表面测量设备的操作方法技术

本发明专利技术涉及用于测量工件表面的表面测量设备的操作方法，其中，所述表面测量设备具有探头，所述探头具有能够围绕摆动轴发生角度偏移的探测臂，所述探测臂在其远离所述摆动轴的端部上具有探测元件，其中，所述探头能够相对于所述表面测量设备的基体沿着直线轴移动，所述方法具有以下特征：a)通过沿着所述直线轴移动探头，借助于所述探测元件对工件进行探测，b)在对所述工件进行探测之后，使所述探测臂沿着所述直线轴移动一段规定的移动行程，c)对所引起的所述探测臂围绕所述摆动轴的角度偏移进行测量以及d)根据规定的所述探测臂的移动行程和所测得的所述探测臂的角度偏移，对所述探测臂在长度方面进行分类。

Operation method of surface measuring equipment

【技术实现步骤摘要】
表面测量设备的操作方法
本专利技术涉及一种用于测量工件表面的表面测量设备的操作方法。
技术介绍
相应的表面测量设备，例如以粗糙度测量设备的形式而众所周知，特别是被应用在工业制造测量技术中。它们具有探头，该探头具有能够围绕摆动轴发生角度偏移的探测臂，该探测臂在它的远离摆动轴的端部上具有探测元件，其中，探头能够相对于表面测量设备的基体沿着直线轴移动。已知的表面测量设备还具有评价装置以及用于控制测量过程的控制装置，该评价装置被设计并编程，使得在对工件表面进行扫描期间探测臂的角度偏移被转换成代表工件表面的表面形状的测量值。为了适应不同的测量目的，在已知的表面测量设备中，探测臂是可更换的，其中，可以使用具有不同长度的探测臂并且探测臂的长度限定了探头进而是表面测量设备的测量范围。为了将探测臂的更换设计得特别简单，探测臂例如可以通过磁耦合与探头连接。由于对于具有特定长度的每个探测臂来说，表面测量设备都有一个特定的测量范围，因此需要在更换探测臂之后根据所使用的探测臂设定测量范围。在这里已知的是，操作人员在更换探测臂之后手动地在表面测量设备的评价装置的软件中设定测量范围。如果操作人员忘记设定测量范围或者设定错误的测量范围，那么随后执行的测量的测量值是错误的，这可能不会被察觉。此外，还存在这样的危险，即在自动化的测量过程中，测量范围的错误设定会导致没有找到所期望的测量位置并且由此探测臂或者说探头与工件发生碰撞。由此还存在表面测量设备被损坏的危险。此外还已知的是，探测臂被自动地更换。然而，相应的自动化装置在制造上是复杂的且昂贵的。此外还已知的是，可更换的探测臂具有识别部件，比如形式为RFID(无线射频识别)芯片，从而在更换探测臂之后，对所使用的探测臂进行自动检测并且可以相应地设定表面测量设备的测量范围。其缺点是，识别部件使探测臂变得更加昂贵。此外，例如对于用于粗糙度测量设备的探测臂，由于它们的尺寸很小不能提供足够的空间来将识别部件安装到探测臂上，从而不能对探测臂进行自动检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供表面测量设备的一种操作方法，该方法可避免错误测量。本专利技术的目的是通过以下技术方案得以实现。本专利技术基于以下构思：在无需附加硬件的条件下实现自动检测探测臂的长度从而自动设定相应的测量范围。本专利技术巧妙地利用了这样的事实：即由于表面测量设备的结构，其中探测臂在其一端处承载探测元件并且被安装成使得它可以在其另一端的区域内围绕摆动轴发生倾斜地偏转，在探头沿着直线轴移动一段规定的移动行程时，探测臂的不同长度将导致探测臂围绕摆动轴发生不同的角度偏移。由此出发：本专利技术提供了在根据本专利技术的方法中：a)通过使探头借助于探测元件沿着直线轴移动对工件进行探测，b)在对工件进行探测之后，使探头连同探测臂沿着所述直线轴移动一段规定的移动行程。c)对所引起的探测臂围绕摆动轴的角度偏移进行测量以及d)根据规定的探测臂的移动行程和测得的探测臂的角度偏移，对探测臂在它的长度方面进行分类。也就是说，根据本专利技术，在对工件进行探测之后，使探头沿着直线轴(例如z轴，并且可以由表面测量设备的测量柱限定)相对于工件移动一段规定的移动行程。移动行程可以采用行程测量系统进行测量，该行程测量系统在表面测量设备中通常本来就设置在测量柱上。该探头以及进而探测臂沿着直线轴的移动引起探测臂围绕摆动轴发生角度偏移，该角度偏移通过评价装置进行记录。相应于规定的移动行程，在摆动轴进行规定的的直线运动时，对于不同长度的探测臂，围绕摆动轴发生不同的角度偏移(角度变化)。本专利技术利用这一点来对在每种情况下使用的探测臂根据其长度进行分类。例如且特别地，根据本专利技术存在这样的可能方案：基于此而自动地设定表面测量设备的相应的测量范围。以这种方式实现的探测臂的自动检测方法，可以在更换探测臂之后在控制装置的控制下自动进行。也可行的是，在每次测量之前对探测臂进行自动检测，例如特别是在工件探测之后立即进行自动检测。根据本专利技术的方法的一个特别的优点是：探测臂(长度)的自动检测不需要任何附加硬件，而是可以在只使用已经存在的硬件进行。因此，本专利技术在无需额外的硬件成本的条件下为表面测量设备提供新颖且有利的功能。如果基于已完成的探测臂在长度方面的分类，自动地设定测量设备的测量范围，那么根据本专利技术的探测臂(长度)自动检测使得由操作人员对测量范围无须进行手动设定。这样节省了时间和成本。根据本专利技术实现了探测臂(长度)自动检测并且相应地在完成探测臂(长度)检测之后可以自动设定与相关探测臂对应的测量范围，这样可靠地避免了由测量范围的不适当设定而引起的测量错误。这在通过根据本专利技术的表面测量设备执行测量时提高了测量精度并且提高了生产率。利用本专利技术的基本构思，在表面测量设备中还可以实现更多的功能。例如可以对探头例如是粗糙度探头进行功能检查。为此，在对工件表面进行探测之后使探头沿着直线轴移动，使得粗糙度探头的整个测量范围被“遍历(durchfahren)”。在此，与相应的直线移动行程(探头沿着z轴的高度变化)相比，可以观察到测量值的信号变化曲线。以这种方式能够确定：测量信号随着探头沿着直线轴的移动行程的变化是否是稳定的。在变化稳定的情况下确保，探头在机械方面正常工作，也就是说例如探头支架没有被卡住。另一功能在于，通过以下方式检查探头的直线度：再次“遍历”探头的测量范围并且确定：直线的移动行程是否引起探头输出信号呈线性增加。根据本专利技术的一种有利的改进方案规定，在步骤d)中：d1)由规定的探测臂的移动行程和测得的所引起的探测臂的角度偏移算出探测臂的长度以及d2)通过将算出的探测臂的长度与规定的探测臂的各种长度进行比较来对探测臂进行分类。由于通常只提供相对少量的具有事先已知的明显不同长度的探测臂，因此探测臂长度的计算以相对较小的精度实施就足够了。根据本专利技术的方法可以用于检查由表面测量设备的操作人员做出的探测臂长度的选择。根据本专利技术也可以显示已确定的探测臂长度并且由表面测量设备的操作人员来确认。本专利技术的一种特别有利的改进方案规定，根据探测臂在其长度方面的分类自动地设定表面测量设备的测量范围。在该实施方式中，表面测量设备的测量范围是自动设置的，从而可靠地避免了由于操作人员错误地设定测量范围而引起的测量错误。在通过根据本专利技术的方法进行操作的表面测量设备中，根据相应要求可以是任意的表面测量设备。就此而言，本专利技术的一种有利的改进方案提供，表面测量设备是粗糙度测量设备、轮廓测量设备或者形状测量设备。本专利技术特别适合于粗糙度测量设备，因为粗糙度测量设备的探测臂由于它们的尺寸很小经常是不允许安装例如采用RFID芯片形式的识别部件，因此排除了使用相应的识别部件对探测臂的自动检测。另一适宜的改进方案规定，直线轴是竖直轴，其中，根据另一改进方案，直线轴是由表面测量设备的测量柱限定的。根据本专利技术的另一适宜的改进方案，探头是触觉式探头。本专利技术的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于测量工件表面的表面测量设备的操作方法，其中，所述表面测量设备具有探头，所述探头具有能够围绕摆动轴发生角度偏移的探测臂，所述探测臂在它的远离所述摆动轴的端部上具有探测元件，其中，所述探头相对于所述表面测量设备的基体沿着直线轴移动，其特征在于：/na)通过沿着所述直线轴移动探头，借助于所述探测元件对工件进行探测，/nb)在对所述工件进行探测之后使所述探测臂沿着所述直线轴移动规定的移动行程，/nc)对所引起的所述探测臂围绕所述摆动轴的角度偏移进行测量，以及/nd)根据所规定的所述探测臂的移动行程和所测得的所述探测臂的角度偏移，对所述探测臂在长度方面进行分类。/n

【技术特征摘要】
20181219 DE 102018132912.1;20190228 DE 102019105051.用于测量工件表面的表面测量设备的操作方法，其中，所述表面测量设备具有探头，所述探头具有能够围绕摆动轴发生角度偏移的探测臂，所述探测臂在它的远离所述摆动轴的端部上具有探测元件，其中，所述探头相对于所述表面测量设备的基体沿着直线轴移动，其特征在于：
a)通过沿着所述直线轴移动探头，借助于所述探测元件对工件进行探测，
b)在对所述工件进行探测之后使所述探测臂沿着所述直线轴移动规定的移动行程，
c)对所引起的所述探测臂围绕所述摆动轴的角度偏移进行测量，以及
d)根据所规定的所述探测臂的移动行程和所测得的所述探测臂的角度偏移，对所述探测臂在长度方面进行分类。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，
d1)从所规定的所述探测臂的移动行程和所测得的所引起的探测臂的角度偏移算出所述探测臂的长度以及
d2)通过将算出的所述探测臂的长度与规定的探测臂的各种长度进行比较而对所述探测臂进行分类。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述探测臂在其长度上的分类自动地设定所述表面测量设备的测量范围。


4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述表面测量设备是粗糙度测量设备、轮廓测量设备或者形状测量设备。


5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述直线轴是垂直轴或者水平轴。


6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述直线轴由所述表面测量设备的测量柱限定。


7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述探头是触觉式探头。


8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述探头通过进给装置与所述表面测量设备的基体连接，并且所述进给装置限定了直线型进给轴，其中，对所述直线型进给轴相对于水平轴的倾斜度进行确定并且将该倾斜度包含在所述探测臂在其长度方面的分类中。


9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述直线轴配有行程测量系统。


10.用于在测量过程中对工件(32)的表面进行测量的表面测量设备(2)，
所述表面测量设备包括：
基体；
探头(3)，所述探头具有能够围绕摆动轴(24)发生角度偏移的探测臂(4)，所述探测臂在它的远离所述摆动轴(24)的端部上具有用于对所述工件(32)的表面进行扫描的探测元件(30)，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿德尔伯特·勒伯，
申请(专利权)人：业纳工业计量德国公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE