带有旋转对称的校准区域的轮廓标准器件、标准器件的使用以及用于校准和/或探测轮廓测量仪的方法技术

本发明专利技术涉及一种轮廓标准器件(10)，其包括带有旋转对称的校准区域(14)的主体(11)。旋转对称的校准区域(14)具有非圆柱形的多个轴向区段(17)，其在形成给定的角度的情况下相应凸出地、凹入地实施为径向突出部(22)或实施为径向凹处(23)。沿着校准区域(14)设置有平行于主体(11)的纵轴线L伸延的至少一个测量部段(28)，其不仅给定轴向的校准变量li(i＝1至n)，而且给定径向的校准变量a、b。在校准测量仪时可将校准变量a、b、li的值与扫描值进行比较且以确定的偏差为基础对测量仪进行调准。轮廓标准器件(10)由于旋转对称的校准区域(14)不仅适合于校准触觉轮廓测量仪，而且适合于校准光学测量的轮廓测量仪。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有旋转对称的校准区域的轮廓标准器件、标准器件的使用以及用于校准和/或探测轮廓测量仪的方法
本专利技术涉及一种可用来校准轮廓测量仪的轮廓标准器件(Konturnormal，也称为仿形规)以及一种用于校准轮廓测量仪的方法。
技术介绍
在OttoJusko、MichalNeugebauer发表的文章“GrundlagenderRückführungvon”(PTB-Mitteilungen117(2007)，第4期第354页)中对不同的标准器件(Normal)和其应用进行了说明。标准器件为试样，其供使用者用于校准测量仪并且表现出简单的可应用的可能性，即将SI单位的长度以校准的形式传达到其他的测量仪处。在此根据不同的测量仪的应用考虑不同的试样。在此，在VDI2629中针对轮廓测量仪进行说明的方法涉及到轮廓标准器件。力求达到的测量误差对于间隔为微米级，而对于角元件大约为0.1度。轮廓标准器件设计为具有大约5mm的厚度的板。在窄侧中的一个处引入有受限定且已校准的比较轮廓，其具有圆弧和角度。这些轮廓不仅设计为凹处，而且设计为突出部。在校准轮廓测量仪时对该轮廓进行扫描且基于轮廓的已知的长度和角度对轮廓测量仪进行校准。此外在PTB的已提及的文章中作为备选方案说明了轮廓转移标准器件(Konturtransfernormal)。其具有由载体保持的实心球体和棱柱。在所示出的实施例中存在两个由陶瓷制成的精密球体和微晶玻璃棱柱(Zerodurprisma)，其布置在由殷钢制成的载体上。为了对一维的坐标测量仪进行反馈，还使用所谓的放大标准器件例如波形标准器件(Wellennormal)或补片(Flick)。在此涉及带有有针对性地表现的形状偏差的标准器件。利用该放大标准器件可检查并校准在测量仪内的信号传输链。在此在波形标准器件中在外侧上设置有一种或多种谐波，其用于检测和校准在测量仪的信号处理部中的幅高。与此相对，在补片中对圆度偏差进行评估。根据文献DE102005042278B4，在柱体的侧面上也可设置这种谐波。迄今用于校准轮廓测量仪的轮廓标准器件在检测偏差时在窄侧处经受一定的磨损，从而使得轮廓标准器件的使用寿命受到限制。同样已经证实的是沿用至今的轮廓标准器件对于光学的轮廓测量仪并不适用。这种光学轮廓测量仪例如以透光法(Durchlichtverfahren)来工作。这种方法要求带有轮廓标准器件的校准轮廓的窄侧精确地平行于光束的传播方向取向。“轮廓标准板”的倾斜(Verkanten)在测量中引起不期望的干扰，倾斜使得光束碰到窄侧上，这导致不可准确地测量校准轮廓。在实践中几乎不可能且至少不经济地对板无误差地进行取向，因为对于窄侧何时精确地平行于光路取向并未给出评估标准。然而对于测量仪的校准必需这种评估标准。补救措施可为将用于光学的轮廓测量仪的板式轮廓标准器件设计得明显更薄，从而使得轮廓标准器件的厚度在光程中小得可忽略。然而已经显示出轮廓标准器件由此变得不稳定且又在校准时导致不可靠。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种轮廓标准器件，其不仅适合于校准触觉轮廓测量仪，而且适合于校准光学的轮廓测量仪。该目的通过根据本公开的轮廓标准器件来实现。轮廓标准器件包括至少在校准区域中旋转对称的主体，其尤其在没有接合或连接部位的情况下由同质的材料组成且可以说是制成单体。优选地，主体由钢(例如不锈钢)制成。在制造时可使用切削加工的CNC方法以达到要求的精度。备选地，还可行的是将带有更低的精度要求的用于校准应用的主体实施为铸件，这能够实现明显成本更有利的制造。优选对主体进行硬化以最小化磨损。。主体具有旋转对称的校准区域，其包括非圆柱形的多个轴向区段。通过这些轴向区段形成能够实现不同的尺寸确定的几何元素。这种尺寸确定可借助在非圆柱形的轴向区段中的几何元素(例如半径)和/或通过结合多个几何元素(例如角度大小、间距、直径)来实现。轴向区段包括至少一个凹状区段、至少一个凸状区段和至少一个棱柱区段。凹状区段为在侧面中的凹入的凹处。凸状区段形成凸出的突出部。优选地，凹状区段和/或凸状区段实施成弯曲的且无边缘。棱柱区段具有在通过主体的纵剖面中看到的三角形的凹处或在纵剖面中三角形的径向突出部。因此可以说形成带有给定的角度的棱柱状的突出部或棱柱状的凹处。在轴向方向上沿着在主体的校准区域中的侧面存在一个或多个在周向方向上间隔开的已校准的测量部段。已校准的测量部段为明确地在试样处测量的轮廓。为了测量，测量部段然后可通过待校准的轮廓测量仪来测量，其中，沿着测量部段比较测量结果与实际值并由此实现轮廓测量仪的校准。由于带有测量部段的校准区域的旋转对称形状，可非常简单地对该校准区域利用其纵轴线沿着参考轴线进行取向，且该校准区域不仅用于触觉轮廓测量，而且用于以透光法的光学的轮廓测量。由于旋转对称的形状，主体的校准区域始终正确地相对光束在光路中的方向取向。借此还可简单且经济地对光学的轮廓测量仪执行校准。这利用迄今已知的板状轮廓标准器件不能实现。在校准区域中的侧面的所说明的形状能够关于长度在径向方向上和在轴向方向上校准轮廓测量仪。因此可在两个坐标方向上实现校准。如果相邻的非圆柱形的轴向区段通过相应圆柱形的连接区段来彼此连接，这是有利的。因此在轴向方向上来看在校准区域中明确地限定有非圆柱形的轴向区段的始端和末端。圆柱形的连接区段例如还可用于形成参考。例如可基于测量圆弧来确定圆心点且求得圆心点与圆柱形的连接区段的外表面或侧面之间的间距。该间距可用作用于校准或监控轮廓测量仪的尺度。此外，如果主体在凹状区段和/或凸状区段中的侧面的轮廓在轴向方向上看具有圆弧的走向，这是有利的。因此，在轴向方向上来看凹状区段或凸状区段的轮廓产生带有给定的角度的圆弧。很简单地借助这种圆弧来校准轮廓测量仪。此外，在实践中经常测量圆弧形的轮廓，以使得校准相应于经常的实际的应用，从而在实践任务中可由校准推导出轮廓测量仪的精度。邻接于校准区域，主体在两个轴向端部处相应具有基本上圆柱形的端件。在此可使用端件的圆柱形的周向面或圆柱体侧面以对主体进行取向。通过在在周向方向上且沿轴向间隔开的多个部位处(例如在端件的两个周向面处)测量周向面的位置可非常简单地使纵轴线与参考轴线精确地相一致。由于限定校准轮廓的校准区域的旋转对称的形状，这种形式的取向已经足够且可开始利用校准区域且校准轮廓测量仪。优选地，两个端件的直径大于在两个端件之间的校准区域的最大直径。当主体放置在面上时，以这种方式保护在校准区域中的用于校准的轮廓不受损伤。在此还可在端件处在一个或多个部位处设置径向突出部，从而使得在将该主体放置在斜面上时防止或至少限制滚开。在一实施例中，圆柱形的端件的两个直径一样大。本体可在一部位处具有标记，其相对于至少一个已校准的测量部段具有确定的位置，从而使用者可非常简单地发现并使用在校准区域中的已校准的测量部段。在一优选的实施方式中，主体在其两个轴向端部处相应具有保持器件以用于将主体保持在保持装置中。例如同轴于主体的纵轴线引入的中心孔可用作保持器件。中心孔朝其内部的封闭端逐渐变细。渐细部例如可为锥状或优选由凸球状的孔周向面形成。由于渐细的中心孔，主体可非常容易地通过保持装置的相应相关联的中心销来支撑和相对参考轴线来取向。附图说明从说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮廓标准器件(10)，其包括主体(11)，该主体带有旋转对称的校准区域(14)以用于校准和/或监测轮廓测量仪，其中，在所述主体(11)的校准区域(14)中带有多个非圆柱形的轴向区段(17)，其具有至少一个凹状构造的轴向的凹状区段(18)、至少一个凸状构造的轴向的凸状区段(19)和至少一个轴向的棱柱区段，其中，该棱柱区段带有在穿过所述主体(11)的纵剖面中来看三角形的凹处(23)或带有在纵剖面中来看三角形的径向突出部(22)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.02 DE 102011050036.71.一种用于校准和/或监测轮廓测量仪的方法，包括：-提供轮廓标准器件（10），其中所述轮廓标准器件(10)包括主体(11)，该主体带有旋转对称的校准区域（14)以用于校准和／或监测轮廓测量仪，包括：在所述主体(11)的校准区域(14)中的多个非圆柱形的轴向区段(17)，其具有至少一个凹状构造的轴向的凹状区段(18)、至少一个凸状构造的轴向的凸状区段(19)和至少一个轴向的棱柱区段，其中，该棱柱区段带有在穿过所述主体（11）的纵剖面中来看三角形的凹处（23）或带有在纵剖面中来看三角形的径向突出部(22)；以及位于所述主体（11）的每个端部的中心孔（32），所述中心孔被设置为与保持装置（31）相互作用，以便相对于参考轴线（B）定位并对准所述主体，-利用所述主体的纵轴线(L)沿着所述参考轴线(B）进行所述主体（11）的取向，-在所述校准区域（14）中沿着轴向的测量部段（28）扫描校准轮廓(K)，-将探测到的测量值与所述测量部段(28)的已校准的实际值进行比较，-调节所述轮廓测量仪，使得测量值相对于所述测量部段(28)的实际值处在允许的公差范围内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相邻的所述非圆柱形的轴向区段（17）相应通过圆柱形的连接区段(26)来连接。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准区域(14)在所述凹状区段(18)中和／或在所述凸状区段(19)中的侧面（27）在朝所述主体（11）的纵轴线（L)的方向来看沿着圆弧伸延。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主体(11）在两个轴向的端部处相应具有圆柱形的端件(12,1...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·克勒，G·沃尔夫，
申请(专利权)人：卡尔马尔控股有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE