(57)【要約】      （修正有）【課題】基準エレメントも、基準面も高精度に作製する必要もなく又は位置決めする必要もない較正装置を提供する。【解決手段】較正装置１は、タッチエレメント３のタッチ面４を検出する視野９を備えた検出器５、有利にはカメラ又はレーザ測定装置と、基準面８を備えた基準エレメント７と、計算ユニット６とを有する。タッチエレメント３のタッチ面４と、基準面８とが接触して信号がトリガされる際に、タッチ面４又はこのタッチ面４の複数の部分が、検出器５の視野９に入るように、基準エレメント７の基準面８が検出器５の視野９に対して配置されており、検出器５は計算ユニット６と協働して、タッチ面４の検出された部分から、タッチエレメント３の正確な位置を計算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ面（４）を備えかつ変位し得るタッチエレメント（３）を有する触覚式測定プローブ（２）の、信号をトリガするタッチ変位ＩＴｒを測定する較正装置（１）であって、
有利にはカメラ又はレーザ測定装置でありかつ前記タッチエレメント（３）の前記タッチ面（４）を検出する視野（９）を備えた検出器（５）と、基準面（８）を備えた基準エレメント（７）と、計算ユニット（６）とを含む較正装置（１）において、
前記タッチエレメント（３）の前記タッチ面（４）と、前記基準面（８）とが接触して信号がトリガされる際に、前記タッチ面（４）又は当該タッチ面（４）の複数の部分が、前記検出器（５）の前記視野（９）に入るように、前記基準エレメント（７）の前記基準面（８）が、前記検出器（５）の前記視野（９）に対して配置されており、
前記検出器（５）及び前記計算ユニット（６）は、前記タッチ面（４）の検出した部分から、前記タッチエレメント（３）の正確な位置を計算することができる、ことを特徴とする較正装置（１）。
【請求項２】
前記基準エレメント（７）又は当該基準エレメント（７）の前記基準面（８）は、前記検出器（５）の前記視野（９）内又は当該視野（９）外に配置されている、
請求項１に記載の較正装置（１）。
【請求項３】
前記基準エレメント（７）には１つ以上のノズル（１０）が備え付けられており、
当該ノズル（１０）は有利には前記基準面（８）に配向されている、
請求項１又は２に記載の較正装置（１）。
【請求項４】
前記タッチエレメント（３）又は当該タッチエレメント（３）の前記タッチ面（４）は、球状又は頭蓋冠状に形成されている、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の較正装置（１）。
【請求項５】
前記較正装置（１）は付加的に工具、特にフライス工具の位置も検出して計算することが可能である、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の較正装置（１）。
【請求項６】
工作機械（１１）用の座標測定システム（１５）であって、請求項１から５までのいずれか１項に記載の較正装置（１）と、変位し得るタッチエレメント（３）及び当該タッチエレメント（３）に対応付けられているタッチ面（４）を備えた、前記工作機械（１１）のツールヘッド（１２）に緊締可能な触覚式測定プローブ（２）とを有し、
前記タッチエレメント（３）の、信号をトリガする前記タッチ変位ＩＴｒは、前記測定プローブの長手方向軸（１４）の方向、当該方向に対して垂直な方向、又は、前記長手方向軸（１４）に対して角度（α）だけ傾けた方向に行われる、
ことを特徴とする、工作機械（１１）用の座標測定システム（１５）。
【請求項７】
前記タッチエレメント（３）は、押圧力又は引張力によって変位可能である、
請求項６に記載の、較正装置（１）を備えた工作機械（１１）用の座標測定システム（１５）。
【請求項８】
前記計算ユニット（６）は、前記検出器（５）によって求めた前記タッチエレメント（３）の位置と、前記ツールヘッド（１２）の位置とに基づいて、前記タッチエレメント（３）の、前記信号をトリガする前記タッチ変位ＩＴｒを計算することができる、
請求項６又は７に記載の、較正装置（１）を備えた工作機械（１１）用の座標測定システム（１５）。
【請求項９】
請求項６から８までのいずれか１項に記載の座標測定システム（１５）用の測定方法であって、
前記測定プローブ（２）の、信号をトリガする前記タッチ変位ＩＴｒを測定するため、まず前記測定プローブ（２）の前記タッチエレメント（３）と、前記基準エレメント（７）の前記基準面（８）とを接触させて、接触信号がトリガされるようにし、
つぎに前記座標測定システム（１５）により、前記測定プローブ（２）の既知の長さに基づき、かつ、前記ツールヘッド（１２）における前記測定プローブ（２）の緊締点（１７）の位置と、前記較正装置（１）の前記検出器（５）及び前記計算ユニット（６）によって求めた、前記タッチエレメント（３）の位置とから、前記測定プローブ（２）の前記タッチ変位ＩＴｒを計算する、
座標測定システム（１５）用の測定方法。
【請求項１０】
信号をトリガする前記タッチ変位ＩＴｒの測定の前に、前記測定プローブ（２）の長さをつぎのようにして求める、すなわち、
前記タッチエレメント（３）を他の対象体に接触させることなく、当該タッチエレメント（３）の前記タッチ面（４）又は当該タッチ面（４）の複数の部分を前記検出器（５）の前記視野（９）に入れ、
前記検出器（５）及び前記計算ユニット（６）により、前記タッチ面（４）の検出した部分から、前記タッチエレメント（３）の正確な位置を計算し、
前記計算ユニット（６）により、前記タッチエレメント（３）の求めた前記位置と、前記ツールヘッド（１２）における前記測定プローブ（２）の前記緊締点（１７）の位置とに基づいて、前記測定プローブ（２）の長さを計算する、
請求項９に記載の、座標測定システム（１５）用の測定方法。
【請求項１１】
前記ツールヘッド（１２）に前記測定プローブ（２）を新たに緊締する際に、変位し得る前記タッチエレメント（３）の位置を新たに検出する、
請求項９又は１０に記載の、座標測定システム（１５）用の測定方法。
【請求項１２】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の較正装置（１）又は請求項６から８までのいずれか１項に記載の座標測定システム（１５）を備えた工作機械（１１）、特にフライス盤又は放電加工機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載された測定プローブ用の較正装置と、別の請求項６及び請求項９にそれぞれ記載された、上記の較正装置を備えた座標測定システムと、この座標測定システム用の測定方法とに関する。
【０００２】
請求項１の上位概念に記載した、触覚式測定プローブ用の較正装置、及び、測定プローブそれ自体は今日公知である。工作機械において、測定プローブの使用は、例えば工作台に緊締された被加工物の位置を、及び場合によってはその配向も正確に求めるないしは測定するのに役立っている。これによって保証されるのは、例えばＣＮＣ機械の工作機械制御部が、一方では緊締された被加工物を指示にしたがって正確に加工する、例えばフライス加工することであり、他方ではこの際にこの工具、例えばフライス加工ヘッドが、意図せずに被加工物に乗り入れてしまって工作機械を損傷させてしまうことを阻止することである。位置測定のための触覚式測定プローブは一般的に、必要時にのみ、例えば工作機械の作業台上に緊締された被加工物を測定するために工作機械に組み込まれる。この測定プローブは、座標測定システムの一部であり、この座標測定システムは一般的に、工作機械の機械制御部に接続されており、測定プローブによって検出した測定点を工作機械に伝送する。このためにこの測定プローブは通常時にはそのベースが、可動の機械ヘッドのチャックに、すなわち被加工物の代わりに緊締されているのである。これにより、工作機械のツールヘッドを直接基準にしてさまざまな測定が行われることが保証される。触覚式測定プローブは、他方の端部に、変位し得るタッチエレメントを有しており、このタッチエレメントは多くの場合に球状又は頭蓋冠状に構成されている。このタッチエレメントは、正確に定められたタッチ面を有しており、このタッチ面は、位置測定のため、測定すべき対象体と（点状に）接触しなければならない。測定プローブにおけるタッチエレメントと、測定すべき対象体一般との損傷のない接触を確認できるようにするため、測定プローブには電気機械式センサが備え付けられている。このセンサは、小型のばねエレメントのように動作する。測定プローブの先端部の、変位し得るタッチエレメントが対象体に接触すると、測定プローブは、その長手方向軸に沿った方向に、タッチ変位Ｉだけ（弾性的かつ逆方向に）押しつぶされる。このタッチ変位が所定の閾値ＩＴｒ（例えば４〜３０μｍの範囲のトリガ値）に達すると、上記の測定プローブないしはそのセンサにより、電気信号がトリガされ、この電気信号により、測定プローブの接触ないしは圧縮がシグナリングされて、例えば機械ヘッドのさらなる移動が阻止される。測定プローブの幾何学形状（特にタッチエレメントにおけるタッチ面の幾何学形状及び測定プローブの長さ）は、工作機械における較正の後には正確に定められかつ既知であるため、機械制御部に既知になっている、ツールヘッドないしはチャックの位置により、（例えば緊締された被加工物において）測定された点の相対位置を正確に求めることができ、また例えば工作機械の機械制御部によってこの相対位置を検出することができる。今日の工作機械は高精度であるため、上記の位置決定の際には、測定プローブのタッチ変位ＩＴｒも考慮しなければならない。これは、触覚式測定プローブを較正する際に行われる。
【０００３】
測定プローブによる正確な位置測定のため、刊行物国際公開第９８／５７１２１号が提案しているのは、例えば、測定プローブにおけるタッチエレメントの位置を光センサによって直接検出し、これによって一般的には軸状の測定プローブのタッチ変位又は場合によって発生する変形により、位置測定が狂わされないようにすることである。しかしながらこのような装置は実際には必ずしも信頼性が高くないことが判明している。なぜならばこの光センサは、所定のケース（例えば汚れの場合）では、タッチエレメントの正確な検出をまったく行えないからである。さらにこの装置は、測定プローブ及び上記の付加的な光センサを測定プローブと共に移動させなければならないため比較的複雑である。さらに測定時に光センサの視野にタッチエレメントを保持できない応用事例がある。例えば孔の深さを測定しようとする場合、光センサは、孔の中に沈められているタッチエレメントを検出することできず、結果的に測定を行うことができない。これにより、このような測定装置の適用性は比較的制限されてしまう。
【０００４】
国際公開第９４／０８２０５号には、類似の装置が記載されており、ここでは機械式のタッチエレメントが、ビデオカメラによって測定すべき箇所に移動される。
【０００５】
移動可能な装置用の別の較正装置は、独国特許出願公開第１００２７１０６号明細書に記載されている。
【０００６】
Conoptica社による欧州特許第２２０３２７３号明細書には、回転するツールを測定することが可能な測定装置が開示されている。しかしながらこの刊行物の段落［１０５］〜［１０７］には、同じ測定装置を用いて上で説明した触覚式測定プローブを測定できることも記載されている。このために測定プローブが、ツールヘッドのチャックに緊締され、機械台の横に配置された測定装置において測定される（段落［１０６］ならびに図６ａ及び図７ａを参照されたい）。この測定装置は、このために光学式検出器と、基準パターンを有するガラスキューブが固定されている空気ロッドとを有する。まずはじめにガラスキューブが光学式検出器の視野に運ばれる。この検出器は、ガラスキューブに付されている基準パターンに基づいてガラスキューブないしはその表面の正確な位置を検出することができる。引き続いてツールヘッドは、測定プローブの先端部をガラスキューブに向かって移動させ、この移動は、触覚式測定プローブによって接触がシグナリングされて機械ヘッドのさらなる運動が停止されるまで行われる。チャックにおける測定プローブのベースの既知の位置と、ガラスキューブ上の接触した基準面とに起因して、この測定装置は、トリガないしは接触した状態における測定プローブの長さと、測定プローブの実際のタッチ変位ＩＴｒとを求めることができ、ひいては測定プローブを較正することができる。この測定プローブが、後の時点に改めてツールヘッドに据え付けられる場合には上記の較正をより迅速に実行することができる。このために測定プローブの球状の先端部が改めて光学式検出器の視野に入れられ、この球状の先端部の位置ないしは座標が光学式に求められ、記憶されている測定プローブのタッチ変位ＩＴｒによって補償される。ここから、球状の先端部をトリガ状態に、すなわち測定点に接触する状態にする有効位置が得られる。これにより、この新たに使用される測定プローブはすでに較正され、新たな位置測定の準備が整う。欧州特許第２２０３２７３号明細書の測定装置によって良好な測定結果が得られるが、タッチ変位測定ＩＴｒにガラスチューブを使用することは、実践的な使用において極めて繁雑であり、このために改善が必要である。なぜならばこのガラスキューブには、タッチ変位測定ＩＴｒ用に特別に透明なガラスプレートを取り付けなければならず、また艶消しにしなければならないからである（基準パターンを形成するため。段落［１０７］の終わりを参照されたい）。さらにガラスキューブ及び（測定プローブに接触する）その基準面は、極めて正確な測定を可能にするため、高い精度で作製しなければならない。したがってその構成は比較的複雑であり、ひいてはその構成にはコストがかかってしまう。
【０００７】
したがって本発明の課題は、触覚式測定プローブの、信号をトリガするタッチ変位ＩＴｒを測定するための較正装置であって、既存の装置の欠点を解消しかつ特により簡単な構成を有する較正装置を設けることである。
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴的構成にしたがって構成される較正装置によって解決される。
【０００９】
本発明による較正装置の利点は、基準エレメントも、その基準面も高精度に作製する必要もなく又は位置決めする必要もないことである。この基準面は、検出器の視野にある必要さえもない。この基準面は、タッチエレメントの変位だけに使用され、（従来技術の公知の装置とは異なり）位置の決定には不要である。この較正装置の検出器は、測定プローブのうち、変位したタッチエレメントのタッチ面の一部だけを検出できるだけでよく、これによってこの検出器は、計算ユニットと共に、タッチエレメントの正確な位置を計算することができる。この検出器は、（例えばメーカのBlum Novotec社、Renishaw社、又はHexagon M&H社製の）例えばカメラベースのツール測定装置であってよく、又は市販のレーザベースのツール測定装置であってもよい。上記の較正は、（応用において値ＩＴｒだけ変位した）タッチエレメントの位置識別だけによって行われる。したがって高精度に作製される又は高精度に位置決めされる（面又はガラスチューブのような）基準対象体は不要である。基準面の位置さえも正確に求める必要がない。上記の検出器が、（負荷の加わった又は負荷の加わっていない位置において）タッチ面の一部を検出するかぎり、タッチエレメントの位置を正確に求めることができる。本発明による較正装置は、比較的簡単に構成されており、したがってより好適に製造することができるが、この装置は、格段に容易に使用可能である。例えばレーザベースの検出器を備えた変形形態に対して有利には、（例えば一般的なサファイアガラス製ではなくセラミック製の）レーザ測定可能なタッチ面を備えた測定プローブが利用される。
【００１０】
以下では本発明による装置を、概略図及び実施例に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による較正装置の実施例を示す図である。
【図２】触覚式測定プローブの詳細図である。
【図３】検出器視野が比較的狭い、図２の触覚式測定プローブを示す図である。
【図４】タッチエレメントが横方向に変位する触覚式測定プローブを示す図である。
【００１２】
タッチ変位ＩＴｒを測定するため、本発明による較正装置は、座標測定システムとしての触覚式測定プローブと共に工作機械に組み込まれて工作機械制御部に接続される。このような装置を図１に示す。触覚式測定プローブ２はまず、可動のツールヘッド１２のチャック１６内に緊締される。第１のステップにおいてツールヘッド１２は、本発明による較正装置１に向かって移動するため、変位し得るタッチエレメント３ないしは触覚式測定プローブ２の先端部は、他の対象体（例えば基準面８）に接触することなく、検出器５の視野９に到達する。この際には、タッチエレメント３のタッチ面４の一部だけが検出器５の視野９に配置されていれば十分である。較正装置１の検出器５及び計算ユニット６はここから、変位し得るタッチエレメント３の正確な位置を求めることができる。この座標測定システムは、線路１９を介して工作機械制御部１８に接続されているため、較正装置１の計算ユニット６は、ツールヘッドのチャック１６内にある触覚式測定プローブ２の緊締点１７の位置（座標）を呼び出すことができ、またタッチエレメント３の求めた位置（ないしはその座標）と組み合わせて、緊締された測定プローブ２の正確な長さ及びサイズを求めることができる。当然のことながらこの際にこの計算ユニットは、実際のタッチエレメント３のサイズ（通常は頭蓋冠状のタッチエレメントの半径）も考慮する。
【００１３】
したがって負荷が加わっていない（すなわちタッチエレメントの変位がない）状態において、緊締された測定プローブ２のサイズないしは長さを求めた後、較正のため、タッチエレメント３の実際のタッチ変位ＩＴｒを測定する。これについては図２の詳細図を参照されたい。触覚式測定プローブ２は、（図示しない）電気機械式センサを有しており、この電気機械式センサは、タッチエレメント３の変位に応答するかないしは発生した対象体との接触を発信するために信号を出力する（この信号は、例えば電気式、光学式又は赤外線信号であってよい）。タッチエレメント３の実際の変位は一般的に、測定プローブ２のベースにおいて（測定プローブ２の緊締点１７において）行われ、ここには上記の電気機械式センサ（図示せず）も設けられている。しかしながら上記の信号は、タッチエレメント３が所定の変位ＩＴｒを行ってはじめてこのセンサによってトリガされる（タッチエレメント３の元々の位置の破線表示と比較されたい）。タッチ変位ＩＴｒを測定するため、基準面８の方向へのツールヘッド１２の緩慢な移動により、変位し得るタッチエレメント３と共に測定プローブ２を移動させる。ここでこの移動は、測定プローブ２ないしはそのセンサが、タッチエレメント３と基準面８との接触を較正装置１又は座標測定システムに発信し、これらが機械制御部に停止信号を送信し、これによって触覚式測定プローブ２のさらなるすべての運動が停止されるまで続けられる。これにより、タッチエレメント３は、長手方向軸１４の方向にタッチ変位ＩＴｒだけ変位し、この状態においてタッチエレメント３のタッチ変位ＩＴｒを（検出器５によって）測定することができる。ここでも、検出器５の視野９にタッチエレメント３のタッチ面４の関連する部分だけが配置されれば十分である。検出器５及び計算ユニット６はここから、値ＩＴｒだけ変位したタッチエレメント３の正確な位置ないしは座標を求める。つぎにツールヘッド１２のチャック１６内にある触覚式測定プローブ２の緊締点１７の位置（ないしは座標）を再度呼び出し、ここから、信号をトリガするタッチ変位ＩＴｒの際の、測定プローブ２の長さが計算される。負荷が加わっていない状態と負荷が加わった状態において測定した２つの測定プローブ長さの差分から、本発明による較正装置１ないしは座標測定装置は、タッチ変位ＩＴｒの値を求めて、この値を（例えば計算ユニット内に）格納し、及び／又は、これを機械制御部に伝送する。これによって測定プローブ２のタッチ変位ＩＴｒの較正が完了する。ところで、図２において点線は、静止状態にあるすなわち変位していない状態にあるタッチエレメント３ないしは測定プローブ２を示している。
【００１４】
引き続き、例えば緊締された被加工物において測定点の座標を求める際には、上記の測定したタッチ変位ＩＴｒをつねに考慮する。
【００１５】
値ＩＴｒは触覚式測定プローブ毎に異なり得るため、タッチ変位ないしは較正は、測定プローブ毎に個別に実行する。タッチ変位ＩＴｒは、各測定プローブに対する通常の使用時には変化せず、時々検査するだけでよい。
【００１６】
しかしながらツールヘッド１２のチャック１６に測定プローブ２を新たに緊締する場合には、上述の第１のステップを繰り返す、すなわち変位し得るタッチエレメント３の位置を新たに較正することが推奨される。その理由とは、すなわち、測定プローブ２はチャック１６内で、最初の較正時とは正確に同じ位置をもはや有しない、又は、測定プローブ２（又は工作機械）は、元々の較正時とはわずかに異なる温度を有し得る、ということである。タッチ変位ＩＴｒは極めて小さな値であるため、その絶対値は、測定プローブ温度又は機械温度が変化しても実質的に同じままである。
【００１７】
図３には、前の図２の触覚式測定プローブ２と同じ触覚式測定プローブ２が示されている。しかしながら図３からわかるように検出器の視野９は、タッチエレメント３全体ではなく、そのタッチ面４の一部だけを検出する。タッチエレメント３の正確な位置を求めるため、本発明による較正装置には、タッチエレメント３の一部だけでも十分である。このことは特に有利である。なぜならばこれによって基準エレメント７もその基準面８も、最大限の高精度で定める又は位置決めする必要がないからである。ここでは基準面８を（例えば不均一に又は粗く）不正確に定めることさえも可能である。すなわち、測定プローブのタッチ変位ＩＴｒを正確に測定できるようにするため、従来技術とは異なり、上記の変位したタッチエレメント３は、完璧に定められた位置になるようにする必要はない。本発明による装置にとっては、基準面８が検出器の視野９の十分近傍に位置決めされており、信号をトリガする接触の際に、タッチ面４の少なくとも一部分が検出器の視野９内にあるという要求が満たされるので十分である。
【００１８】
図４には、本発明による較正装置の考えられ得る別の実施形態が示されており、ここでは触覚式測定プローブ２は、その長手方向１４だけに変位して較正され得るのではなく、これに対して垂直方向にも変位して較正され得る。当然のことながらこの実施形態は、測定プローブ２だけではなく較正装置も対応して構成されていることを前提としている。図に示したように、ここでは測定プローブ２の長手方向軸１４に対して横方向に、ないしは垂直方向にタッチ変位ＩＴｒが測定される。当然のことながら本発明にしたがえば、測定プローブないしはそのタッチエレメントを組み合わせて、（図４のように）長手方向軸１４の方向にも長手方向軸１４に対して垂直な方向にも共にこれを変位させることができることも考えられる。これにより、測定すべき表面に対して任意に傾いた方向にも、上記の測定プローブによる測定を行うことができる。したがって図４に示した角度αは、９０°とは異なる値をとり得る。角度αは有利には９０°〜１８０°の値を有する。
【００１９】
汚れを防止するため、別の有利な実施形態では、基準面８にノズル１０を備え付けることができ、このノズルにより、後続の測定の前に、基準面そのもの又はタッチエレメントを圧縮空気又はクリーニング液で洗浄する。
【００２０】
したがって本発明は、較正装置と、この較正装置を備えた座標測定システムと、触覚式測定プローブの、信号をトリガするタッチ変位ＩＴｒを測定するための対応する測定方法とに関する。この触覚式測定プローブは、タッチ面を備えた変位し得るタッチエレメントを有する。この変位し得るタッチエレメントは、例えば球状又は頭蓋冠状に構成されており、かつ、軸に固定されている。多くの場合にタッチエレメントは、ベースすなわち測定プローブの脚部における軸と共に変位し得る。上記の較正装置は、検出器、有利にはカメラ又はレーザ測定測定をさらに有する。この検出器は、タッチエレメントのタッチ面を検出するための視野を有する。さらに本発明による装置は、基準面を備えた基準エレメントと、計算ユニットとを有する。
【００２１】
本発明によれば、タッチエレメントのタッチ面と、基準面とが接触して信号がトリガされる（すなわち接触を感知するセンサによって対応する信号が出力される）際に、タッチ面又はこのタッチ面の複数の部分が検出器の視野に入るように、基準エレメントの基準面が検出器の視野に対して配置されている。測定プローブ及びそのタッチエレメントは、あらかじめ設定されておりかつ既知のサイズを有するため、上記の基準面及び視野を容易に互いに位置決めすることができる。検出器は、較正装置の計算ユニットに接続されているため、タッチ面の検出した部分からタッチエレメントの正確な位置を計算することができる。検出器に計算ユニットを組み込んで上記の位置を直接計算することも考えられる。較正装置と機械制御部とを接続して、機械制御部によってタッチエレメントの位置を計算することも考えられる。したがって計算ユニットの機能を例えば較正装置の外部の別のエレメントに収容してもよい。
【００２２】
検出器は、検出したタッチ面の一部に基づいてタッチエレメントの位置を求めるため、基準エレメント又はその基準面は、検出器の検出領域ないしは視野内に位置することが可能であるが、それらの外部に位置することも可能である。
【００２３】
有利には上記の基準エレメントに、クリーニングに使用される１つ又は複数のノズルが備え付けられている。これらのノズルは有利には上記の基準面に配向されている。クリーニングのため、これらのノズルには圧縮空気又はクリーニング液が供給される。これらのノズルは、これらがタッチエレメントの上記の基準面及び／又は表面をクリーニングするように配向することが可能である。
【００２４】
上記のタッチエレメント又はそのタッチ面は、球状又は頭蓋冠状に形成することが可能である。
【００２５】
別の有利な実施形態によれば、上記の較正装置は付加的に工具の位置、特にフライス工具の位置も検出して計算することができる。ここでは検出器が、工具の表面ないしは輪郭を検出して、ここからその正確な位置を求める。
【００２６】
本発明には、実際の較正装置だけではなく、この較正装置を備えた、工作機械用の座標測定システムも含まれる。この座標測定システムは、本発明による較正装置と、変位し得るタッチエレメントを備えた触覚式測定プローブとを有しており、この触覚式測定プローブは、工作機械のツールヘッドに緊締可能である。
【００２７】
本発明の別の変形実施形態では、タッチエレメントの、信号をトリガするタッチ変位ＩＴｒが、測定プローブ長手方向軸に対して、種々異なる複数の方向に発生する、ように測定プローブを構成することが可能である。したがってタッチ変位は、測定プローブ長手方向軸に平行して又は整列するように行われてよく、これに対して直角に（すなわち垂直に）、又は測定プローブの長手方向軸に対して任意の角度αだけ傾けた方向に行われてよい。
【００２８】
さらにタッチエレメントは、押圧力又は引張力によって変位可能であってよい。設けられている計算ユニットは、検出器によって求めたタッチエレメントの位置と、ツールヘッドの位置とに基づいて、タッチエレメントの、上記の信号をトリガするタッチ変位ＩＴｒを計算することができる。
【００２９】
本発明には、測定プローブの、信号をトリガするタッチ変位ＩＴｒを測定する測定方法も含まれる。このためにはまず測定プローブのタッチエレメントと、基準エレメントの基準面とを接触させて、接触信号がトリガされるようにする。引き続き、つぎのステップにおいて、座標測定システムは、測定プローブの既知の長さに基づき、ならびにツールヘッドにおける測定プローブの緊締点の位置と、較正装置の検出器及び計算ユニットによって求めたタッチエレメントの位置とから、測定プローブのタッチ変位ＩＴｒを求める。測定プローブの長さは有利には、タッチ変位を実際に測定する前に測定されるか、又は較正装置の計算ユニットに入力される。測定プローブの長さを測定する場合、信号をトリガするタッチ変位ＩＴｒの測定の前に、測定プローブの長さをつぎのように求めることができる。すなわち、タッチエレメントのタッチ面又はタッチ面の複数の部分を検出器の視野に入れる。ここでこれはこのタッチエレメントを他の対象体に接触させることなく行われる。上記の検出器及び計算ユニットにより、タッチ面の検出した部分から、タッチエレメントの正確な位置を計算する。引き続いて計算ユニットにより、タッチエレメントの検出した位置と、工作機械のツールヘッドにおける測定プローブの緊締点の位置とに基づいて測定プローブの長さを求める。工作機械のツールヘッドにおける測定プローブの緊締点の位置ないしは座標を、例えば工作機械の機械制御部から上記の計算ユニットに電子的に伝送する。このために計算ユニットは有利には工作機械制御部に接続されている。
【００３０】
本発明による測定方法の特に有利な変形実施形態において、新たな測定のためにツールヘッドのチャックに測定プローブが新たに緊締される場合、変位し得るタッチエレメントの位置がそれぞれ新たに較正されるかないしはキャリブレーションされる。これにより、後続の測定の精度が高められる。ここではツールヘッドに測定プローブを新たに緊締する際に、変位し得るタッチエレメントの位置を改めて検出する。この場合、座標測定システムは、以降の位置測定に対し、すでに測定して記憶したタッチ変位ＩＴｒを利用する。
【００３１】
本発明には、本発明にしたがって動作する座標測定システム、又は本発明による較正装置を備えた工作機械、特にフライス盤又は放電加工機械も含まれる。
【００３２】
本発明は、明示した上記の複数の実現性及び実施形態に限定されない。これらの変形実施形態はむしろ、本発明の着想を可能な限りに好適に実施できるようにするための、当業者に対するきっかけとなることを意図したものである。
【符号の説明】
【００３３】
１  較正装置、  ２  触覚式測定プローブ、  ３  変位し得るタッチエレメント、  ４  タッチ面、  ５  検出器、例えばカメラ測定装置又はレーザ測定装置、  ６  計算ユニット、  ７  基準エレメント、  ８  基準面、  ９  検出器の検出領域ないしは視野、  １０  ノズル、  １１  工作機械、  １２  ツールヘッド、  １３  外部測定点、  １４  測定プローブ長手方向軸、  １５  座標測定システム、  １６  工作機械のチャック、  １７  測定プローブの緊締点、  １８  工作機械制御部、  １９  線路
【図１】
2017096920.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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