[go: up one dir, main page]

DE102014008903A1 - Method for measuring a surface of a component by means of a tactile measuring probe - Google Patents

Method for measuring a surface of a component by means of a tactile measuring probe Download PDF

Info

Publication number
DE102014008903A1
DE102014008903A1 DE102014008903.7A DE102014008903A DE102014008903A1 DE 102014008903 A1 DE102014008903 A1 DE 102014008903A1 DE 102014008903 A DE102014008903 A DE 102014008903A DE 102014008903 A1 DE102014008903 A1 DE 102014008903A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
probe
section
calibration
component
reference geometry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014008903.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Robert Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
T & S GES fur LANGENPRUEFTECHNIK MBH
T & S Gesellschaft fur Langenprueftechnik Mbh
Original Assignee
T & S GES fur LANGENPRUEFTECHNIK MBH
T & S Gesellschaft fur Langenprueftechnik Mbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by T & S GES fur LANGENPRUEFTECHNIK MBH, T & S Gesellschaft fur Langenprueftechnik Mbh filed Critical T & S GES fur LANGENPRUEFTECHNIK MBH
Priority to DE102014008903.7A priority Critical patent/DE102014008903A1/en
Publication of DE102014008903A1 publication Critical patent/DE102014008903A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/042Calibration or calibration artifacts

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer Oberfläche (1) eines Bauteils (2) mittels eines taktilen Messtasters (3) in einer Messmaschine, bei dem zunächst eine Kalibrierung des Messtasters (3) anhand einer nichtebenen Referenzgeometrie (4) erfolgt und dann die Vermessung des Bauteils (2) unter Berücksichtigung systematischer Messfehler erfolgt, die bei der Kalibrierung anhand der Referenzgeometrie (4) gewonnen wurden. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, sieht die Erfindung die Verfahrensaschritte vor: a) Durchführung der Kalibrierung des Messtasters (3) anhand mindestens eines ersten und eines zweiten Abschnitts (5, 6) der Referenzgeometrie (4), wobei der erste bzw. zweite Abschnitt (5, 6) eine zumindest abschnittsweise konvexe bzw. konkave Oberfläche aufweist und wobei zumindest über einen Bereich der Abschnitte für gemessene Auslenkungen des Messtasters (3) zugehörige Daten für die Steigung (t) der Oberfläche der Abschnitte gespeichert werden; b) Durchführung der Vermessung der Oberfläche (1) des Bauteils (2) mittels des Messtasters (3), wobei zumindest in einem Abschnitt der Oberfläche (1) des Bauteils (2) die aktuelle Steigung (t) der Oberfläche (1) bestimmt und die korrespondierenden unter Schritt a) ermittelten Kalibrierdaten für die jeweilige Steigung (t) bei der Berücksichtigung des systematischen Messfehlers zugrunde gelegt werden.The invention relates to a method for measuring a surface (1) of a component (2) by means of a tactile measuring probe (3) in a measuring machine, in which first a calibration of the measuring probe (3) takes place on the basis of a non-planar reference geometry (4) and then the measurement of the component (2) taking into account systematic measurement errors, which were obtained during the calibration based on the reference geometry (4). In order to improve the accuracy of the measurement, the invention provides the method steps: a) carrying out the calibration of the probe (3) based on at least a first and a second portion (5, 6) of the reference geometry (4), wherein the first and second Section (5, 6) has an at least partially convex or concave surface and wherein at least over a portion of the sections for measured deflections of the probe (3) associated data for the slope (t) of the surface of the sections are stored; b) performing the measurement of the surface (1) of the component (2) by means of the probe (3), wherein at least in a portion of the surface (1) of the component (2) determines the current slope (t) of the surface (1) and the corresponding calibration data for the respective gradient (t) determined under step a) are taken as the basis for the consideration of the systematic measurement error.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer Oberfläche eines Bauteils mittels eines taktilen Messtasters in einer Messmaschine, bei dem zunächst eine Kalibrierung des Messtasters anhand einer nichtebenen Referenzgeometrie erfolgt und dann die Vermessung des Bauteils unter Berücksichtigung systematischer Messfehler erfolgt, die bei der Kalibrierung anhand der Referenzgeometrie gewonnen wurden.The invention relates to a method for measuring a surface of a component by means of a tactile probe in a measuring machine, in which first a calibration of the probe is based on a non-planar reference geometry and then the measurement of the component takes into account systematic errors in the calibration based on the reference geometry were won.

Antastelemente, d. h. Messtaster, werden bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art benutzt, um Oberflächen bzw. Konturen eines Bauteils bzw. Werkstücks zu vermessen; die Antastelemente dienen zur taktilen Erfassung der Bauteiloberfläche. Die Antastelemente haben an der Kontaktstelle mit dem zu vermessenden Bauteil meist kugel- bzw. radienförmige Geometrieelemente. Zum gattungsgemäßen Verfahren wird auf die DE 10 2007 019 833 B4 Bezug genommen.Probe elements, ie probes are used in a method of the generic type to measure surfaces or contours of a component or workpiece; the probes are used for tactile detection of the component surface. The probing elements usually have spherical or radii-like geometric elements at the point of contact with the component to be measured. The generic method is based on the DE 10 2007 019 833 B4 Referenced.

Die Antastelemente haben allerdings Formfehler, die bei der Vermessung von Werkstücken nicht vernachlässigbar sind. Weiterhin tritt infolge der Reibung zwischen Messtaster und Werkstück eine Biegung der Antastelemente auf, was gleichermaßen nicht vernachlässigbar ist.However, the probes have shape errors that are not negligible when measuring workpieces. Furthermore occurs due to the friction between the probe and workpiece bending of the probing elements, which is equally not negligible.

Um solche Fehler bzw. Effekte zu eliminieren, wird vor der eigentlichen Messung eine Kalibrierung durchgeführt. Hierbei können Kalibriermessungen mittels Elementen mit vernachlässigbar kleinen Fehlern oder mit Referenzflächen mit bekannten Geometriefehlern erfolgen. Über die Referenzgeometrie kann der Fehler der Tastspitze des Messtasters ermittelt werden. Die Kalibrierung erfolgt meist über eine dynamische Messung der Referenzgeometrie.To eliminate such errors or effects, a calibration is performed before the actual measurement. Here, calibration measurements can be made by means of elements with negligible errors or with reference surfaces with known geometrical errors. The error of the probe tip of the probe can be determined via the reference geometry. The calibration is usually done via a dynamic measurement of the reference geometry.

Hiermit können diverse Fehler erfasst und dann bei der eigentlichen Vermessung des Werkstücks eliminiert werden. Hier sind insbesondere Formabweichungen der Tastspitze des Messtasters zu nennen, die über die Kalibrierung erfasst und dann eliminiert werden können. Weiterhin können Biegeeffekte berücksichtigt werden, die durch die Reibung zwischen dem Tastelement und der Oberfläche entstehen. Bei der Kalibrierung des Messtasters wird dieser daher zumeist über eine kugelförmige (konvexe) Oberfläche geführt und daraus die Formabweichungen der Tastspitze ermittelt.This can be detected various errors and then eliminated during the actual measurement of the workpiece. In particular, form deviations of the stylus tip of the probe are to be mentioned, which can be detected by the calibration and then eliminated. Furthermore, bending effects caused by the friction between the probe element and the surface can be taken into account. During the calibration of the probe, it is therefore usually guided over a spherical (convex) surface and the shape deviations of the stylus tip are determined therefrom.

Durch die Kalibriermessung wird eine softwaremäßige Fehlerkompensation bei der eigentlichen Messung möglich, wobei beispielsweise eine Formfehlerkurve als Tabelle hinterlegt und bei der Vermessung des Werkstücks berücksichtigt wird. Demgemäß werden die per Kalibrierung ermittelten Fehler am jeweiligen Antastpunkt per Rechnung kompensiert.By means of the calibration measurement, a software-based error compensation in the actual measurement is possible, for example, a shape error curve is stored as a table and taken into account in the measurement of the workpiece. Accordingly, the errors determined by calibration at the respective touch point are compensated by calculation.

Ein Problem besteht darin, dass die Richtung der Biegeeffekte abhängig von der Kontaktsituation zwischen Messtaster und Werkstück variieren. Wenn an einer vermessenen (konvexe) Kugelform, die als Referenzgeometrie zumeist zum Einsatz kommt, die Fehler der Tastspitze ermittelt werden, später am zu vermessenden Werkstück indes konkave Abschnitte gemessen werden, wirken die Biegeeffekte an der Tastspitze im Vergleich mit der Kalibriermessung genau in die entgegengesetzte Richtung, in der die Tastspitzenfehler ermittelt wurden. Dies bedeutet eine erhöhte Messunsicherheit und einen Verlust in der Genauigkeit der Messung. Analoges gilt, wenn die Fehlerermittlung der Tastspitze an einer konkaven Referenzgeometrie erfolgt. Daher besteht in der Praxis stets eine erhöhte Messunsicherheit, wenn eine Kalibrierung mit konvexer Referenzgeometrie auf eine konkave Messung am Werkstück trifft und umgekehrt.One problem is that the direction of the bending effects varies depending on the contact position between the probe and the workpiece. If the errors of the probe tip are determined on a measured (convex) spherical shape, which is mostly used as the reference geometry, but later concave sections are measured on the workpiece to be measured, the bending effects on the probe tip act exactly in the opposite direction compared to the calibration measurement Direction in which the stylus tip errors were determined. This means an increased measurement uncertainty and a loss in the accuracy of the measurement. The same applies if the fault detection of the probe tip is performed on a concave reference geometry. Therefore, there is always an increased measurement uncertainty in practice when a calibration with convex reference geometry meets a concave measurement on the workpiece and vice versa.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, mit dem es möglich ist, die genannte Problematik zu eliminieren. Demgemäß soll unabhängig von der Form des Werkstücks, d. h. ob konkav oder konvex geformt, stets eine präzise Fehlerkompensation erfolgen können, insbesondere was die Fehler aufgrund der Biegung des Messtasters anbelangt. Die Genauigkeit der Messung soll somit verbessert werden.The invention is therefore based on the object to provide a generic method, with which it is possible to eliminate the aforementioned problem. Accordingly, regardless of the shape of the workpiece, i. H. whether concave or convex, precise error compensation can always be made, especially as regards the errors due to the probe deflection. The accuracy of the measurement should thus be improved.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Verfahren die Schritte aufweist:

  • a) Durchführung der Kalibrierung des Messtasters anhand mindestens eines ersten Abschnitts der Referenzgeometrie, wobei der erste Abschnitt eine zumindest abschnittsweise konvexe Oberfläche aufweist und wobei zumindest über einen Bereich des ersten Abschnitts für gemessene Auslenkungen des Messtasters zugehörige Daten für die Steigung der Oberfläche des ersten Abschnitts gespeichert werden, sowie Durchführung der Kalibrierung des Messtasters anhand mindestens eines zweiten Abschnitts der Referenzgeometrie, wobei der zweite Abschnitt eine zumindest abschnittsweise konkave Oberfläche aufweist und wobei zumindest über einen Bereich des zweiten Abschnitts für gemessene Auslenkungen des Messtasters zugehörige Daten für die Steigung der Oberfläche des zweiten Abschnitts gespeichert werden;
  • b) Durchführung der Vermessung der Oberfläche des Bauteils mittels des Messtasters, wobei zumindest in einem Abschnitt der Oberfläche des Bauteils die aktuelle Steigung der Oberfläche bestimmt und die korrespondierenden unter Schritt a) ermittelten Kalibrierdaten für die jeweilige Steigung bei der Berücksichtigung des systematischen Messfehlers zugrunde gelegt werden.
The solution of this problem by the invention is characterized in that the method comprises the steps:
  • a) carrying out the calibration of the probe on the basis of at least a first portion of the reference geometry, wherein the first portion has an at least partially convex surface and stored at least over a portion of the first section for measured deflections of the probe associated data for the slope of the surface of the first section and performing calibration of the probe using at least a second portion of the reference geometry, wherein the second portion has an at least partially concave surface and wherein at least over a portion of the second portion for measured displacements of the probe associated data for the slope of the surface of the second portion get saved;
  • b) performing the measurement of the surface of the component by means of the probe, wherein at least in a portion of the surface of the component, the current slope of the Surface determined and the corresponding determined under step a) calibration data for the respective slope in the consideration of the systematic measurement error are taken as the basis.

Der erste Abschnitt der Referenzgeometrie umfasst dabei bevorzugt eine im Schnitt halbkreisförmige oder halbkugelförmige Kontur. Auch der zweite Abschnitt der Referenzgeometrie umfasst bevorzugt eine im Schnitt halbkreisförmige oder halbkugelförmige Kontur.The first section of the reference geometry preferably comprises a semi-circular or hemispherical contour in section. Also, the second portion of the reference geometry preferably comprises a semi-circular or hemispherical contour in the section.

Die Durchführung der Kalibrierung des Messtasters gemäß obigem Schritt a) erfolgt weiterhin bevorzugt mittels mindestens eines rampenförmigen Abschnitts, wobei für gemessene Auslenkungen des Messtasters die zur Rampe zugehörige Steigung der Oberfläche des Abschnitts gespeichert wird.Carrying out the calibration of the probe in accordance with the above step a) is furthermore preferably carried out by means of at least one ramp-shaped section, wherein the slope of the surface of the section associated with the ramp is stored for measured deflections of the probe.

Der Messtaster wird bevorzugt bei der Kalibrierung und bei der Vermessung relativ zur Oberfläche der Referenzgeometrie bzw. des Bauteils bewegt, wobei die Steigung in einer Ebene gemessen wird, in der die Vertikale und die relative Bewegungsrichtung liegen. Die Steigung der Oberfläche der Referenzgeometrie bzw. des Bauteils wird dabei vorzugsweise bestimmt, indem die Differenz ermittelt wird, die sich in Richtung der Vertikalen ergibt, wenn der Messtasters die Oberfläche an zwei benachbarten Punkten kontaktiert, wobei diese Differenz ins Verhältnis zur Differenz der beiden Punkte in Bewegungsrichtung gesetzt wird.The probe is preferably moved during calibration and during the measurement relative to the surface of the reference geometry or the component, wherein the slope is measured in a plane in which lie the vertical and the relative direction of movement. The slope of the surface of the reference geometry or the component is thereby preferably determined by determining the difference that results in the direction of the vertical, when the probe contacts the surface at two adjacent points, this difference in relation to the difference between the two points is set in the direction of movement.

Weiterhin ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass bei der Durchführung der Vermessung der Oberfläche des Bauteils gemäß obigem Schritt b) die aktuelle Krümmung der Oberfläche bestimmt und die korrespondierenden unter obigem Schritt a) für eine konvexe oder eine konkave Oberfläche ermittelten Kalibrierdaten zugrunde gelegt werden. Die Ermittlung der Krümmung kann dabei erfolgen, indem über die Bewegungsrichtung mehrere Messungen der vertikalen Lage der Oberfläche erfolgen und hieraus die Krümmung bestimmt wird.Furthermore, it is provided according to a development that when performing the measurement of the surface of the component according to the above step b) determines the current curvature of the surface and the corresponding under above step a) for a convex or a concave surface determined calibration data are used. The determination of the curvature can be effected by taking several measurements of the vertical position of the surface over the direction of movement and from this the curvature is determined.

Demgemäß betrifft die Erfindung ein taktiles Messverfahren, das eine Kalibrierung umfasst; mit dem Verfahren können über eine dynamische Prüfung die Konturen und/oder die Rauheiten eines Bauteils bzw. Werkstücks vermessen werden.Accordingly, the invention relates to a tactile measurement method comprising a calibration; With the method, the contours and / or the roughness of a component or workpiece can be measured via a dynamic test.

Die Kalibrierung des Tastelements erfolgt also an einem konkav-konvex-Normal, wodurch beide Fehlerrichtungen erfasst werden; ferner erfolgt eine Berücksichtigung der entsprechenden Abweichungen bei der rechnerischen Fehlerkompensation der Tastspitze.The calibration of the probe element thus takes place on a concave-convex-normal, whereby both error directions are detected; Furthermore, a consideration of the corresponding deviations in the computational error compensation of the probe tip takes place.

Die Fehlerkorrektur-Software kann aufgrund der obigen Vorgehensweise erkennen, ob es sich beim der Werkstückoberfläche um ein konvexes oder konkaves Geometrieelement handelt (dies erfolgt durch die Ermittlung der Steigung oder eines Best-Fit-Radius) und wendet dann die entsprechend passende Fehlerkompensation an. Analog gilt das für steigende und fallende winkeligen Flächen (Rampen).The error correction software can detect, based on the above procedure, whether the workpiece surface is a convex or concave feature (this is done by determining the slope or a best-fit radius) and then applying the appropriate error compensation. The same applies to rising and falling angular surfaces (ramps).

Prinzipiell können als Referenzgeometrien für die Kalibrierung marktübliche Geometrienormale mit entsprechend hoher Güte verwendet werden, da diese alle notwendigen Basisgeometrien enthalten. In diesem Zusammenhang wird auf Konturennormale nach VDI/VDE Richtlinie 2629, Blatt 1 , Bezug genommen.In principle, commercially available standard geometries with correspondingly high quality can be used as reference geometries for the calibration since they contain all the necessary basic geometries. In this context, we will look for contour standards VDI / VDE guideline 2629, sheet 1 , Referenced.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawings, an embodiment of the invention is shown. Show it:

1 schematisch die Seitenansicht eines Konturennormals mit einer Referenzfläche während des Kalibriervorgangs eines Messtasters einer Messmaschine, 1 1 is a schematic side view of a contour standard with a reference surface during the calibration process of a measuring probe of a measuring machine;

2 schematisch in der Seitenansicht eine vergrößerte Darstellung des Kontaktbereichs des Messtasters mit einer konvexen Referenzfläche und 2 schematically in side view an enlarged view of the contact area of the probe with a convex reference surface and

3 schematisch die Seitenansicht eines zu vermessenden Werkstücks und eines Messtasters während der Messung. 3 schematically shows the side view of a workpiece to be measured and a probe during the measurement.

In 1 ist ein Kalibriernormal skizziert, das eine Referenzgeometrie 4 aufweist. Das Kalibriernormal weist einen ersten Abschnitt 5 mit einer konvexen Referenzgeometrie sowie einen zweiten Abschnitt 6 mit einer konkaven Referenzgeometrie auf. Die beiden Abschnitte 5 und 6 haben in einem Schnitt, wie er aus 1 hervorgeht, eine halbkreisförmige Gestalt und einen gewissen definierten Radius. Daneben sind noch weitere halbkreisförmige bzw. kreisabschnittsförmige Abschnitte 5' und 6' mit geringerem Radius vorhanden. Die Referenzgeometrie 4 weist weiterhin noch rampenförmige, d. h. im dargestellten Schnitt lineare Abschnitte 7 und 8 auf.In 1 is a calibration standard outlined, which is a reference geometry 4 having. The calibration standard has a first section 5 with a convex reference geometry and a second section 6 with a concave reference geometry. The two sections 5 and 6 have in a cut how he look 1 shows a semicircular shape and a certain defined radius. In addition, there are other semicircular or circular section-shaped sections 5 ' and 6 ' with a smaller radius available. The reference geometry 4 still has ramp-shaped, ie linear sections in the illustrated section 7 and 8th on.

Die Referenzgeometrie 4 wird jedenfalls abschnittsweise von einem Messtaster 3 abgefahren, der Bestandteil einer nicht weiter dargestellten Messmaschine ist. Die relative translatorische Bewegung zwischen Messtaster 3 und Referenzgeometrie 4 ist mit T angegeben, die hier der horizontalen Richtung entspricht; die Vertikale ist mit V angegeben.The reference geometry 4 in any case, in sections, by a probe 3 departed, which is part of a measuring machine, not shown. The relative translational movement between the probe 3 and reference geometry 4 is indicated by T, which here corresponds to the horizontal direction; the vertical is indicated by V.

Die Referenzgeometrie 4 wird im Rahmen eines Kalibriervorgangs vom Messtaster 3 abgefahren. Hierbei ist konkret vorgesehen, dass die Kalibrierung des Messtasters 3 zunächst anhand des ersten konvexen Abschnitts 5 der Referenzgeometrie 4 erfolgt; wesentlich ist hierbei, dass über den Verlauf des ersten Abschnitts 5 für gemessene Auslenkungen des Messtasters 3 auch die zugehörigen Daten für die Steigung (s. hierzu 2) der Oberfläche des ersten Abschnitts 5 gespeichert werden. Analog gilt für die Kalibrierung des Messtasters 3 anhand des zweiten konkaven Abschnitts 6 der Referenzgeometrie 4, dass über den Bereich des zweiten Abschnitts 6 für gemessene Auslenkungen des Messtasters 3 die zugehörigen Daten für die Steigung der Oberfläche des zweiten Abschnitts 6 gespeichert werden.The reference geometry 4 is used as part of a calibration procedure by the probe 3 left. It is specifically provided that the calibration of the probe 3 first on the basis of the first convex section 5 the reference geometry 4 he follows; essential here is that over the course of the first section 5 for measured deflections of the probe 3 also the associated data for the slope (see 2 ) of the surface of the first section 5 get saved. Analog applies to the calibration of the probe 3 on the basis of the second concave section 6 the reference geometry 4 that over the area of the second section 6 for measured deflections of the probe 3 the associated data for the slope of the surface of the second section 6 get saved.

Während der Messtaster 3 also relativ zur Referenzgeometrie 4 und den Abschnitten 5, 6, aber gegebenenfalls auch über die Abschnitte 5' und 6' sowie 7 und 8, in Bewegungsrichtung T verfahren wird, wird im Kontaktbereich zwischen der Messspitze des Messtasters 3 und der Oberfläche der jeweiligen Bereiche die Steigung ermittelt und gespeichert. Dies ist in 2 illustriert.During the probe 3 So relative to the reference geometry 4 and the sections 5 . 6 , but possibly also over the sections 5 ' and 6 ' such as 7 and 8th , is moved in direction T, is in the contact area between the probe tip of the probe 3 and the slope of the surface of the respective areas is determined and stored. This is in 2 illustrated.

Wird hiernach – wie dargestellt – die Oberfläche des (konvexen) Abschnitts 5 von der Spitze des Messtasters 3 abgefahren, können die Daten an zwei benachbarten Punkten P1 und P2 miteinander verglichen werden. Demgemäß ergibt sich beim Fortschreiten in Bewegungsrichtung T ein Differenzbetrag ΔT, zu dem ein korrespondierender Betrag ΔV gehört, der in Richtung der Vertikalen gemessen wird. Die Steigung t ergibt sich aus dem Quotienten ΔV/ΔT.Afterwards, as shown, the surface of the (convex) section 5 from the tip of the probe 3 traced, the data at two adjacent points P 1 and P 2 can be compared. Accordingly, when proceeding in the direction of movement T, a difference ΔT is obtained, to which a corresponding amount ΔV measured in the direction of the vertical belongs. The slope t results from the quotient ΔV / ΔT.

Bei feinerer Vermessung des genannten Bereichs und Zugrundelegung mehrerer Punkte als der beiden genannten Punkte P1 und P2 kann auf diese Weise im Übrigen auch die Krümmung im Kontaktbereich zwischen dem Messtaster 3 und dem Abschnitt 5 bestimmt werden.For a finer measurement of said area and taking several points as the two aforementioned points P 1 and P 2 in this way, moreover, the curvature in the contact area between the probe 3 and the section 5 be determined.

Beides, d. h. die Steigung und die Krümmung, kann beim Kalibrieren gespeichert werden.Both, d. H. the slope and the curvature can be saved during calibration.

Demgemäß liegt am Ende des Kalibriervorgangs eine softwaremäßig bereitgestellte Tabelle vor, die Auskunft darüber gibt, welche Korrekturdaten bei welcher Steigung und ggf. bei welcher Krümmung der späteren Messung zugrundegelegt werden müssen, um systematische Fehler auszugleichen, die einerseits durch die Form der Spitze des Messtasters und andererseits durch die Biegung des Messtasters infolge der Krümmung der Oberfläche (konkav oder konvex) hervorgerufen werden.Accordingly, at the end of the calibration process, a table provided by software is available, which provides information about which correction data must be used for which slope and possibly at which curvature of the later measurement in order to compensate for systematic errors caused on the one hand by the shape of the tip of the probe and on the other hand caused by the bending of the probe due to the curvature of the surface (concave or convex).

Anschließend erfolgt – wie in 3 dargestellt – die Vermessung der Oberfläche 1 des Bauteils 2 mittels des Messtasters 3.Then done - as in 3 shown - the measurement of the surface 1 of the component 2 by means of the probe 3 ,

Hierbei werden im jeweils zu vermessenden Abschnitt der Oberfläche 1 des Bauteils 2 die aktuelle Steigung t der Oberfläche 1 bestimmt und die korrespondierenden vorab bestimmten Kalibrierdaten für die jeweilige Steigung t und die jeweilige Krümmung (konkav oder konvex) bei der Berücksichtigung des systematischen Messfehlers zugrunde gelegt.In this case, in each section of the surface to be measured 1 of the component 2 the current slope t of the surface 1 determined and based on the corresponding predetermined calibration data for the respective slope t and the respective curvature (concave or convex) in the consideration of the systematic measurement error.

Demgemäß kann mit erhöhter Genauigkeit vermessen werden, da unterschiedliche Biegungen des Messtasters infolge einer entweder konkaven oder konvexen Oberfläche herausgerechnet werden können.Accordingly, can be measured with increased accuracy, since different bends of the probe can be deducted due to either a concave or convex surface.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Oberfläche des BauteilsSurface of the component
22
Bauteilcomponent
33
Messtasterprobe
44
Referenzgeometriereference geometry
55
erster Abschnitt der Referenzgeometrie (konvex)first section of the reference geometry (convex)
5'5 '
weiterer Abschnitt der Referenzgeometrie (konvex)further section of the reference geometry (convex)
66
zweiter Abschnitt der Referenzgeometrie (konkav)second section of the reference geometry (concave)
6'6 '
weiterer Abschnitt der Referenzgeometrie (konkav)further section of the reference geometry (concave)
77
rampenförmiger Abschnittramp-shaped section
88th
rampenförmiger Abschnittramp-shaped section
tt
Steigungpitch
VV
Vertikalevertical
TT
relative Bewegungsrichtungrelative direction of movement
ΔV.DELTA.V
Differenz in Richtung der VertikalenDifference in the direction of the vertical
ΔT.DELTA.T
Differenz in BewegungsrichtungDifference in direction of movement
P1 P 1
erster Punktfirst point
P2 P 2
zweiter Punktsecond point

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007019833 B4 [0002] DE 102007019833 B4 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • VDI/VDE Richtlinie 2629, Blatt 1 [0017] VDI / VDE guideline 2629, sheet 1 [0017]

Claims (7)

Verfahren zur Messung einer Oberfläche (1) eines Bauteils (2) mittels eines taktilen Messtasters (3) in einer Messmaschine, bei dem zunächst eine Kalibrierung des Messtasters (3) anhand einer nichtebenen Referenzgeometrie (4) erfolgt und dann die Vermessung des Bauteils (2) unter Berücksichtigung systematischer Messfehler erfolgt, die bei der Kalibrierung anhand der Referenzgeometrie (4) gewonnen wurden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: a) Durchführung der Kalibrierung des Messtasters (3) anhand mindestens eines ersten Abschnitts (5) der Referenzgeometrie (4), wobei der erste Abschnitt (5) eine zumindest abschnittsweise konvexe Oberfläche aufweist und wobei zumindest über einen Bereich des ersten Abschnitts (5) für gemessene Auslenkungen des Messtasters (3) zugehörige Daten für die Steigung (t) der Oberfläche des ersten Abschnitts (5) gespeichert werden, sowie Durchführung der Kalibrierung des Messtasters (3) anhand mindestens eines zweiten Abschnitts (6) der Referenzgeometrie (4), wobei der zweite Abschnitt (6) eine zumindest abschnittsweise konkave Oberfläche aufweist und wobei zumindest über einen Bereich des zweiten Abschnitts (6) für gemessene Auslenkungen des Messtasters (3) zugehörige Daten für die Steigung (t) der Oberfläche des zweiten Abschnitts (6) gespeichert werden; b) Durchführung der Vermessung der Oberfläche (1) des Bauteils (2) mittels des Messtasters (3), wobei zumindest in einem Abschnitt der Oberfläche (1) des Bauteils (2) die aktuelle Steigung (t) der Oberfläche (1) bestimmt und die korrespondierenden unter Schritt a) ermittelten Kalibrierdaten für die jeweilige Steigung (t) bei der Berücksichtigung des systematischen Messfehlers zugrunde gelegt werden.Method for measuring a surface ( 1 ) of a component ( 2 ) by means of a tactile probe ( 3 ) in a measuring machine, in which first a calibration of the measuring probe ( 3 ) using a non-planar reference geometry ( 4 ) and then the measurement of the component ( 2 ) taking account of systematic measurement errors which, during the calibration, are based on the reference geometry ( 4 ), characterized in that the method comprises the steps of: a) carrying out the calibration of the measuring probe ( 3 ) based on at least a first section ( 5 ) of the reference geometry ( 4 ), the first section ( 5 ) has an at least partially convex surface and wherein at least over a region of the first section ( 5 ) for measured deflections of the probe ( 3 ) associated data for the slope (t) of the surface of the first section ( 5 ) and performing the calibration of the probe ( 3 ) based on at least a second section ( 6 ) of the reference geometry ( 4 ), the second section ( 6 ) has an at least partially concave surface and wherein at least over a region of the second portion ( 6 ) for measured deflections of the probe ( 3 ) associated data for the slope (t) of the surface of the second section ( 6 ) get saved; b) carrying out the measurement of the surface ( 1 ) of the component ( 2 ) by means of the probe ( 3 ), wherein at least in a portion of the surface ( 1 ) of the component ( 2 ) the current slope (t) of the surface ( 1 ) and the corresponding calibration data for the respective gradient (t) ascertained under step a) are taken as the basis for the consideration of the systematic measurement error. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (5) der Referenzgeometrie (4) eine im Schnitt halbkreisförmige oder halbkugelförmige Kontur umfasst.Method according to claim 1, characterized in that the first section ( 5 ) of the reference geometry ( 4 ) comprises a semi-circular or hemispherical contour in the section. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (6) der Referenzgeometrie (4) eine im Schnitt halbkreisförmige oder halbkugelförmige Kontur umfasst.Method according to claim 1, characterized in that the second section ( 6 ) of the reference geometry ( 4 ) comprises a semi-circular or hemispherical contour in the section. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung der Kalibrierung des Messtasters (3) gemäß Schritt a) von Anspruch 1 weiterhin mittels mindestens eines rampenförmigen Abschnitts (7, 8) erfolgt, wobei für gemessene Auslenkungen des Messtasters (3) die zur Rampe zugehörige Steigung (t) der Oberfläche des Abschnitts (7, 8) gespeichert wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the implementation of the calibration of the probe ( 3 ) according to step a) of claim 1, further by means of at least one ramp-shaped section ( 7 . 8th ), whereby for measured deflections of the measuring probe ( 3 ) the ramp associated slope (t) of the surface of the section ( 7 . 8th ) is stored. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messtaster (3) bei der Kalibrierung und bei der Vermessung relativ zur Oberfläche der Referenzgeometrie (4) bzw. des Bauteils (2) bewegt wird, wobei die Steigung (t) in einer Ebene gemessen wird, in der die Vertikale (V) und die relative Bewegungsrichtung (T) liegen.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the probe ( 3 ) during calibration and measurement relative to the surface of the reference geometry ( 4 ) or the component ( 2 ) is measured, wherein the slope (t) is measured in a plane in which the vertical (V) and the relative direction of movement (T) lie. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung (t) der Oberfläche der Referenzgeometrie (4) bzw. des Bauteils (2) bestimmt wird, indem die Differenz (ΔV) ermittelt wird, die sich in Richtung der Vertikalen (V) ergibt, wenn der Messtasters (3) die Oberfläche an zwei benachbarten Punkten (P1, P2) kontaktiert, wobei diese Differenz (ΔV) ins Verhältnis gesetzt wird zur Differenz (ΔT) der beiden Punkte (P1, P2) in Bewegungsrichtung (T).Method according to claim 5, characterized in that the slope (t) of the surface of the reference geometry ( 4 ) or the component ( 2 ) is determined by determining the difference (ΔV) that results in the direction of the vertical (V) when the probe ( 3 ) contacts the surface at two adjacent points (P 1 , P 2 ), this difference (ΔV) being related to the difference (ΔT) of the two points (P 1 , P 2 ) in the direction of movement (T). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Durchführung der Vermessung der Oberfläche (1) des Bauteils (2) gemäß Schritt b) von Anspruch 1 die aktuelle Krümmung der Oberfläche (1) bestimmt und die korrespondierenden unter Schritt a) von Anspruch 1 für eine konvexe oder eine konkave Oberfläche ermittelten Kalibrierdaten zugrunde gelegt werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that when carrying out the measurement of the surface ( 1 ) of the component ( 2 ) according to step b) of claim 1, the current curvature of the surface ( 1 ) and the corresponding calibration data determined under step a) of claim 1 for a convex or a concave surface.
DE102014008903.7A 2014-06-14 2014-06-14 Method for measuring a surface of a component by means of a tactile measuring probe Pending DE102014008903A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014008903.7A DE102014008903A1 (en) 2014-06-14 2014-06-14 Method for measuring a surface of a component by means of a tactile measuring probe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014008903.7A DE102014008903A1 (en) 2014-06-14 2014-06-14 Method for measuring a surface of a component by means of a tactile measuring probe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014008903A1 true DE102014008903A1 (en) 2015-12-17

Family

ID=54706095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014008903.7A Pending DE102014008903A1 (en) 2014-06-14 2014-06-14 Method for measuring a surface of a component by means of a tactile measuring probe

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014008903A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021000470A1 (en) 2021-01-27 2022-07-28 dim - Dienste industrielle Messtechnik GmbH Metrological comparison device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283630A (en) * 1991-02-04 1994-02-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Error correcting method for measuring object surface using three-dimension measuring apparatus
DE102011050036B4 (en) * 2011-05-02 2012-01-19 Carl Mahr Holding Gmbh Contour normal with rotationally symmetrical calibration range, use of the standard and method for calibrating and / or monitoring a contour measuring device
DE102007019833B4 (en) 2007-04-25 2012-12-13 T & S Gesellschaft für Längenprüftechnik mbH Touch probe for measuring a surface of a workpiece
GB2499660A (en) * 2012-02-27 2013-08-28 Taylor Hobson Ltd Surface measurement apparatus and calibration method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283630A (en) * 1991-02-04 1994-02-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Error correcting method for measuring object surface using three-dimension measuring apparatus
DE102007019833B4 (en) 2007-04-25 2012-12-13 T & S Gesellschaft für Längenprüftechnik mbH Touch probe for measuring a surface of a workpiece
DE102011050036B4 (en) * 2011-05-02 2012-01-19 Carl Mahr Holding Gmbh Contour normal with rotationally symmetrical calibration range, use of the standard and method for calibrating and / or monitoring a contour measuring device
GB2499660A (en) * 2012-02-27 2013-08-28 Taylor Hobson Ltd Surface measurement apparatus and calibration method

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Norm VDI/VDE 2629-1 2008-04-00. Genauigkeit von Konturenmessgeräten - Kenngröße und deren Prüfung - Blatt 1: Annahmeprüfung und Bestätigungsprüfung für Konturenmessgeräte nach dem taktilen Tastschnittverfahren *
Norm VDI/VDE 2629-1 2008-04-00. Genauigkeit von Konturenmessgeräten – Kenngröße und deren Prüfung – Blatt 1: Annahmeprüfung und Bestätigungsprüfung für Konturenmessgeräte nach dem taktilen Tastschnittverfahren
VDI/VDE Richtlinie 2629, Blatt 1

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021000470A1 (en) 2021-01-27 2022-07-28 dim - Dienste industrielle Messtechnik GmbH Metrological comparison device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2844953B1 (en) Method for determining the axis of a turntable of a coordinate measuring device
EP2201328B1 (en) Method for correcting the measured values of a coordinate measurement device, and coordinate measurement device
EP2776785B1 (en) Preparing a tactile probing coordinate measuring machine for operation
EP3262471B1 (en) Method for correcting a predetermined cutting path for cutting a sheet metal blank
DE3150977A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING AND CORRECTING LEADERSHIP
EP1316777B2 (en) Method and device for the three dimensional measuring of workpieces on a machine tool
DE102008024444A1 (en) Method for calibrating coordinate measuring device with measuring head, involves arranging reference body in measuring volume relative to coordinate axis of coordinate measuring device which is to be calibrated
EP2112458B1 (en) Method and device for testing the dimensional accuracy of drum brake linings
DE102007011603A1 (en) Method for determining geometrical data of conical measuring object, involves determining six space coordinates on six different measuring points of measuring object with aid of coordination measuring device
WO2017054919A1 (en) Device for checking a martindale sample holder with an inserted sample, and arrangement comprising the apparatus and the sample holder
EP3314203A1 (en) Adapter element for assembling a rotational apparatus in the measurement space of a coordinate measuring machine
DE102012219417A1 (en) Method for determining coefficient of expansion of step gauge block for coordinate measuring device, involves determining coefficient of expansion of block based on block-distances, body-distances and temperature difference
DE102014008903A1 (en) Method for measuring a surface of a component by means of a tactile measuring probe
DE102011053117B4 (en) Method for calibrating a stylus of a coordinate measuring machine and for correcting measurement results
WO2006005311A1 (en) Measuring arrangement comprising a plurality of distance sensors, calibrating device therefor, and method for determining the topography of a surface
EP1893941B1 (en) Method and device for determining geometric parameters of a conical object to be measured
DE102012206655B4 (en) Method for determining the radial prestressing force between a sealing element and a component to be sealed and measuring element therefor
DE102019206797A1 (en) Method and device for determining a bevel property of a workpiece bevel and program
DE102020108407B4 (en) Calibration standard for geometry measurement of a tactile and/or optical measuring system, method for calibration and coordinate measuring machine
DE102012104017A1 (en) Method for testing of balls, involves providing final dimension testing device with upper scanning element and lower scanning element which are arranged to each other at distance in measuring direction
DE102008040921A1 (en) Reference body for testing of optical or tactile measuring sensors for surface measurement of measuring objects, has outer form realized by ring body at axis to form inner cylinder, where body exhibits recess adjacent to inner cylinder
DE102010011841B4 (en) Method for validating a measurement result of a coordinate measuring machine
DE102019121407A1 (en) METHOD FOR QUANTITATIVELY ASSESSING A QUALITY OF A MACHINED SURFACE
DE102019004376A1 (en) Measuring apparatus and measuring method
DE102020103500A1 (en) Method and device for measuring the roughness and waviness of a surface of a workpiece

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication