专利名称：用于检测多坐标测量仪中探头元件位置的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及权利要求1前序部分所述类型的装置。
背景技术：
相当于上述类型装置的有DE 43 45 094 C2公开的形状误差测量机，它具有自身的，与机床的导轨装置和调整装置分开的参照系，用于导轨的轨迹校正，参照系包括尺寸精确的长标准件，与移动滑架的各坐标轴平行设置，并由可在导轨装置上移动的部件连续扫描。参照系这样设置，使其几何形状长时间稳定和很少取决于温度。然而，为取得所要求的测量精度所发生的费用，在公开的这种形状误差测量机上相当可观，确切地说，无论是在仪器制造费用方面还是测量技术费用方面。即参照系由各自在横截面上构成矩形成型轨的三个标准件组成，它们在两个彼此相邻的侧面上携带扫描轨。第一标准件支承在床身上。第二标准件固定在立柱的端面上，此外在一端上具有角铁，与第一标准件的扫描轨搭接，从而第二标准件与第一标准件连接。与此相应，第三标准件与第二标准件连接。在三个标准件之间的两个连接部位上，各自具有多个传感器，按位置和方向确定连接部位上两个标准件之间的相对运动。传感器通到计算机，后者从中为测量结果或者为探头元件的空间位置计算出相应的校正值。通过这种结构据称可以使这种公开的形状误差测量机取得比带有极其刚性床身的形状误差测量机更好的动态性能和更短的拆装时间和测量时间，后者的床身通常由花岗岩制成，上面通过移动滑架支承或者实心结构的或者沉重的铸造结构或者钢焊接结构的立柱。
DE 31 50 977 A1公开了用于确定和校正机床移动部件导向误差的方法和装置。在此方面，确定机床部件重要的导向误差，通过储存在机器计算机内的校正功能求出近似值。在后续的测量中，借助于校正功能对坐标测量装置有误差的结果进行修正。与滑架的导轨平行延伸的棱形参照标准件在第一和第二面上携带直线栅格，其中一个是二维的。位置测量系统用于确定与滑架固定连接的支架的空间位置，支架上装有读数头并在参照标准件上移动。读数头或者支架为此直接安装在参照标准件的面上。所以支架必然与由此构成机械导轨的参照标准件接触，这在原则上是缺陷。
WO 99/17073公开了一种装置，用于确定两个物体在第一二维移动的基本运动时相对运动的六个成分。物体为具有二维栅格刻度的板和一个元件，该元件具有与板平行的平面和作为读数头的多个栅格。该元件这样接近板，使栅格通过对反射光强度变化的分析，确定X-和Y-方向上与板平行的相对移动。为确定元件和板之间的距离，至少具有三个距离确定装置，它们为电容式，感应式或者作为度规构成。该装置要求在一个物体上设置带有二维栅格刻度的扁平的标准件，以及在另一个物体上具有与扁平的标准件平行的平面。
GB 2 034 880 A公开了一种装置，专门用于实施二维的线性测量。为此，二维导轨上的滑座还可在基面上移动。所要测量的物体可安装在滑座的一个平面上。平面的底面携带由彼此直角设置的平行线构成的第一栅格。平面的上面设置试探器。在滑座下面的基面上设置两个读数头，以确定滑座在两个垂直方向上的运动。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种减少结构方面和测量技术方面费用的上述类型的装置。
该目的依据本发明通过具有权利要求1所述特征的装置得以实现。
在依据本发明的装置中，第二标准件可参照第一标准件二维移动。由此与带有一维标准件的坐标测量仪相比得到大大简化，因为省去了第三标准件和多个传感器。因为在标准件之间的每个连接部位上都会产生测量误差，所以随着减少连接部位，提高了测量精度。在此方面，参照第一标准件确定第二标准件空间位置的第一位置测量系统这样工作和设置，使坐标测量仪机械结构的微小变化不会对其测量精度产生影响。探头元件最好与参照第二标准件检测其空间位置的多坐标测量仪的一部分相对应。依据本发明的装置提供了这种可能性，即构成从第一标准件通过第二标准件直至探头元件的连续测量链。可能会造成测量结果失真的任何机械力都不会传递到标准件上。与机械导轨质量和多坐标轴测量仪线性轴的可重复性无关，利用依据本发明的装置可以达到很小的测量误差，因为在每个时间点上探头元件在空间上，因此也是相对于测量对象的精确位置是已知的。因此，对于三个彼此垂直设置的线性坐标轴出现的所有误差，例如直线性误差，长度误差和倾斜误差，也不需要计算上的轨迹校正。通过装置与多坐标测量仪的整体化，可以接收不仅静态的，而且还有动态几何误差。作为依据本发明装置的基面，使用第一标准件，它作为设置有直线栅格的扁平标准件构成，直线栅格设置最好具有二维增量式测量系统的至少一个高精度相交栅格结构。扁平第一标准件的主面可以例如在XY-坐标方向上构成基准面。直线栅格设置在此方面作为X-和Y-坐标轴方向上的量具使用。然后扁平标准件主面上的垂直线确定Z-坐标方向。由此，扁平标准件构成多坐标测量仪上坐标系的基面。第二标准件相对于第一标准件的二维移动最好利用X-和Y-坐标方向的十字滑架进行。处于该十字滑架上的是Z-方向的坐标轴。
依据本发明装置具有优点的构成为从属权利要求的主题。
在依据本发明装置的一构成中，如果第一标准件的直线栅格设置具有二维直线栅格和一维直线栅格，那么可以避免直线栅格设置上可能造成附加费用的多余部分。
在依据本发明的另一构成中，如果第一位置测量系统具有至少第一读数头和与此相距的第二读数头，用于检测第一标准件的直线栅格设置，其中，第二标准件上的读数头与第一标准件的主面相对，那么可以精确检测第二标准件相对于第一标准件上的直线栅格设置的位置和角位置。为了检测XY-平面上的位置，甚至一个读数头就够了。通过使用设置为彼此相距确定的足够大的距离的两个读数头，还可以同时检测环绕Z-轴的角位置。
在依据本发明装置的另一构成中，如果在第一位置测量系统的两个读数头中，或者两个读数头都与第一标准件的二维直线栅格对应，或者一个读数头与一维直线栅格对应而另一个读数头与二维直线栅格对应，那么依据目的，位置测量系统可以以较少的或者更少的费用构成，因为与一维直线栅格对应的读数头比与二维直线栅格对应的读数头费用更低。
在依据本发明装置的另一构成中，如果第一位置测量系统具有三个设置在想象中的等边三角形角内的距离传感器，它们处于与第一标准件相对侧上的第二标准件上，那么可以相对于第一标准件的表面确定第二标准件的距离和角位置。为此，距离传感器彼此设置在确定的，足够大的距离内。通过这种结构，可以在由第一标准件确定的坐标系内确定第二标准件的位置和空间位置。
在依据本发明装置的另一构成中，如果在立柱上具有第二标准件，滑架可以沿立柱上的导轨移动，并且与滑架的导轨平行延伸，第二标准件最好为多边形横截面的棱形体，并在第一和第二面上具有二维直线栅格，并且具有位置测量系统，用于参照第二标准件确定可与滑架固定连接的或者与滑架整体化的支架的空间位置，那么第二标准件可与多坐标测量仪整体化，其中，通过非接触式检测第二标准件的二维直线栅格，可以与滑架的机械导轨质量和相关坐标轴的可重复性无关地达到很小的测量误差。利用依据本发明装置的这种构成，还可以检测垂直坐标轴上的所有误差，如直线性误差，长度误差和倾斜误差。
在依据本发明装置的另一构成中，第二位置测量系统具有-第三读数头和相距的第四读数头，它们设置在支架上并与第二标准件二维直线栅格的第一读数头对应，-设置在支架上的第五读数头，它与第二标准件的二维直线栅格的第二读数头对应，-第四距离传感器，用于检测支架和第二标准件具有二维直线栅格的面或者与此平行的面之间的距离，以及支架这样设置在滑架上，使支架在检测过程时不会与第二标准件产生接触，那么会达到特别小的测量误差，因为机械构件几何形状的变化对测量误差没有影响。可在垂直坐标轴上沿导轨移动的滑架的空间位置可以精确检测。第二标准件在此方面不作为第二位置测量系统的导轨使用，从而避免了由于接触引起的可能影响测量结果的力。优选地，第二标准件力根据受力与多坐标测量仪这样分开，使其保持不受轴承力和导轨力。因此，不管滑架的导轨是否存在何种程度的缺陷，通过第二位置测量系统获得的测量结果始终反映出支架参照第二标准件的实际位置。滑架的轨迹偏差就这样直接消失在测量过程中。
在依据本发明装置的一构成中，如果第一和第二面为第二标准件的两个彼此相对且相互平行的侧面，那么第二标准件可以是在横截面为矩形的，纵向延伸的线性体。因此可以按照特别简单的方式检测支架和与其连接的滑架参照第二标准件的位置和空间位置。
在依据本发明的另一构成中，如果第一和第二面为第二标准件的一个侧面和一个与该侧面成角度的端面，那么支架可以具有一种结构，它在某种用途上比上述依据本发明装置的构成中将两个二维直线栅格设置在两个相对且相互平行侧面上的情况更有针对性。
在依据本发明装置的另一构成中，如果在支架参照其读数头的确定位置上具有第四距离传感器，那么它可以确定其在与坐标轴成直角的方向上到具有第二标准件二维直线栅格的面之一的距离。通过将第三，第四和第五读数头和第四距离传感器设置在支架上精确确定的位置上，可以重复确定支架和与其连接的滑架的位置和空间位置。
在依据本发明装置的另一构成中，如果标准件和支架由温度不变的材料构成，那么可以消除温度对测量精度的影响。
在依据本发明装置的另一构成中，如果第二标准件设置在构成滑架导轨的两个相距纵导轨之间，那么第二标准件可以这样支承在多坐标测量仪沿垂直坐标轴设置的立柱上，从而根据这里所使用的测量值接收方式，同时检测立柱以及滑架导轨的尺寸变化或者位置。适合依据本发明装置的至少这种构成使用的公知的多坐标测量仪为在Verzahnungsmesszentren Klingelnberg公司2002年编号为1353/D/IO的产品说明书中推荐和介绍的Verzahnungsmesszentren Klingelnberg P65/P 100。
在依据本发明装置的另一构成中，如果第二标准件为纵向延伸的矩形板，那么它可以这样确定尺寸，使它可以设置为在滑架的相距纵导轨之间与导轨相同的高度上或者前移。
在依据本发明装置的另一构成中，如果支架在横截面上为U形，并在其两个U形柱上具有第三和第四或第五读数头，那么支架特别适合这样固定在滑架上，使读数头可以检测第二标准件的两个相对且相互平行面上的二维直线栅格。
在依据本发明装置的另一构成中，如果支架为角造型件，并在其两个柱上具有第三和第四或第五读数头，那么第二位置测量系统特别适合检测第二标准件在两个彼此成角度面上具有的直线栅格。
在依据本发明装置的另一构成中，如果第五读数头这样设置在支架上，使它参照第二标准件的纵向延伸，在与第三或者第四读数头相同的高度上处于其对面，那么两个读数头可以检测其在相对于第二标准件各自相对设置的相交栅格结构垂直坐标轴方向上和与此成直角方向上的位置。这三个读数头可以共同检测支架环绕垂直坐标轴和环绕两个与垂直坐标轴成直角的其他坐标轴的倒相。
在依据本发明装置的另一构成中，如果滑架支承有探头元件和第三位置测量系统的3D-测量系统，那么可以在探头元件位置和滑架之间产生直接联系。
在依据本发明装置的另一构成中，如果探头系统还具有通过悬臂式夹具直接与支架连接的其他读数头，那么在探头元件位置和支架之间可以产生直接联系。由此可以随时精确确定探头元件在通过第一标准件确定的坐标系中的位置。
在依据本发明装置的另一构成中，如果夹具由恒温材料构成，那么在测量链的该位置上也能消除温度对测量精度的影响。
下面借助附图对本发明的实施例作详细说明。其中图1示出依据本发明的装置的第一实施例的透视图；图2示出依据图1的装置的局部放大图；图3示出带有可选的第二位置测量系统的依据本发明的装置的第二实施例的局部放大图。
具体实施例方式
图1示出整体采用1标注的装置，用于直接检测探头元件2在多坐标轴测量仪中的空间位置，其中仅示出Z-立柱16和整体采用3标注的3D-探头系统。Z-立柱16代表图1上部示出的直角XYZ-坐标系的Z-轴。该图示出刚体具有的六个运动自由度，即三个移动自由度X，Y和Z和三个旋转自由度A，B和C。物体的空间位置通过这六个自由度完全描述出来。在这里所述情况下所要检测空间位置的物体，如所述的那样为探头元件2，其为3D-探头系统3的部件，下面还要详细介绍。所要检测的是探头元件2在包括X-，Y-和Z-方向的六个自由度方向上所有运动成分在内的所有运动。装置1具有参照系，在图1示出的实施例中，由第一标准件4和第二标准件24组成，与多坐标测量仪的X-和Y-轴或Z-轴对应。多坐标测量仪X-和Y-坐标方向上的轴为整体采用5标注的十字滑架。十字滑架5由X-滑架5a和Y-滑架5b组成。如图1所示，X-滑架5a在第一标准件4上可在X-方向上移动，Y-滑架5b在X-滑架5a上可在Y-方向上移动。第二标准件24因此借助于十字滑架5可相对于第一标准件4二维移动。
第一标准件4为扁平的标准件，带有在图1向上的主面13。在所示的实施例中为矩形板，固定在多坐标测量仪的床身6上。第一标准件4具有二维直线栅格设置7，其具有一维直线栅格7`和二维直线栅格7``。一维直线栅格7`也可以由二维直线栅格取代，其中，在这种情况下直线栅格设置7整体上仅由二维直线栅格组成。这种情况出于概览的原因在图1中没有示出。
Z-立柱16固定在十字滑架5的Y-滑架5b上，并与Y-滑架5a共同这样支承第二标准件24，使其与第一标准件4具有直线栅格设置7的主面13垂直设置。第二标准件24在包含Y-和Z-轴平面中的纵断面上为L形体，从顶视图上看具有三角形的底座8，其通过十字滑架5与第一标准件4平行并与其保持距离。
底座8支承整体采用10标注的第一位置测量系统，用于无接触式确定第二标准件24参照第一标准件4的空间位置。第一位置测量系统10具有第一增量式读数头9和第二增量式读数头11，用于检测第一标准件4的二维直线栅格7``或一维直线栅格7`，它们在第二标准件24的底座8上彼此相距地处于与第一标准件4的主面13相对的面上。此外，第一位置测量系统10还具有设置在设想的等边三角形角内的三个距离传感器17，18和19，它们在第二标准件24的底座8上处于与第一标准件4的主面13相对的面上。如果十字滑架5运动，那么距离传感器17，18，19在XY-平面上与第一标准件4平行以距其较小的距离运动。利用这三个距离传感器17，18，19检测第二标准件24相对于第一标准件4主面13的距离和角位置。利用两个读数头9和11检测XY-平面上第二标准件24相对于第一标准件4上设置的直线栅格设置7的位置和角位置。在图1中，第一位置测量系统10的两个读数头9，11中，读数头9与二维直线栅格7``对应，读数头11与一维直线栅格7`对应。但是也可以这样设置，使两个读数头9，11都与二维直线栅格7``对应。在这种情况下，图1中没有示出，二维直线栅格7``必须根据平面这样延长，使读数头9，11在十字滑架5的整个移动范围内保持在二维直线栅格7``的上面。为此目的，也可以简单地将一维直线栅格7`由其他二维直线栅格替代，如所述的那样，出于概览的原因没有示出。
Z-立柱16作为固定的，抗扭转的，纵向延伸的空腔体构成。在Z-立柱16上，滑架14可沿整体采用12标注的导轨移动。滑架14的导轨12由两个与Z-轴垂直相距的纵导轨12`，12``构成。滑架14具有两个平行的纵槽，可移动接受纵导轨12`或12``，还支承3D-探头系统3。
为检测探头元件2的空间位置，应检测滑架14的空间位置。在此方面，检测滑架14的空间位置的意思是，不仅要检测Z-坐标方向上的第一运动，而且也要检测空间上固体总共六个自由度方向上由于导向误差造成的其他所有的微小运动。为此使用整体采用20标注的第二位置测量系统。利用该系统可以参照第二标准件24确定通过U形件33与滑架14固定连接的支架22的空间位置。第二标准件24与滑架14的导轨12平行延伸并具有多边形横截面，在所示的实施例中为矩形横截面。第二标准件24与Z-轴平行和与滑架14平行，分别设置在与Z-立柱16和与滑架14的固定距离内。在所示的实施例中，第二标准件24为纵向延伸的矩形板，它在上面通过角铁25与Z-立柱16固定连接，下面通过两个角铁27a，27b与Y-滑架5b可移动连接。Y-滑架5b从它那面与Z-立柱16固定连接。第二标准件24与第一标准件4同样由恒温材料构成，以尽可能消除温度对确定滑架14以及探头元件2空间位置的影响。这里作为固定或移动连接介绍的角铁25，U形件33和角铁27a，27b仅用于说明，实践中可以由完全不同结构但等效的装置组成。
第二标准件24在第一面，这里为侧面28上和在第二面，这里为侧面30上，分别具有二维直线栅格29或31。第一和第二面因此在这里是构成第二标准件24的纵向延伸矩形板的纵侧面外的两个相对且相互平行的侧面。
第二位置测量系统20为检测第二标准件24的直线栅格29，31，具有-第三读数头34和在其下面垂直相距的第四读数头36，这两个读数头设置在支架22上并与直线栅格29对应，-设置在支架22上的第五读数头38，它与直线栅格31对应，以及-第四距离传感器40，用于检测支架22和第二标准件24具有直线栅格29的侧面28或者任何一个与此平行的面之间的距离。
在此方面，支架22这样设置在滑架14上，使无论是支架还是读数头34，36，38或者距离传感器40，在任何部位上均不会与第二标准件24产生接触。第五读数头38最好这样设置在支架22上，使它参照第二标准件24的纵向延伸，在与第三读数头34相同的高度上处于其对面。第四读数头36这样垂直相距设置在第三读数头34的下面，使三个读数头34，36，38在通过第二标准件24的纵断面包含Z-轴的平面内，处于一个直角三角形的角内。与此相关，第四距离传感器40设置在支架22上一确定的位置上，即尽可能靠近第三读数头34。支架22在横截面上(也就是与Z-轴垂直)为U形，并在其两个U形柱22`，22``上携带第三读数头34或第五读数头38。U形柱22`在此方面这样垂直向下延伸，使第四读数头36为精确测量与第三读数头34保持足够的距离。这三个读数头34，36，38与那两个读数头9，11同样为增量式光学读数头。第四距离传感器40最好是电容式传感器，但也可以是感应式或者光学传感器。二维直线栅格29，31分别为正交栅格结构。第二标准件24最好是玻璃体(Zerodur)，但也可以是恒温的Invar-钢体，但在设置正交栅格结构方面效果不如玻璃好。
在图1示出的实施例中，支架22固定在滑架14的正面，并由恒温材料构成。作为替代，支架22也可以是滑架14的整体组成部分。
3D-探头系统3具有整体采用50标注的第三位置测量系统，在图2的放大图中比在图1中看得更为清楚。U形件33向探头元件3延长成悬臂26。第三位置测量系统50借助整体采用52标注的平行四边形连杆可移动连接在悬臂26上。探头元件2在其与第二标准件24相邻的侧面上具有二维直线栅格54和一维直线栅格56。支架22的U形转臂22```向前通过悬臂式支架58延长到探头元件3，在支架的自由端上设置两个增量式光学读数头60，62，与二维直线栅格54或一维直线栅格56相对应。这样与探头元件3成为整体的读数头60，62通过支架58直接与支架22连接。因此，在探头元件位置2和支架22之间产生直接联系。由此，可以随时精确确定通过第一标准件4确定的坐标系中的探头元件位置。U造型件33和悬臂26以及支架58同样由恒温材料构成。
图1和2示出的装置1工作方式如下借助于十字滑架5，第二标准件24随同其底座8在第一标准件4上来回运动，而不与后者接触。读数头9和11检测其在X-和Y-方向上相对于第一标准件4相对设置的直线栅格7`或7``的位置。距离传感器17，18，19检测其在Z-方向上到第一标准件4主面13的距离。通过这种结构，可以确定第二标准件24在通过第一标准件4确定的坐标系内部的位置和空间位置。
在垂直方向上，支架22通过Z-轴的滑架14沿第二标准件24移动，而不与后者接触。读数头34和38检测其在Z-和Y-方向上相对于第二标准件24的各自相对设置的直线栅格29或31的位置。第四读数头36只检测其在Y-方向上相对于设置在第二标准件24侧面38上的直线栅格29的位置。第四距离传感器40检测在X-方向上到第二标准件24右侧上的侧面28的距离。通过三个读数头34，36，38和第四距离传感器40在参照支架22上读数头在精确确定位置上的设置，可以确定支架22和与其连接的滑架14相对于第二标准件24的位置和空间位置，也就是说，支架22以及滑架14运动的总计六个移动的和旋转的成分X，Y和Z或A，B和C。
因为3D-探头系统3的读数头60，62通过夹具58与支架22连接，所以，可以通过直线栅格54，56在探头元件位置和支架22之间产生直接联系。由此，可以随时精确确定通过第一标准件4确定的坐标系上探头元件的位置。
图3以局部放大图示出带有可选择的第二位置测量系统21的整体采用1标注的装置的第二实施例。在此方面，第二标准件24具有二维直线栅格29或31的第一和第二面是侧面28或与其成角度的端面32。第五读数头38与第三面32的直线栅格31对应。与第五读数头38相邻的是支架23上的第四距离传感器40，支架为角造型件，在其两个角柱23`，23``上携带第三读数头34和其下面的第四读数头36或第五读数头38。与第二位置测量系统20相比，位置测量系统21除了上述不同的结构外，该装置具有与图1和图2所示装置1相同的结构和相同的工作方式，因此不需赘述。
参考符号表1 装置2 探头元件3 探头元件4 第一标准件5 十字滑架5a X-滑架5b Y-滑架6 床身7 直线栅格设置7` 一维直线栅格7`` 二维直线栅格8 底座9 第一读数头10 第一位置测量系统11 第二读数头12 导轨12`，12`` 纵导轨13 主面14 滑架16 Z-立柱17 距离传感器18 距离传感器19 距离传感器20 第二位置测量系统
21 第二位置测量系统22 支架22`，22`` U形柱22``` U形转臂23 支架23`，23`` 肘形柱24 第二标准件25 肘形件26 悬臂27a，27b 角铁28 侧面29 二维直线栅格30 侧面31 二维直线栅格32 端面33 U-造型件34 第三读数头36 第四读数头38 第五读数头40 第四距离传感器50 第三位置测量系统52 平行四边形连杆54 二维直线栅格56 一维直线栅格58 夹具60 读数头62 读数头
权利要求
1.用于直接检测探头元件在多坐标测量仪中的空间位置的装置，带有由与测量仪的坐标轴对应的至少第一和第二标准件组成的参照系，其特征在于，第一标准件(4)为带有具有直线栅格设置(7)的主面(13)的扁平标准件，直线栅格设置(7)至少具有一个二维直线栅格(7``)；第二标准件(24)为可相对于第一标准件(4)无接触且二维移动的纵向延伸的标准件，其最好与主面(13)垂直设置；以及具有第一位置测量系统(10)，用于参照第一标准件(4)确定第二标准件(24)的空间位置。
2.按权利要求1所述的装置，其特中，第一标准件(4)的直线栅格设置(7)具有二维直线栅格(7``)和一维直线栅格(7`)。
3.按权利要求1或2所述的装置，其中，第一位置测量系统(10)具有至少第一读数头(9)和与其相距的第二读数头(11)，用于检测第一标准件(4)的直线栅格设置(7)，其中，第二标准件(24)上的读数头(9，11)与第一标准件(4)的主面(13)相对。
4.按权利要求3所述的装置，其中，第一位置测量系统(10)的两个读数头(9，11)中，或者两个读数头(9，11)都与第一标准件(4)的二维直线栅格(7``)对应，或者一个读数头与一维直线栅格(7`)对应，另一个读数头与第一标准件(4)的二维直线栅格(7``)对应。
5.按权利要求1至4之一所述的装置，其中，第一位置测量系统(10)具有设置在想象中等边三角形的角内的三个距离传感器(17，18，19)，它们设置在与第一标准件(4)相对面上的第二标准件(24)上。
6.按权利要求1至5之一所述的装置，其中，第二标准件(24)设置在滑架(14)可在上面沿导轨(12)移动的立柱(16)上，并与滑架(14)的导轨(12)平行延伸；第二标准件(24)为最好具有多边形横截面的棱形体，并在第一和第二面(28，30；28，32)上具有二维直线栅格(29，31)；以及具有第二位置测量系统(20)，用于参照第二标准件(24)确定可与滑架(14)固定连接的或者与滑架(14)整体化的支架(22；23)的空间位置。
7.按权利要求6所述的装置，其中，第二位置测量系统(20)具有第三读数头(34)和相距的第四读数头(36)，它们设置在支架(22；23)上并与第二标准件(24)的二维直线栅格(29；31)的第一直线栅格(29)对应，设置在支架(22；23)上的第五读数头(38)，它与第二标准件(24)的二维直线栅格(29，31)的第二直线栅格(31)对应，第四距离传感器(40)，用于检测支架(22；23)与第二标准件(24)的具有二维直线栅格(29，31)的面(28，30；28，32)之一(28)或者一个与此平行的面之间的距离，以及支架(22；23)这样设置在滑架(14)上，使支架(22；23)在检测过程中不会与第二标准件(24)产生接触。
8.按权利要求7所述的装置，其中，第一和第二面(28，30)为第二标准件(24)的两个彼此相对且相互平行的侧面(28，30)。
9.按权利要求7所述的装置，其中，第一和第二面(28，32)为第二标准件(24)的一个侧面(28)和一个与此成角度的端面(32)。
10.按权利要求7至9之一所述的装置，其中，第四距离传感器(40)设置在支架(22，23)上参照其读数头(34，36，38)的确定位置上。
11.按权利要求7至10之一所述的装置，其中，标准件(4，24)由恒温材料构成。
12.按权利要求7至11之一所述的装置，其中，支架(22；23)由恒温材料构成。
13.按权利要求7至12之一所述的装置，其中，第二标准件(24)设置在构成滑架(14)的导轨(12)的两个相距的纵导轨(12`，12``)之间。
14.按权利要求7至13之一所述的装置，其中，第二标准件(24)为一纵向延伸的矩形板。
15.按权利要求7至14之一所述的装置，其中，支架(22)在横截面上为U形，并在其两个U形柱(22`，22``)上携带第三和第四或第五读数头(34，36或38)。
16.按权利要求7至14之一所述的装置，其中，支架(23)为一角造型件，并在其两个肘形柱(23`，23``)上携带第三和第四或第五读数头(34，36或38)。
17.按权利要求7至16之一所述的装置，其中，第五读数头(38)这样设置在支架(22；23)上，使它参照第二标准件(24)的纵向延伸，在与第三或者第四读数头(34，36)相同的高度上处于其对面。
18.按权利要求6至17之一所述的装置，其中，滑架(14)支承具有探头元件(2)并具有第三位置测量系统(50)的3D-探头系统(3)。
19.按权利要求18所述的装置，其中，探头系统(3)具有其他读数头(60，62)，它们通过悬臂式夹具(58)直接与支架(22，23)连接。
20.按权利要求19所述的装置，其中，夹具(58)由恒温材料构成。
全文摘要
公开了一种用于直接检测探头元件(2)在多坐标测量仪中的空间位置的装置(1)，带有由与测量仪的坐标轴(X，Y或Z)对应的至少第一标准件(4)和第二标准件(24)组成的参照系。第一标准件(4)为带有直线栅格设置(7)的扁平标准件。第二标准件(24)可相对于第一标准件(4)无接触地且借助于十字滑架(5)二维移动。具有第一位置测量系统(10)，用于参照第一标准件(4)确定第二标准件(24)的空间位置，还具有第二位置测量系统(20)，用于参照第二标准件(24)确定携带3D－探头系统的滑架(14)的空间位置。该装置(1)在对应的多坐标测量仪中构成从第一标准件(4)到探头元件(2)尖端的连续测量链。该装置直接提供考虑到所有导向误差的测量结果，而无需进行任何轨迹校正。
文档编号G01B21/00GK1532521SQ200410031710
公开日2004年9月29日 申请日期2004年3月24日 优先权日2003年3月24日
发明者格奥尔格·米斯, 格奥尔格 米斯 申请人:克林格恩贝格有限公司
专业数控铣床产品供应商
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