insbesondere einem Fünftel bis einem Fünfzehntel der Länge der Führung20, beispielsweise einem Zehntel der Länge der Führung20.A length of thereference target 16 along the extrusion axis corresponds to one half to one twentieth of the length of the guide 20th , especially one-fifth to one-fifteenth the length of the lead 20th , for example one tenth the length of the guide 20th .

Die Referenzanordnung14 ist ausgestaltet, um einen Fehler des Koordinatenmessgeräts70 zu erfassen. Der Fehler kann beispielsweise der Fehler einer ersten Achse40 oder eine zweiten Achse44, insbesondere einer Linearachse24 sein. Die Referenzanordnung14 kann ausgestaltet sein, um das Referenztarget16 entlang einer Achse24 eines Koordinatensystems34 zu führen.The reference arrangement 14th is designed to avoid an error in the coordinate measuringmachine 70 capture. The error can, for example, be the error of afirst axis 40 or asecond axis 44 , especially alinear axis 24 be. The reference arrangement 14th can be configured to thereference target 16 along an axis 24 a coordinatesystem 34 respectively.

Das in2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der neuen Referenzanordnung14 kann im Wesentlichen wie die in1 dargestellte Referenzanordnung14 ausgestaltet sein. Das zweite Ausführungsbeispiel einer Referenzanordnung14 kann zusätzlich eine erste Rotationsvorrichtung38 aufweisen. Die erste Rotationsvorrichtung38 kann eingerichtet sein, um die Führung20 um eine erste Achse40 zu drehen. Weiterhin kann die Referenzanordnung14 eine zweite Rotationsvorrichtung42 aufweisen. Die zweite Rotationsvorrichtung42 kann eingerichtet sein, um die Führung20 um eine zweite Achse44 zu drehen.This in 2 illustrated second embodiment of the new reference arrangement 14th can be essentially like the one in 1 illustrated reference arrangement 14th be designed. The second embodiment of a reference arrangement 14th can additionally have a firstrotating device 38 exhibit. The firstrotating device 38 can be set up to take the lead 20th around afirst axis 40 to turn. Furthermore, the reference arrangement 14th a secondrotating device 42 exhibit. The secondrotating device 42 can be set up to take the lead 20th around asecond axis 44 to turn.

Weiterhin kann die Referenzanordnung14 eine Vorrichtung zur Erfassung einer Lage36 aufweisen. Die Vorrichtung zur Erfassung einer Lage36 kann einen Messkopf80 aufweisen. Die Vorrichtung zur Erfassung einer Lage36 kann beispielsweise eine Sensoranordnung10 aufweisen. Die Sensoranordnung10 kann einen optischen Sensor46 und/oder einen taktilen Sensor48 aufweisen. Die erste Rotationsvorrichtung38 kann beispielsweise zumindest teilweise zylindrisch aufgebaut sein.Furthermore, the reference arrangement 14th a device for detecting aposition 36 exhibit. The device for detecting aposition 36 can have a measuringhead 80 exhibit. The device for detecting aposition 36 can for example be asensor arrangement 10 exhibit. Thesensor arrangement 10 can use anoptical sensor 46 and / or atactile sensor 48 exhibit. The firstrotating device 38 can for example be constructed at least partially cylindrical.

Das in3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer neuen Referenzanordnung14 kann prinzipiell wie das in2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer Referenzanordnung14 ausgestaltet sein. Zusätzlich kann das dritte Ausführungsbeispiel eine Auswerte- und Steuereinrichtung18 aufweisen. Beispielsweise kann auch das erste Ausführungsbeispiel, welches in1 gezeigt ist, eine Auswerte- und Steuereinrichtung18 aufweisen. Die in3 gezeigte Auswerte- und Steuereinrichtung18 kann eingerichtet sein, um eine Bewegung des Referenztargets16 zu einer Messposition zu steuern. Die Auswerte- und Steuereinrichtung18 kann eingerichtet sein, um mittels des Bezugspunkts30 einen Fehler des Koordinatenmessgeräts70 zu bestimmen. Die Referenzanordnung14 kann ein oder mehrere Motoren aufweisen, insbesondere zum Positionieren des Referenztargets16. Die Referenzanordnung14 kann beispielsweise einen Motor für die erste Rotationsvorrichtung38 und/oder einen Motor für die zweite Rotationsvorrichtung42 und/oder einen Motor für das Referenztarget16 und/oder einen Motor für die Vorrichtung zur Erfassung einer Lage36 aufweisen. Die Auswerte- und Steuereinrichtung18 kann beispielsweise mittels einer Schnittstelle mit dem Motor oder mit den mehreren Motoren der Referenzanordnung14 verbunden sein.This in 3 illustrated embodiment of a new reference arrangement 14th can in principle like that in 2 illustrated second embodiment of a reference arrangement 14th be designed. In addition, the third exemplary embodiment can have an evaluation and control device 18th exhibit. For example, the first embodiment, which is shown in 1 is shown, an evaluation and control device 18th exhibit. In the 3 Evaluation and control device shown 18th can be set up to move thereference target 16 to control a measuring position. The evaluation and control device 18th can be set up by means of the reference point 30th an error in the coordinate measuringmachine 70 to determine. The reference arrangement 14th can have one or more motors, in particular for positioning thereference target 16 . The reference arrangement 14th can for example be a motor for the firstrotating device 38 and / or a motor for the secondrotating device 42 and / or a motor for thereference target 16 and / or a motor for the device for detecting aposition 36 exhibit. The evaluation and control device 18th can for example by means of an interface with the motor or with the multiple motors of the reference arrangement 14th be connected.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Referenztargets16 eines Ausführungsbeispiels der neuen Referenzordnung, beispielsweise einer Referenzanordnung14 wie in einer der1 bis3 gezeigt. Das Referenztarget16 ist prismenförmig ausgestaltet. Das Referenztarget16 weist einen Körper auf, welcher sich durch eine Extrusion eines Zehnecks ergibt. Das Referenztarget16 weist eine Ausnehmung für die Führung20 auf. Das Referenztarget16 weist mindestens zwei, beispielsweise genau zwei, oder mindestens fünf oder mindestens sieben planare Flächen26 auf. Das Referenztarget16 weist eine planare Fläche26 mit einem optischen Marker30 und einem taktilen Marker32 auf. Das Referenztarget16 weist mindestens zwei planare Flächen26 mit jeweils mindestens einem optischen Marker30 und mindestens einem taktilen Marker32 auf. Das Referenztarget16 weist mehrere planare Flächen26 auf, wobei sich die Flächennormalen28 der planaren Flächen26 voneinander unterscheiden. Die Flächennormalen28 weisen beispielsweise einen Winkel von 45° zueinander auf. Der optische Marker30 kann als Zielscheibe ausgestaltet sein. Ein optischer Marker30 weist in4 drei konzentrische Kreise auf, insbesondere einen dunklen Punkt und einen hellen Ring und einen dunklen Ring, die jeweils konzentrisch zueinander angeordnet sind. Weiterhin weist die planare Fläche26 ein Kugeltripel als taktilen Marker32 auf. Das Kugeltripel kann beispielsweise aus drei an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordneten Kugeln zusammengesetzt sein. Der optische Marker30 und/oder der taktile Marker32 können auf einer Mantelfläche des prismenförmigen Referenztargets16 angeordnet sein. Der optische Marker30 und/oder der taktile Marker32 können beispielsweise an einer planaren Fläche26 angeordnet sein, die von der Ausnehmung abgewendet ist.4th shows an embodiment of areference target 16 of an embodiment of the new reference order, for example a reference arrangement 14th like in one of the 1 to 3 shown. Thereference target 16 is designed in the shape of a prism. Thereference target 16 has a body which results from an extrusion of a decagon. Thereference target 16 has a recess for the guide 20th on. Thereference target 16 has at least two, for example exactly two, or at least five or at least seven planar surfaces 26th on. Thereference target 16 has a planar face 26th with an optical marker 30th and atactile marker 32 on. Thereference target 16 has at least two planar faces 26th with at least one optical marker each 30th and at least onetactile marker 32 on. Thereference target 16 has multiple planar faces 26th on, with the surface normals 28 of the planar surfaces 26th differ from each other. The surface normals 28 have, for example, an angle of 45 ° to one another. The optical marker 30th can be designed as a target. An optical marker 30th points in 4th three concentric circles, in particular a dark point and a light ring and a dark ring, which are each arranged concentrically to one another. Furthermore, the planar surface 26th a triple ball as atactile marker 32 on. The triple sphere can be composed, for example, of three spheres arranged at the corners of an equilateral triangle. The optical marker 30th and / or thetactile marker 32 can on a lateral surface of the prism-shapedreference target 16 be arranged. The optical marker 30th and / or thetactile marker 32 can for example on a planar surface 26th be arranged facing away from the recess.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines neuen Koordinatenmessgeräts70. Das neue Koordinatenmessgerät70 weist eine Sensoranordnung10 auf. Das Koordinatenmessgerät70 weist eine Referenzanordnung14, wie in einem der oben genannten Beispiele beschrieben, auf. Das Koordinatenmessgerät70 kann eine Basis74 aufweisen. An der Basis74 kann eine Werkstückaufnahme76 angebracht sein, insbesondere um ein Messobjekt zu fixieren oder definiert zu bewegen. Die Werkstückaufnahme76 kann beispielsweise eingerichtet sein, um die Referenzanordnung14 zu bewegen. Die Werkstückaufnahme76 kann beispielsweise die erste Rotationsvorrichtung38 und/oder die zweite Rotationsvorrichtung42 aufweisen. Das Koordinatenmessgerät70 kann eine Säule78 aufweisen. Das Koordinatenmessgerät70 kann eine Auswerte- und Steuereinrichtung18 aufweisen. Die Auswerte- und Steuereinrichtung18 kann in der Säule78 oder an der Säule78 angebracht sein. Das Koordinatenmessgerät70 kann einen Tastarm72 aufweisen. Der Tastarm72 kann an seinem Ende einen Messkopf80 aufweisen. Der Messkopf80 kann beispielsweise die Sensoranordnung10 aufweisen. Die Sensoranordnung10 kann eingerichtet sein, um ein Messobjekt und/oder das Referenztarget16 abzutasten.5 shows an embodiment of a new coordinate measuringmachine 70 . The new coordinate measuringmachine 70 has asensor arrangement 10 on. The coordinate measuringmachine 70 has a reference arrangement 14th as described in one of the examples above. The coordinate measuringmachine 70 can be a base 74 exhibit. At thebase 74 can be aworkpiece holder 76 be appropriate, in particular to fix a measurement object or to move it in a defined manner. Theworkpiece holder 76 can for example be set up to the reference arrangement 14th to move. Theworkpiece holder 76 can, for example, the firstrotating device 38 and / or the secondrotating device 42 exhibit. The coordinate measuringmachine 70 can be apillar 78 exhibit. The coordinate measuringmachine 70 can be an evaluation and control device 18th exhibit. The evaluation and control device 18th can in thecolumn 78 or on thepillar 78 to be appropriate. The coordinate measuringmachine 70 can have aprobe arm 72 exhibit. Theprobe arm 72 can have a measuring head at itsend 80 exhibit. The measuringhead 80 can, for example, thesensor arrangement 10 exhibit. Thesensor arrangement 10 can be set up around a measurement object and / or thereference target 16 to feel.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• DE 102008024444 A1 [0002]DE 102008024444 A1 [0002]
• EP 2466250 B1 [0003]EP 2466250 B1 [0003]

Claims (15)

Translated fromGerman

Referenzanordnung (14) für ein Koordinatenmessgerät (70) mit zumindest einer Linearachse (44), wobei die Referenzanordnung (14) ein Referenztarget (16) und eine Führung (20) aufweist, wobei das Referenztarget (16) eingerichtet ist, um einen Bezugspunkt (30) zu definieren,dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (20) eingerichtet ist, um das Referenztarget (16) entlang eines Pfads (22) zu führen.Reference arrangement (14) for a coordinate measuring machine (70) with at least one linear axis (44), the reference arrangement (14) having a reference target (16) and a guide (20), the reference target (16) being set up to a reference point ( 30),characterized in that the guide (20) is set up to guide the reference target (16) along a path (22).Referenzanordnung nachAnspruch 1, wobei der Pfad (22) eine Linearachse (24) aufweist.Reference arrangement according to Claim 1 wherein the path (22) has a linear axis (24).Referenzanordnung nach einem derAnsprüche 1 bis2, wobei das Referenztarget (16) mehrere planare Flächen (26) aufweist, wobei sich die Flächennormalen (28) der planaren Flächen (26) voneinander unterscheiden.Reference arrangement according to one of the Claims 1 to 2 wherein the reference target (16) has a plurality of planar surfaces (26), the surface normals (28) of the planar surfaces (26) differing from one another.Referenzanordnung nach einem derAnsprüche 1 bis3, wobei das Referenztarget (16) prismenförmig ist.Reference arrangement according to one of the Claims 1 to 3 , wherein the reference target (16) is prism-shaped.Referenzanordnung nach einem derAnsprüche 1 bis4, wobei das Referenztarget (16) einen optischen Marker (30) aufweist.Reference arrangement according to one of the Claims 1 to 4th wherein the reference target (16) has an optical marker (30).Referenzanordnung nach einem derAnsprüche 1 bis5, wobei das Referenztarget (16) einen taktilen Marker (32) aufweist.Reference arrangement according to one of the Claims 1 to 5 wherein the reference target (16) has a tactile marker (32).Referenzanordnung nach einem derAnsprüche 1 bis6, wobei die Führung (20) ausgewählt ist aus einer Gruppe von Führungen bestehend aus einer Schiene (35), einer Rundbuchse mit Kugelumlauf und einem Führungsgetriebe.Reference arrangement according to one of the Claims 1 to 6th , wherein the guide (20) is selected from a group of guides consisting of a rail (35), a round bushing with recirculating ball and a guide gear.Referenzanordnung nach einem derAnsprüche 1 bis7, wobei die Referenzanordnung (14) eine Vorrichtung zur Erfassung einer Lage (36) des Referenztargets (16) aufweist.Reference arrangement according to one of the Claims 1 to 7th , wherein the reference arrangement (14) has a device for detecting a position (36) of the reference target (16).Referenzanordnung nach einem derAnsprüche 1 bis8, wobei die Referenzanordnung (14) eine erste Rotationsvorrichtung (38) aufweist, wobei die erste Rotationsvorrichtung (38) eingerichtet ist, um die Führung (20) um eine erste Achse (40) zu drehen.Reference arrangement according to one of the Claims 1 to 8th wherein the reference arrangement (14) has a first rotation device (38), wherein the first rotation device (38) is set up to rotate the guide (20) about a first axis (40).Referenzanordnung nachAnspruch 9, wobei die Referenzanordnung (14) eine zweite Rotationsvorrichtung (42) aufweist, wobei die zweite Rotationsvorrichtung (42) eingerichtet ist, um die Führung (20) um eine zweite Achse (44) zu drehen.Reference arrangement according to Claim 9 wherein the reference arrangement (14) has a second rotation device (42), wherein the second rotation device (42) is set up to rotate the guide (20) about a second axis (44).Referenzanordnung nach einem derAnsprüche 1 bis10, wobei die Referenzanordnung (14) eine Auswerte- und Steuereinrichtung (18) aufweist.Reference arrangement according to one of the Claims 1 to 10 , wherein the reference arrangement (14) has an evaluation and control device (18).Referenzanordnung nachAnspruch 11, wobei die Auswerte- und Steuereinrichtung (18) eingerichtet ist, um eine Bewegung das Referenztargets (16) zu einer Messposition zu steuern, wobei die Auswerte- und Steuereinrichtung (18) eingerichtet ist, um mittels des Bezugspunkts (30) einen Fehler des Koordinatenmessgeräts (70) zu bestimmen.Reference arrangement according to Claim 11 , wherein the evaluation and control device (18) is set up to control a movement of the reference target (16) to a measuring position, wherein the evaluation and control device (18) is set up to detect an error in the coordinate measuring device by means of the reference point (30) (70) to be determined.Koordinatenmessgerät (70) mit zumindest einer Linearachse (44), wobei das Koordinatenmessgerät (70) eine Referenzanordnung (14) nach einem derAnsprüche 1 bis12 aufweist.Coordinate measuring device (70) with at least one linear axis (44), the coordinate measuring device (70) having a reference arrangement (14) according to one of the Claims 1 to 12th having.Koordinatenmessgerät nachAnspruch 13, wobei das Koordinatenmessgerät (70) eine Auswerte- und Steuereinrichtung (18) und einen Messkopf (80) mit einer Sensoranordnung (10) aufweist, wobei der Messkopf (80) entlang der Linearachse (44) relativ zu der Referenzanordnung (14) verfahrbar ist, wobei die Sensoranordnung (10) eingerichtet ist, um zu dem Bezugspunkt einen Bezugswert zu erfassen, wobei die Auswerte- und Steuereinrichtung (18) eingerichtet ist, um aus dem Bezugswert einen Fehler des Koordinatenmessgeräts (70) zu erfassen.Coordinate measuring machine according to Claim 13 , wherein the coordinate measuring device (70) has an evaluation and control device (18) and a measuring head (80) with a sensor arrangement (10), the measuring head (80) being movable along the linear axis (44) relative to the reference arrangement (14) , the sensor arrangement (10) being set up to detect a reference value for the reference point, the evaluation and control device (18) being set up to detect an error in the coordinate measuring machine (70) from the reference value.Verfahren zum Kalibrieren eines Koordinatenmessgeräts (70), mit den Schritten: - Bereitstellen eines Koordinatenmessgeräts (70), wobei das Koordinatenmessgerät (70) eine Auswerte- und Steuereinrichtung (18) und einen Messkopf (80) mit einer Sensoranordnung (10) aufweist;- Anordnen einer Referenzanordnung (14) relativ zu dem Messkopf (80), wobei die Referenzanordnung (14) ein Referenztarget (16) und eine Führung (20) aufweist, wobei das Referenztarget (16) eingerichtet ist, um einen Bezugspunkt (30) zu definieren;- Verfahren des Messkopfs (80) entlang der Linearachse (44) relativ zu der Referenzanordnung (14);- Erfassen eines Bezugswerts zu dem Bezugspunkt mittels der Sensoranordnung (10);- Erfassen eines Fehlers des Koordinatenmessgeräts (70) aus dem Bezugswert mittels der Auswerte- und Steuereinrichtung (18); und- Führen des Referenztargets (16) entlang eines Pfads (22) mittels der Führung (20).Method for calibrating a coordinate measuring machine (70), comprising the steps:- Provision of a coordinate measuring device (70), the coordinate measuring device (70) having an evaluation and control device (18) and a measuring head (80) with a sensor arrangement (10);- Arranging a reference arrangement (14) relative to the measuring head (80), the reference arrangement (14) having a reference target (16) and a guide (20), the reference target (16) being set up to a reference point (30) define;- Moving the measuring head (80) along the linear axis (44) relative to the reference arrangement (14);- Detecting a reference value for the reference point by means of the sensor arrangement (10);- Detecting an error in the coordinate measuring machine (70) from the reference value by means of the evaluation and control device (18); and- Guiding the reference target (16) along a path (22) by means of the guide (20).

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