DE102004015668B3 - Apparatus for quick temperature measurement of a work piece on coordinate measurement apparatus with a measuring probe head and using a temperature sensor - Google Patents

Apparatus for quick temperature measurement of a work piece on coordinate measurement apparatus with a measuring probe head and using a temperature sensor Download PDF

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Abstract

The temperature measuring apparatus uses a measuring probe head and a temperature sensor. The probe head has an under side with a mechanical interface for receiving a key combination. The temperature sensor (23) is arranged on the under side of the head (1) such that it is in contact with a key combination in the head or, where there is no key combination, can be brought into contact with a work piece, whereby the temperature sensor measures and stores temperature values during a given time period. Independent claims also cover a method of temperature measurement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schnellen Werkstücktemperaturmessung auf Koordinatenmessgeräten mit einem Tastkopf vom messenden Typ sowie ein Verfahren zur schnellen Werkstücktemperaturmessung.The The invention relates to a device for rapid workpiece temperature measurement on coordinate measuring machines with a probe of the measuring type as well as a method for fast Workpiece temperature measurement.

In der Koordinatenmesstechnik ist es notwendig, die Temperatur eines Werkstückes zum Zeitpunkt der Messung zu erfassen, da die endliche Wärmeausdehnung der meisten in der Technik gebräuchlichen Materialien zu Maßveränderungen führt, wenn sich die Temperatur von der Bezugstemperatur von 20 °C entfernt.In Coordinate metrology it is necessary to change the temperature of a workpiece at the time of measurement, since the finite thermal expansion most common in the art Materials leads to dimensional changes when the temperature of the reference temperature of 20 ° C away.

In der Koordinatenmesstechnik sind Tastköpfe bekannt, die sich im Wesentlichen in zwei Kategorien beschreiben lassen, die das Verfahren kennzeichnen, mit dem die Berührung (Antastung) des Antastkörpers, üblicherweise ein Taststift mit Antastkugel, am Werkstück erkannt wird.In Coordinate metrology probes are known, which are essentially be described in two categories that characterize the procedure, with the touch (Probing) of the probe, usually a stylus with probing ball is detected on the workpiece.

Tastköpfe vom schaltenden Typ erkennen die Antastung beispielsweise durch Auswerten eines Körperschallimpulses, der bei der Berührung mit dem Werkstück entsteht, oder durch Öffnen beziehungsweise Schließen eines Stromkreises, wenn durch die Antastkräfte ein kinematisches Lager aus seiner Ruhelage gebracht wird. Diese schaltenden Tastköpfe sind mit einer Einrichtung verbunden, die es ermöglicht, sie in drei Raumrichtungen frei zu bewegen mit dem Ziel, die Antastkugel an jeder beliebigen Stelle mit dem Werkstück in Kontakt zu bringen. Diese Tastköpfe haben den Vorteil, dass sie mechanisch einfach und damit kostengünstig realisierbar sind. Sie haben allerdings den Nachteil, dass mit ihnen ein kontinuierliches Abtasten (Scannen) des Werkstückes nicht möglich ist.Probes from switching type detect the probing, for example, by evaluating a structure-borne sound impulse, the one at the touch with the workpiece arises, or by opening or close of a circuit, if by the probing forces a kinematic bearing is brought from its rest position. These switching probes are connected to a device that allows it in three spatial directions free to move with the aim of having the probing ball at any one Place with the workpiece to bring into contact. These probes have the advantage that they are mechanically simple and therefore inexpensive to implement. They have however the disadvantage that with them a continuous scanning (Scanning) of the workpiece not possible is.

Hierzu benötigt man Tastköpfe vom messenden Typ. Sie bestehen aus einem festen Teil, das mit einer Einrichtung verbunden ist, die den Tastkopf in drei Raumdimensionen innerhalb eines definierten Messvolumens frei bewegen und positionieren kann, sowie aus drei üblicherweise orthogonalen, gegenüber dem festen Teil beweglichen Teilen. Die beweglichen Teile sind häufig als Schaukeln mit Parallelfederblechführung ausgebildet, die eine exakte Führung in jeweils einer Raumrichtung ermöglicht. Die drei Schaukeln bauen kinematisch so aufeinander auf, so dass die letzte Schaukel der kinematischen Kette innerhalb eines Bewegungsspielraumes in Form eines Würfels von typisch einigen Millimetern Kantenlänge gegenüber dem festen Teil frei beweglich ist. Weiter sind Rückstellelemente vorgesehen, die die Tastkopfschaukeln in eine Ruhestellung bringen, die etwa in der Mitte des Bewegungsspielraumes liegt, wenn keine äußeren Kräfte auf die Schaukeln wirken. Darüber hinaus sind Positionsmesseinrichtungen vorgesehen, die die Abweichung von der Ruhelage der einzelnen Schaukeln messen und damit einen Auslenkvektor der kinematisch letzten Schaukel gegenüber dem festen Teil definieren. Die Nullpunkte dieser Positionsmesseinrichtungen definieren üblicherweise die genannte Ruhelage.For this needed man probes of the measuring type. They consist of a solid part that with a Device connected to the probe in three room dimensions move and position freely within a defined measuring volume can, as well as three commonly orthogonal, opposite the fixed part of moving parts. The moving parts are often as Swings formed with parallel spring plate guide, the one exact guidance in each case allows a spatial direction. The three swings build kinematically on each other so that the last swing the kinematic chain within a range of motion in shape a cube of typically a few millimeters edge length relative to the fixed part freely movable is. Next are reset elements provided that bring the probe rockers in a rest position, which is located approximately in the middle of the range of motion, if no external forces the swings are working. About that In addition, position measuring devices are provided which measure the deviation from the rest position of each swings measure and thus one Deflection vector of the kinematically last swing opposite the Define fixed part. The zero points of these position measuring devices usually define the quiescent position.

An der letzten Schaukel ist üblicherweise eine mechanische Schnittstelle vorgesehen, die ein automatisches Wechseln von so genannten Tasterkombinationen ermöglicht. Diese Schnittstelle besteht aus einer kinematisch definierten Lagerung, die genau alle sechs kinematischen Freiheitsgrade festlegt, damit beim wiederholten Einwechseln derselben Tasterkombination die Relativlage zwischen der Tastkopfschaukel und dieser Tasterkombination möglichst exakt reproduziert wird.At the last swing is usually one mechanical interface provided, which allows automatic switching of so-called probe combinations allows. This interface consists of a kinematically defined storage, which is exactly all Defines six kinematic degrees of freedom, thus repeated Replacing the same probe combination the relative position between the probe rocker and this combination of probes possible is exactly reproduced.

Zum Stand der Technik ( DE 40 39 336 C2 ) gehört ein Verfahren zur schnellen Werkstücktemperaturmessung auf Koordinatenmessgeräten sowie ein Temperaturmesskopf zur schnellen Werkstücktemperaturmessung. Gemäß dieser Druckschrift ist ein Verfahren beschrieben, wie aus dem Anstieg des Temperaturausgleichsvorganges zwischen einem Temperaturmesskopf und einem Werkstück zu Beginn der Berührung auf die Endtemperatur nach Beendigung des Ausgleichsvorganges geschlossen werden kann, ohne dass dessen Ende abgewartet werden muss. Der gemäß diesem Stand der Technik verwendete Temperaturmesskopf arbeitet nach dem Prinzip eines schaltenden Tastkopf es. Dieser Temperaturmesskopf wird statt eines Messtasters in den Messarm der Koordinatenmessmaschine eingewechselt. Der Temperaturmesskopf wird anschließend mit dem Werkstück in Kontakt gebracht, wobei die Schaltfunktion des Temperaturmesskopfes die Berührung analog zu einem schaltenden Tastkopf anzeigt. Ab dem Zeitpunkt der Werkstückberührung werden die Temperaturmesswerte des Sensors aufgezeichnet. Die aufgezeichneten Messwerte in einem vorbestimmten Zeitintervall, beginnend mit der Werkstückberührung, werden dann mittels eines mathematischen Algorithmus auf die tatsächliche Werkstücktemperatur extrapoliert.The prior art ( DE 40 39 336 C2 ) includes a method for fast workpiece temperature measurement on coordinate measuring machines as well as a temperature measuring head for fast workpiece temperature measurement. According to this document, a method is described, as can be concluded from the rise of the temperature compensation process between a temperature measuring head and a workpiece at the beginning of the contact to the final temperature after completion of the balancing process, without the end of which must be awaited. The temperature measuring head used according to this prior art operates on the principle of a switching probe it. This temperature measuring head is replaced by a measuring probe in the measuring arm of the coordinate measuring machine. The temperature measuring head is then brought into contact with the workpiece, wherein the switching function of the temperature measuring head indicates the touch analogous to a switching probe. From the time of workpiece contact, the temperature readings of the sensor are recorded. The recorded measured values in a predetermined time interval, starting with the workpiece contact, are then extrapolated to the actual workpiece temperature by means of a mathematical algorithm.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Notwendigkeit eines eigenständigen Temperaturmesskopfes, der darüber hinaus Platz in dem Magazin wegnimmt, das zur Aufbewahrung von Tasterkombinationen dient, die automatisch eingewechselt werden können.adversely in this method, the need for an independent temperature probe, the above In addition, takes away space in the magazine, the storage of button combinations serves, which can be replaced automatically.

Zum Stand der Technik ( EP 0 546 784 A2 ) gehört ein Dreh-/Schwenkkopf (18), der einen Tastkopf (20) aufweist. An dem Dreh-/Schwenkkopf (18) ist ein optischer Temperatursensor (42) angeordnet. Der in diesem Stand der Technik verwendete Infrarottemperatursensor hat den Nachteil, dass eine Infrarottemperaturmessung sehr ungenau ist, da je nach Oberfläche des Werkstückes die ermittelten Temperaturwerte sehr stark schwanken und nicht die tatsächliche Temperatur des Werkstückes wiedergeben. Bei glänzenden Oberflächen scheidet eine Infrarottemperaturmessung vollkommen aus.The prior art ( EP 0 546 784 A2 ) includes a rotary head ( 18 ), which has a probe ( 20 ) having. At the rotary / swivel head ( 18 ) is an optical temperature sensor ( 42 ) arranged. The infrared used in this prior art Temperature sensor has the disadvantage that an infrared temperature measurement is very inaccurate, since depending on the surface of the workpiece, the determined temperature values vary greatly and do not reflect the actual temperature of the workpiece. For glossy surfaces, an infrared temperature measurement is completely eliminated.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur schnellen Werkstücktemperaturmessung anzugeben, bei dem die genannten Nachteile nicht auftreten.The The technical problem underlying the invention is that an apparatus and method for rapid workpiece temperature measurement indicate that the disadvantages mentioned do not occur.

Dieses technische Problem wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 5 gelöst.This technical problem is caused by a device with the features of claim 1 and by a method having the features of the claim 5 solved.

Gemäß der Erfindung weist die Vorrichtung zur schnellen Werkstücktemperaturmessung auf Koordinatenmessgeräten mit einem Tastkopf vom messenden Typ einen Temperatursensor auf, der eine in Richtung der Werkstückoberfläche ausgerichtete Kontaktfläche besitzt, die mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird. Die Temperaturmesswerte werden wäh rend einer bestimmten Zeitdauer erfasst. Der Temperatursensor ist an einer Unterseite des Tastkopfes angeordnet, an der auch eine mechanische Schnittstelle für die Aufnahme einer Tasterkombination vorgesehen ist, wobei der Temperatursensor außerhalb des Bereiches der Schnittstelle angeordnet ist.According to the invention has the device for fast workpiece temperature measurement on coordinate measuring machines a probe of the measuring type on a temperature sensor, the has a contact surface oriented in the direction of the workpiece surface, the one with the workpiece is brought into contact. The temperature readings are taken during a certain period of time. The temperature sensor is on one Bottom of the probe arranged, on which also a mechanical Interface for the inclusion of a probe combination is provided, the temperature sensor outside the area of the interface is arranged.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung erfolgt die Antasterkennung in gleicher Weise wie bei einem normalen Antastvorgang mit einem Taster, das heißt über die Wegmesssysteme der beweglichen Schaukeln des Tastkopfes.By the training of the invention the device is the detection in the same way as in a normal probing with a button, that is on the Position measuring systems of the movable rockers of the probe.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass der Temperatursensor an der Unterseite des Tastkopfes, das heißt an der letzten Tastkopfschaukel angeordnet ist. Es ist nicht erforderlich, einen gesonderten Temperaturmesskopf einzuwechseln, der einen Platz in dem Magazin, das zur Aufbewahrung der Tasterkombinationen dient, wegnehmen würde.The inventive device has the advantage that the temperature sensor at the bottom of the Probe, that is is arranged on the last Tastkopfschaukel. It is not necessary, to exchange a separate temperature measuring head, which has a place in the magazine, which is used to store the probe combinations, would take away.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass im Zustand eines eingewechselten Tasters die Tasteraufnahme sich mit dem Temperaturfühler in Kontakt befindet. Damit kann zumindest indirekt auf die Temperatur des Taststiftes während der Antastung geschlossen werden, was eine thermische Längenkorrektur des Taststiftes ermöglicht.One Another advantage is that in the state of a substitute Taster the button recording itself with the temperature sensor in Contact is located. This can at least indirectly affect the temperature of the stylus during the probing be closed, giving a thermal length correction of the stylus allows.

Vorteilhaft ist der Temperatursensor fest an der Unterseite des Tastkopfes an der kinematisch letzten Tastkopfschaukel angeordnet.Advantageous the temperature sensor is firmly attached to the underside of the probe the kinematically last probe rocker arranged.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Temperatursensor auf einer Druckfeder gelagert, so dass sich die Kontaktfläche des Temperatursensors in Richtung der Werkstückoberfläche ausrichten kann.According to one advantageous embodiment of the invention is the temperature sensor stored on a compression spring, so that the contact surface of the temperature sensor align in the direction of the workpiece surface can.

Die Federkraft der Druckfeder ist so zu wählen, dass durch Kontakt des Temperatursensors mit dem Werkstück die Tastkopfschaukel ausgelenkt wird, die in Richtung Antastkraft beweglich ist, so dass über das Wegmesssystem dieser Tastkopfschaukel feststellbar ist, dass eine Auslenkung und damit ein Kontakt stattgefunden hat.The Spring force of the compression spring is to be chosen so that by contact of the Temperature sensor with the workpiece the probe swing is deflected in the direction of probing force is movable, so over the displacement measuring system of this probe rocker is ascertainable that a deflection and thus a contact has taken place.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

  • 1. Der Temperatursensor des Tastkopfes, bei dem die Tasteraufnahme aus der Schnittstelle entfernt ist, wird mit dem Werkstück in Kontakt gebracht;
  • 2. durch den Kontakt wird wenigstens eine Tastkopfschaukel ausgelenkt;
  • 3. die Auslenkung wird durch wenigstens ein Wegmesssystem des Tastkopfes erfasst;
  • 4. nach Erreichen einer vorbestimmten Auslenkung der untersten Tastkopfschaukel werden die Antriebe der Koordinatenmessmaschine stillgesetzt;
  • 5. die Werkstücktemperaturerfassung wird gestartet, derart, dass die Werkstücktemperaturmesswerte erfasst und ausgewertet werden.
The method according to the invention comprises the following method steps:
  • 1. The temperature sensor of the probe, wherein the probe receptacle is removed from the interface, is brought into contact with the workpiece;
  • 2. by the contact at least one Tastkopfschaukel is deflected;
  • 3. the deflection is detected by at least one displacement measuring system of the probe;
  • 4. After reaching a predetermined deflection of the lowermost Tastkopfschaukel the drives of the coordinate measuring machine are stopped;
  • 5. The workpiece temperature detection is started, such that the workpiece temperature measured values are recorded and evaluated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Werkstücktemperaturmesswerte erst nach einer vorbestimmten Zeit nach der Antastung erfasst und ausgewertet. Dieses vorbestimmte Zeitintervall richtet sich nach der Art und Ausführung des Temperatursensors. Je nach Temperatursensor erfasst dieser nicht unmittelbar ab dem Berührungszeitpunkt die Temperaturänderungen. Üblicherweise wird ein gewisser Zeitraum benötigt, bis eine Temperaturänderung der Kontaktfläche von dem eigentlichen Sensorelement erfasst wird.According to one Advantageous embodiment of the invention, the workpiece temperature readings recorded after a predetermined time after probing and evaluated. This predetermined time interval depends on the type and design of the temperature sensor. Depending on the temperature sensor does not detect this immediately after the contact time the temperature changes. Usually will a certain period of time needed to a temperature change the contact surface is detected by the actual sensor element.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Verlauf der Temperaturmesswerte aufgezeichnet und über ein numerisches Auswerteverfahren an eine vorgegebene Funktion angepasst, so dass die tatsächliche Werkstücktemperatur mit Hilfe der so ermittelten Anpasstemperatur bestimmt wird.According to one Another advantageous embodiment of the invention, the course recorded the temperature readings and a numerical evaluation adapted to a given function, so that the actual Workpiece temperature determined with the help of the thus determined fitting temperature.

Dazu wird der gemessene Temperaturverlauf TF(t) beispielsweise an eine Funktion der Form TF(t) = TWS (1 – e –t/τ)angepasst, wobei

TF =
Fühlertemperatur,
TWS =
Werkstücktemperatur,
t =
Messdauer,
τ =
kontaktspezifische Konstante (materialabhängig)
ist.For this purpose, the measured temperature profile T F (t), for example, to a function of the shape T F (t) = T WS (1 - e -t / τ ) adapted, where
T F =
Sensor temperature,
T WS =
Workpiece temperature,
t =
Measurement time,
τ =
contact-specific constant (depending on material)
is.

Aus der Anpassung erhält man die beiden Anpassungsparameter TWS und τ, wobei TWS die Werkstücktemperatur ist, die sich nach genügend langer Messdauer einstellt, während τ eine kontaktspezifische Größe ist. Durch dieses Auswerteverfahren ist eine Extrapolation der Werkstücktemperatur mit einer Genauigkeit von 0,1 °K möglich bei einer Verkürzung der Messdauer um einen Faktor 5 bis 6 gegenüber dem tatsächlichen Erreichen der Werkstücktemperatur durch den Temperaturfühler.From the adaptation one obtains the two adaptation parameters T WS and τ, where T WS is the workpiece temperature, which adjusts after a sufficiently long measurement period, while τ is a contact-specific variable. By means of this evaluation method, an extrapolation of the workpiece temperature with an accuracy of 0.1 ° K is possible with a shortening of the measuring time by a factor of 5 to 6 compared to the actual reaching of the workpiece temperature by the temperature sensor.

Ein derartiges Extrapolationsverfahren ist zum Beispiel in der Druckschrift DE 40 39 336 C2 oder in "Internationale Messe für Bauelementefertigung" Konferenzunterlagen – Fertigungstechnik und Anwendungen, Rhein-Main-Halle Wiesbaden, 20.-22. September 1982, ISBN 0-907634-08-7, offenbart.Such extrapolation method is for example in the document DE 40 39 336 C2 or in "International Fair for component manufacturing" Conference documents - production engineering and applications, Rhein-Main-Halle Wiesbaden, 20.-22. September 1982, ISBN 0-907634-08-7.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass durch die Registrierung des Berührungszeitpunktes sowie durch das spezielle Auswerteverfahren so eine kurze Messzeit erreicht wird bei gleichzeitiger Sicherheit, dass der Temperatursensor auch tatsächlich am Werkstück anliegt. Mit Hilfe des beschriebenen Auswerteverfahrens ist eine Verkürzung der Messdauer möglich im Vergleich zu einer Messung, bei der das Erreichen der Werkstücktemperatur durch den Fühler abgewartet wird. Ein sicheres flächiges Anliegen des Temperatursensors am Werkstück ist durch die federnde Lagerung des Temperatursensors gewährleistet. Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, dass auch schon kleinste Auslenkungen detektiert werden, während bei der zum Stand der Technik gehörenden Ausführungsform mit einem schaltenden Temperaturmesskopf eine gewisse Antastkraft erst überwunden werden muss.The inventive device has the advantage that by registering the touch time as well as a short measuring time due to the special evaluation procedure is achieved while ensuring that the temperature sensor too indeed on the workpiece is applied. With the help of the described evaluation is a shortening the measuring duration possible compared to a measurement in which the achievement of the workpiece temperature through the feeler is waited. A safe areal Concern of the temperature sensor on the workpiece is due to the resilient mounting ensures the temperature sensor. About that In addition, the device according to the invention the advantage that even the smallest deflections are detected, while in the prior art embodiment with a switching temperature probe overcome a certain probing force must become.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tastkopfes nur beispielhaft dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the accompanying drawings, in the one embodiment a probe according to the invention is shown only by way of example. In the drawing show:

1 einen Tastkopf vom messenden Typ in perspektivischer Ansicht (Stand der Technik); 1 a probe of the measuring type in perspective view (prior art);

2 eine Tastkopfunterseite mit Temperatursensor in perspektivischer Ansicht; 2 a probe bottom with temperature sensor in perspective view;

3 die graphische Auswertung einer Messung, bei der die Temperaturen von Werkstück und Temperaturmesskopf separat erfasst und aufgetragen wurden. 3 the graphical evaluation of a measurement in which the temperatures of the workpiece and the temperature measuring head were recorded and applied separately.

1 zeigt einen messenden Tastkopf (1), wie er gemäß dem Stand der Technik bekannt ist. Der Tastkopf (1) weist drei Tastkopfschaukeln (2, 3, 4) auf. Die Tastkopfschaukeln (2, 3, 4) erlauben eine Auslenkung des Tastkopf es in X-, Y- und Z-Richtung. Hierzu weisen die Tastkopfschaukeln jeweils einen ortsfesten (2', 3', 4') und einen relativ dazu beweglichen Teil (2'', 3'', 4'') auf. Die ortsfesten Teile (2', 3', 4') und die beweglichen Teile (2'', 3'', 4'') sind über Federbleche (5, 6, 7) jeweils relativ zueinander verschiebbar miteinander verbunden. 1 shows a measuring probe ( 1 ), as known in the art. The probe ( 1 ) has three probe rockers ( 2 . 3 . 4 ) on. The probe swings ( 2 . 3 . 4 ) allow a deflection of the probe it in the X, Y and Z direction. For this purpose, the probe rockers each have a fixed ( 2 ' . 3 ' . 4 ' ) and a relatively movable part ( 2 '' . 3 '' . 4 '' ) on. The fixed parts ( 2 ' . 3 ' . 4 ' ) and the moving parts ( 2 '' . 3 '' . 4 '' ) are over spring plates ( 5 . 6 . 7 ) are each connected to each other displaceable relative to each other.

An einer Tasteraufnahme (8) wird ein Taststift (nicht dargestellt) befestigt. Jede Tastkopfschaukel weist jeweils ein Wegmesssystem (9, 10, 11) auf. Der Tastkopf (1) weist Gewichtsausgleichsfedern (12, 13, 14) auf, die mit einer Spindelmutter (15) verbunden sind. Eine Spindel (16) wird zum Bewegen der Spindelmutter von einem Motor (17) angetrieben.At a button recording ( 8th ) a stylus (not shown) is attached. Each probe rocker has a position measuring system ( 9 . 10 . 11 ) on. The probe ( 1 ) has counterbalance springs ( 12 . 13 . 14 ), which with a spindle nut ( 15 ) are connected. A spindle ( 16 ) is used to move the spindle nut from a motor ( 17 ).

2 zeigt die Taststiftaufnahme (8) mit Lagern (18, 19, 20). Zur Fixierung der Tasterkombination ist ein Haken (21) vorgesehen, der eine vorbestimmte Haltekraft ausübt und Gegenlager der Tasterkombination (nicht dargestellt) in die Lager (18, 19, 20) drückt. 2 shows the stylus recording ( 8th ) with bearings ( 18 . 19 . 20 ). To fix the button combination is a hook ( 21 ) is provided, which exerts a predetermined holding force and counter-bearing of the probe combination (not shown) in the camp ( 18 . 19 . 20 ) presses.

An einer Unterseite (22) des Tastkopfes (1) ist ein Temperatursensor (23) mittels einer Druckfeder (24) federnd gelagert. In der in 2 dargestellten Ausführungsform, das heißt ohne eingewechselte Tasterkombination, wird der Temperatursensor (23) mit einem Werkstück (nicht dargestellt) in Kontakt gebracht. Hierdurch wird die Tastkopfschaukel (4) 1) ausgelenkt. Diese Auslenkung wird von dem Wegmesssystem (11) erfasst. Hierdurch wird der Antastzeitpunkt des Temperatursensors (23) mit einem Werkstück genau erfasst. Durch die Berührung wird die eigentliche Temperaturerfassung ausgelöst.At a bottom ( 22 ) of the probe ( 1 ) is a temperature sensor ( 23 ) by means of a compression spring ( 24 ) spring-mounted. In the in 2 illustrated embodiment, that is without substitute button combination, the temperature sensor ( 23 ) is brought into contact with a workpiece (not shown). This will cause the probe rocker ( 4 ) 1 ) deflected. This deflection is determined by the displacement measuring system ( 11 ) detected. As a result, the contact point of the temperature sensor ( 23 ) accurately detected with a workpiece. The actual temperature detection is triggered by the touch.

In 3 ist der Temperaturverlauf am Temperatursensor (23) in einer Kurve (A) dargestellt, während die Kurve (B) die Werkstücktemperatur während des Messvorganges zeigt. Der deutliche Knick nach circa ein bis zwei Sekunden stellt den Zeitpunkt dar, zu dem der Temperatursensor (23) die tatsächliche Temperaturänderung erfasst. Der Berührungszeitpunkt ist bei null Sekunden in der in der 3 gezeigten Darstellung. Bis der Temperatursensor (23) die tatsächliche Werkstücktemperatur angenommen hat, müsste in diesem Messbeispiel der Kontakt zum Werkstück etwa 30 Sekunden aufrechterhalten werden. Mit Hilfe des beschriebenen Auswerteverfahrens genügt jedoch eine Kontaktzeit von circa sieben Sekunden ab Werkstückberührung, in der der Temperaturverlauf aufgezeichnet wird, um auf die tatsächliche Werkstücktemperatur extrapolieren zu können.In 3 is the temperature profile at the temperature sensor ( 23 ) in a curve (A), while the curve (B) shows the workpiece temperature during the measuring process. The significant kink after about one to two seconds represents the time at which the temperature sensor ( 23 ) detects the actual temperature change. The contact time is at zero seconds in the 3 shown illustration. Until the temperature sensor ( 23 ) has assumed the actual workpiece temperature, the contact with the workpiece would have to be maintained for about 30 seconds in this measurement example. With the help of the described Off However, a contact time of about seven seconds from workpiece contact, in which the temperature profile is recorded in order to extrapolate to the actual workpiece temperature is sufficient.

Die dadurch bestimmte Werkstücktemperatur kann nun dazu verwendet werden, die temperaturabhängige Längenausdehnung des Werkstückes zu korrigieren.The thereby certain workpiece temperature can now be used to the temperature-dependent length expansion of the workpiece too correct.

11
Tastkopfprobe
2, 3, 42, 3, 4
Tastkopfschaukelscanning head rocker
2', 3', 4'2 ', 3', 4 '
fester Teil der Tastkopfschaukelsolid Part of the probe swing
2'', 3'', 4''2 '', 3 '', 4 ''
beweglicher Teil der TastkopfschaukelPortable Part of the probe swing
5, 6, 75, 6, 7
Federblechespring plates
88th
TasteraufnahmeProbe body
9, 10, 119 10, 11
Wegmesssystememeasuring systems
12, 13, 1412 13, 14
GewichtsausgleichsfedernCounterbalancing springs
1515
Spindelmutterspindle nut
1616
Spindelspindle
1717
Motorengine
18, 19, 2018 19, 20
Lagercamp
2121
Hakenhook
2222
Unterseite des Tastkopfes (1)Bottom of the probe ( 1 )
2323
Temperatursensortemperature sensor
2424
Druckfedercompression spring
A, BA, B
KurveCurve

Claims (7)

Vorrichtung zur schnellen Werkstücktemperaturmessung auf Koordinatenmessgeräten mit einem Tastkopf vom messenden Typ mit Hilfe eines Temperatursensors, wobei der Tastkopf eine Unterseite mit einer mechanischen Schnittstelle für die Aufnahme einer Tasterkombination aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass der Temperatursensor (23) an der Unterseite (22) des Tastkopfes (1) so angeordnet ist, dass er sich mit einer in den Tastkopf eingewechselten Tasterkombination in Kontakt befindet, oder bei Fehlen der Tasterkombination mit einem Werkstück in Kontakt bringbar ist, wobei mit dem Temperatursensor (23) Temperaturmesswerte während einer bestimmten Zeitdauer erfassbar und speicherbar sind.Device for rapid workpiece temperature measurement on coordinate measuring machines with a probe head of the measuring type with the aid of a temperature sensor, wherein the probe head has a lower side with a mechanical interface for receiving a probe combination, characterized in that the temperature sensor ( 23 ) on the bottom ( 22 ) of the probe ( 1 ) is arranged in such a way that it is in contact with a probe combination inserted in the probe head or, in the absence of the probe combination, can be brought into contact with a workpiece, wherein with the temperature sensor ( 23 ) Temperature readings can be detected and stored for a certain period of time. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (23) fest an der Unterseite (22) angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the temperature sensor ( 23 ) firmly at the bottom ( 22 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckfeder (24) zur federnden Lagerung des Temperatursensors (23) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a compression spring ( 24 ) for resilient mounting of the temperature sensor ( 23 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (24) eine Federkraft aufweist, die zwischen einer Haltekraft für eine Tasterkombination und einer Auslenkkraft einer Schaukel (4), die in Richtung einer Antastkraft beweglich ist, liegt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the compression spring ( 24 ) has a spring force between a holding force for a combination of probes and a deflection force of a swing ( 4 ), which is movable in the direction of a probing force lies. Verfahren zur schnellen Werkstücktemperaturmessung mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (23) des Tastkopfes (1), ohne dass eine Tasterkombination in den Tastkopf eingewechselt ist, mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird, dass durch den Kontakt wenigstens eine Tastkopfschaukel (4) ausgelenkt wird, dass durch wenigstens ein Wegmesssystem (11) des Tastkopfes (1) die Auslenkung erfasst wird, wodurch die Werkstücktemperaturerfassung gestartet wird, derart, dass die Werkstücktemperaturmesswerte erfasst und ausgewertet werden.Method for fast workpiece temperature measurement with a device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor ( 23 ) of the probe ( 1 ), without a probe combination is loaded into the probe, is brought into contact with the workpiece, that by the contact at least one Tastkopfschaukel ( 4 ) is deflected by at least one displacement measuring system ( 11 ) of the probe ( 1 ) detects the deflection, whereby the workpiece temperature detection is started, such that the workpiece temperature measured values are detected and evaluated. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach dem Zeitpunkt der Berührung des Werkstückes durch den Temperatursensor die Werkstücktemperaturmesswerte erfasst und ausgewertet werden.Method according to claim 5, characterized in that that after expiration of a predetermined time after the time of contact of the workpiece the temperature sensor the workpiece temperature readings recorded and evaluated. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Temperaturmesswerte ab dem Zeitpunkt der Berührung oder nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit aufgezeichnet und über ein numerisches Auswerteverfahren an eine vorgegebene Funktion angepasst wird, und dass die tatsächliche Werkstücktemperatur mit Hilfe der so ermittelten Anpasstemperatur bestimmt wird.Method according to claim 5 or 6, characterized that the course of the temperature readings from the time of contact or after Recorded a predetermined time and over a Numerical evaluation adapted to a given function will, and that the actual Workpiece temperature determined with the help of the thus determined fitting temperature.
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