[发明专利]减小旋转设备的误差的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于减小旋转设备的误差的方法，所述旋转设备具有第一部分和能相对于第一部分围绕旋转设备的旋转轴线旋转的第二部分以及用于测量第一部分和第二部分相对彼此的旋转位置的旋转位置测量装置，其中，所述旋转位置测量装置具有旋转位置传感器和为了测量旋转位置与旋转位置传感器共同作用的测量体，其中，所述旋转位置传感器与第一部分相连并且测量体与第二部分相连或者旋转位置传感器与第二部分相连并且测量体与第一部分相连。本发明还涉及一种能够实施所述方法的设备。在此认为旋转设备的误差至少有一部分是可重复再现的。

本发明还涉及一种用于在确定工件的坐标或者在加工工件时减小旋转设备的误差的方法。所述旋转设备能够在确定坐标或加工工件期间使工件围绕旋转设备的旋转轴线进行旋转运动。本发明还涉及一种能够实施所述方法的设备。在此认为旋转设备的误差至少有一部分是可重复再现的。

背景技术

已知将工件可旋转地支承，以便测量其坐标或者加工工件。例如在坐标测量技术的领域，将工件布置在可旋转的台上(所谓的旋转台)。以此方式可以将工件置于不同的工作定向，坐标测量仪在所述工作定向中工作，也就是测量工件坐标。在旋转设备使工件围绕其旋转轴线旋转时，尤其可以连续地 (例如扫描地)测量工件坐标。

相应地适用于通过机床加工工件。工件可以被置于不同的工作定向中，以便工具进行加工。工件尤其可以在其被加工时连续地旋转。

工作定向尤其可以通过一个方向定义，所述方向垂直于旋转轴线延伸并且经过工件表面上的一个点，在所述点上扫描或者说探测工件或者加工工件。因此，在通过触头对工件进行触摸式扫描或者在加工工件时作用在工件上的力尤其可以垂直于旋转轴线沿工作定向的方向作用。

在坐标测量技术领域，通常有利于对工件进行形状检验的是，通过触头探测工件，所述触头在旋转设备使工件旋转期间具有相对于旋转设备几乎恒定的工作定向和工作位置。工作位置和工作定向不是完全恒定的，因为工件通常并不是精确地相对于旋转设备的旋转轴线旋转对称地布置和/或不是或不是精确地旋转对称地成型。例如，触摸式探测工件表面的坐标测量仪触头可以由坐标测量仪保持在固定位置和固定定向上，其中，与待测量的工件形状相关地，触头相对于触头支架偏转不同的距离。通过几乎恒定的工作定向和工作位置，可以将由于位置相关和定向相关的坐标测量仪误差造成的坐标测量误差减至最小。在这种情况下，旋转设备的误差对测量结果有重要影响。在很多情况下也能够以这种方式提高测量工件的速度。

在坐标测量技术领域中的一种特殊的测量任务在于，在尤其对工件的旋转对称区域进行形状检验时进行波纹度分析。实际形状与理想的旋转对称形状的偏差通常显示为波纹曲线。但是旋转设备的运动误差、即旋转设备的实际旋转运动与理想旋转运动的偏差可能导致波纹度分析的结果特别不准确，尤其是比在测量工件的单个表面点的坐标时更不准确。

在通过机床加工工件时同理。在力求制造旋转对称的区域时，可能在不利的情况下由于在加工期间使工件旋转的旋转设备的运动误差产生具有特别大振幅的波纹。

为了减小旋转设备的误差可以这样设计旋转设备，以使误差符合规定。尤其可以使用空气支承件来支承旋转设备的可旋转部分并且在电机驱动的旋转设备中使用直接驱动器。旋转设备的误差越小，设计耗费就越高。

作为备选或补充，可以通过坐标测量仪测量旋转设备的误差，其中，将校准体或校准体设备布置在旋转设备的可旋转部分上(例如放置在旋转台上) 并且进行测量。然而，借助也可测量工件的坐标测量仪测量旋转设备相对于所有六个可能的运动自由度的误差很耗时。在精确度要求较高时，例如在旋转设备经历温度波动时，必须重复校准。同理适用于将工件可旋转地保持在机床加工区域中的旋转设备。在这种情况下，用于校准的耗费与坐标测量技术相比通常更大，因为在坐标测量技术领域中通常可将坐标测量仪用于校准，所述坐标测量仪在之后也进行工件测量。

Eric Marsh在" Precision Spindle Metrology",ISBN 978-1-932078-77-0中，尤其在第二章中描述了用于描绘精度螺杆的运动误差的方案。