DE19905514A1

DE19905514A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen von Werkstücken unter Verwendung einer Koordinatenpositionierungsmaschine

Info

Publication number: DE19905514A1
Application number: DE19905514A
Authority: DE
Inventors: Alexander Tennant Sutherland
Original assignee: Renishaw PLC
Current assignee: Renishaw PLC
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-17
Also published as: US6131301A; GB9815334D0; GB2328025B; GB2328025A

Abstract

Geschwindigkeitsabhängige Meßfehler, die durch Koordinatenmeßmaschinen (CMMs) gebildet werden, werden dadurch korrigiert, daß ein Polynomausdruck abgeleitet wird, der Komponenten der Fehler auf die relative Geschwindigkeit zwischen dem Tastkopf und dem Werkstück bezieht. Es wird eine Kalibrierung ausgeführt, um die Konstanten des Polynoms für verschiedene Tasterkonfigurationen des Tastkopfes zu bilden, und diese Konstanten werden gespeichert. Während eines Meßprozesses erzeugt der Tastkopf analoge Ausgangssignale, aus denen ein Auslösesignal erzeugt wird, um die Ausgangssignale der Maschinenmeßvorrichtungen zu fixieren. Die Tastkopf- und Maschinenausgangssignale werden bei getakteten Intervallen über einen Bereich von Positionen überwacht und aufgezeichnet, innerhalb dem die Position liegt, an der die Maschinenablesungen fixiert wurden. Tatsächliche relative Geschwindigkeitswerte werden an jeder Position berechnet und die Fehler in den Maschinenablesungen können unter Verwendung dieser Werte und der gespeicherten Konstanten an jeder Position aus dem Polynom berechnet werden. DOLLAR A Somit können Signalverzögerungen, die eingeführt sind, um ein falsches Auslösen des Tastkopfes zu vermindern, kompensiert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermessen der Abmessungen von Werkstücken unter Verwendung einer Koordinatenpositionierungsmaschine, wie beispielsweise einer Koordina tenmeßmaschine (CMM) oder einer Werkzeugmaschine. Im allgemeinen wird eine derartige Maschine dazu verwendet, einen Meßtastkopf über ei ne Maschinensteuerung gesteuert in drei Dimensionen zu bewegen, und umfaßt Meßvorrichtungen zur Bestimmung der Position der Maschine re lativ zu einem Bezugspunkt (datum) zu einem beliebigen Zeitpunkt wäh rend ihrer Bewegung. Die Maschine trägt einen Meßtastkopf, der eine Si gnalvorrichtung oder Signalvorrichtungen aufweist, die ein Signal erzeu gen, wenn der Tastkopf eine vorbestimmte Position relativ zu einer Ober fläche des Werkstückes erreicht. Die Tastköpfe können Nicht-Kontakt- Tastköpfe, wie beispielsweise optische Lasertastköpfe, Videotastköpfe oder Näherungstastköpfe sein, oder können einen Taster tragen, der mit einer Werkstückoberfläche in Kontakt treten kann. Das Tastkopfsignal wird üb licherweise durch eine Signalaufbereitungsschaltung in einer Schnittstel leneinheit verarbeitet, um einen Auslösesignalausgang zu erzeugen, der zu der Maschine geleitet und von dieser dazu verwendet wird, die Ablesungen der Meßvorrichtungen zu fixieren und die Maschine zu stoppen.

Die Erfindung findet insbesondere dann Anwendung, wenn der Tastkopf einen Werkstückkontakttaster und Signalvorrichtungen aufweist, die von dem Tastkopf verwendet werden, um einen Analogausgang zu erzeugen. Beispiele derartiger Vorrichtungen sind Dehnungsmeßeinrichtungen oder piezoelektrische Elemente. Die Ausgänge der Signalvorrichtungen werden zu der Schnittstelleneinheit geleitet, die ihren Ausgang in der Form eines Auslösesignales zu die Maschine sendet, wenn die Ausgänge der Tastkopf signalvorrichtungen einen vorbestimmten Schwellenpegel erreichen.

Diese bekannten Signalvorrichtungen sind hochempfindlich und können Ausgaben durch Überschreiten des Schwellenpegels infolge von Beschleu nigungen der Maschine bewirken, die durch Schwingungen oder ander weitig erzeugt werden. Diese Schwingungen können bewirken, daß die Schnittstelleneinheit ein Auslösesignal erzeugen kann, sogar, obwohl der Taster des Tastkopfes nicht mit dem Werkstück in Kontakt getreten ist. Derartige Auslösesignale sind als falsche Auslöser bekannt und es wurden in der Vergangenheit verschiedene Versuche durchgeführt, um derartige falsche Auslöser zu beseitigen.

Es ist beispielsweise aus dem US-Patent Nr. 4,177,568 bekannt, ein er stes Signal von hochempfindlichen piezoelektrischen Elementen zu erzeu gen, das an die Maschinensteuerung gesandt wird, um die augenblickliche Position der Maschinenmeßvorrichtungen zu lesen und zu fixieren, und auch um ein zweites Signal ein vorbestimmtes Zeitintervall nach dem er sten Signal zu erzeugen, das bestätigt, daß das erste Signal ein echtes Auslösesignal war. Die Maschinenstopfolge wird nur bei Empfang des Be stätigungssignales eingeleitet. Andere Verfahren zur Verringerung oder Beseitigung des Auftretens von falschen Auslösern sind in den europäi schen Patenten Nr. 420 305, 605 140, 641 427, 695 926, 501 680 und 501 681 offenbart worden. Einige dieser Verfahren haben die Einführung einer Zeitverzögerung zwischen dem Moment, wenn das Signal von den Tastkopfsignalvorrichtungen einen Schwellenpegel erreicht, und dem Zeit punkt zur Folge, an dem ein Auslösesignal von der Schnittstelleneinheit zu der Maschinensteuerung geleitet wird, um die Maschinenablesungen zu fixieren und die Maschinenstopfolge einzuleiten.

Die Einführung dieser Zeitverzögerung stellt einen Kompromiß dar, da es im allgemeinen so ist, daß, je länger die Zeitverzögerung ist, um so mehr falsche Auslöser beseitigt werden, aber gleichzeitig die durch den Tastkopf durchgeführten Messungen gegenüber Ungenauigkeiten infolge der Ge schwindigkeit anfälliger werden, mit der sich die Maschine zu dem Zeit punkt bewegt, an dem das Auslösesignal erzeugt wird. Dies ist insbeson dere so, wenn die Geschwindigkeit nicht konstant ist.

Es ist auch bekannt, daß eine Zeitverzögerung zwischen dem tatsächli chen Augenblick, an dem ein Taster mit einem Werkstück in Kontakt tritt, und der Erzeugung des sich daraus ergebenden Tastkopfsignals durch die Tastkopfsignalvorrichtung oder die Tastkopfsignalvorrichtungen besteht. Diese Verzögerung (die als Tasterausbreitungsverzögerung bezeichnet ist) ist für eine beliebige gegebene Tasterkonfiguration und Abtastrichtung konstant, kann aber geschwindigkeitsabhängige Meßfehler bewirken, wenn der Tastkopf bei verschiedenen relativen Geschwindigkeiten zwi schen dem Taster und dem Werkstück verwendet wird. Die Fehler, die durch sowohl diese Tasterausbreitungsverzögerungen als auch durch an dere Verzögerungen bewirkt werden, können jedoch kalibriert und nach folgend beseitigt werden, wenn die Kalibrierung bei einer spezifischen re lativen Geschwindigkeit ausgeführt wird und danach alle an den Werk stücken durchgeführten Messungen mit der gleichen relativen Geschwin digkeit ausgeführt werden. Dies kann eine Beschränkung der Flexibilität des Meßprozesses darstellen.

In dem europäischen Patent Nr. 147 529 ist vorgeschlagen worden, ge schwindigkeitsabhängige Tasterausbreitungsfehler dadurch zu korrigie ren, daß der Tastkopf an der Maschine bei vielen verschiedenen Ge schwindigkeiten kalibriert wird und danach die durch die Maschine durchgeführten Messungen bei verschiedenen Geschwindigkeiten durch Auslesen eines Korrekturfaktors aus einer Kalibrierungstabelle korrigiert werden, der für die Nenngeschwindigkeit des Tastkopfes geeignet ist.

Während ein derartiges Korrektursystem zu Verbesserungen der Meßge nauigkeit führen kann, weisen verschiedene Tasterkonfigurationen ver schiedene Eigenschaften auf. Somit muß bei diesem Korrektursystem entweder eine sehr große Menge an Vorkalibrierungsdaten in die Kalibrie rungstabelle unter Verwendung aller verschiedenen Tasterkonfigurationen aufgenommen werden, die zu verwenden möglich sind, und diese müssen für einen vollständigen Bereich von Geschwindigkeiten für verschiedene Werkstücke kalibriert werden, oder es wird erforderlich, jedesmal, wenn ein Taster gewechselt wird, eine neue Kalibrierungstabelle zu erzeugen.

Es ist jedoch nicht immer möglich, daß insbesondere bei einer Koordina tenmeßmaschine die tatsächliche Geschwindigkeit bekannt ist, mit der sich die Maschine zu dem Augenblick bewegt, an dem der Taster des Tastkopfes mit der Werkstückoberfläche in Kontakt tritt.

Beispielsweise ist während einer allgemeinen Inspektionsroutine nur die Nennposition der Werkstückoberfläche bekannt. Es ist daher möglich (beispielsweise, wenn der Tastkopfzyklus nahe der Oberfläche gestartet wird und/oder die Tastkopfgeschwindigkeit hoch ist), daß die Maschine beschleunigt oder verzögert werden kann, wenn der Taster mit der Werk stückoberfläche in Kontakt tritt. Die Maschine bewegt sich deshalb nicht mit der Nenntastkopfgeschwindigkeit und die angewendete Korrektur ist ungeeignet.

Dieses Problem ist sogar noch schwieriger zu lösen, wenn die Maschine einen Tastkopf und eine Schnittstelle umfaßt, die so angepaßt sind, daß sie eine beträchtliche zusätzliche Zeitverzögerung zwischen dem tatsächli chen Kontakt des Tasters mit der Werkstückoberfläche und der Erzeu gung eines Auslösesignales von der Schnittstelle anlegen, um falsche Auslöser zu minimieren. Dies verhält sich so nicht nur aufgrund der grö ßeren Distanz, welche die Maschine zwischen dem Augenblick des Taster kontaktes mit der Werkstückoberfläche und der Erzeugung des Auslösesi gnales durchlaufen hat, sondern auch aufgrund dessen, daß der die Zeit verzögerung erzeugende Mechanismus selbst auch geschwindigkeitsab hängig sein kann und daher zu der Gesamtzeitverzögerung zwischen dem tatsächlichen Augenblick des Kontaktes und der Erzeugung des Auslöse signales beiträgt.

Gemäß einer Ausführungsform umfaßt die Erfindung die folgenden Schritte, daß:
die Komponenten des Meßfehlers festgelegt werden, der durch die Zeitverzögerung zwischen dem Erreichen der vorbestimmten Position durch den Tastkopf und der Erzeugung des Auslösesignales bewirkt wird,
eine mathematische Funktion zwischen den Komponenten und der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Tastkopf und dem Werkstück be stimmt wird,
eine Kalibrierung durchgeführt wird, um Parameter der mathemati schen Funktion für eine gegebene Tastkopfkonfiguration zu bestimmen,
die Parameter gespeichert werden,
aus den Ausgängen der Tastkopfsignalvorrichtung oder der Tastkopf signalvorrichtungen und der Maschinenmeßvorrichtungen während eines nachfolgenden Meßprozesses mit der gegebenen Tastkopfkonfiguration die tatsächlichen Werte der relativen Geschwindigkeit zumindest über einen Bereich von Positionen berechnet werden, innerhalb denen die durch die fixierten Ablesungen definierte Position liegt, und
mit der mathematischen Funktion Korrekturberechnungen unter Ver wendung der gespeicherten Parameter und der berechneten relativen Ge schwindigkeiten durchgeführt werden, um die fixierten Ablesungen ge genüber geschwindigkeitsabhängigen Fehlern zu korrigieren.

Eine der Bedingungen, die durch das Tastkopfsignal erfüllt sein muß, be vor die Signalaufbereitungsschaltung einen Auslösesignalausgang erzeugt, besteht darin, daß das Tastkopfsignal einen vorbestimmten Schwellenpe gel erreichen und für eine kurze Zeit oberhalb dieser Schwelle bleiben muß.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Signal aufbereitungsschaltung ein Filter, das eine Zeitverzögerung zwischen der Erzeugung des Tastkopfsignales und der Erzeugung des Auslösesignales durch die Signalaufbereitungsschaltung einführt. Die Zeitverzögerung ist ausreichend, um sicherzustellen, daß im wesentlichen alle der falschen Auslösesignale, die vorher infolge von Schwingungen der Maschine erzeugt wurden, beseitigt sind.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das Tastkopfsignal durch Dehnungsmeßeinrichtungen gebildet, die einen Analogausgang erzeugen, und die Signalaufbereitungsschaltung bildet den Auslösesignalausgang nur, wenn das Signal von zumindest einer der Dehnungsmeßeinrichtun gen einen vorbestimmten Schwellenpegel erreicht hat und für eine vorbe stimmte Zeit an oder oberhalb dieses Schwellenpegels bleibt. Das Filter ist ein analoges Tiefpaßfilter, das einen Ansprechzeitfehler von dem sich än dernden Signal einführt, das durch die Dehnungsmeßeinrichtungen er zeugt wird. Somit wird das Auslösesignal von der Signalaufbereitungs schaltung nur erzeugt, wenn der Ausgang von dem Filter einen Schwel lenpegel erreicht, der durch einen Komparator in der Signalaufbereitungs schaltung festgelegt ist.

Das Ausgangsansprechen des Filters ist jedoch abhängig von der An stiegsrate des Eingangssignales, das bei der bevorzugten Ausführungs form den Ausgang von den Dehnungsmeßeinrichtungen darstellt. Dieser ist seinerseits von der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Tastkopf und der Werkstückoberfläche abhängig. Als ein Ergebnis ist die Zeitverzö gerung, die durch das Filter erzeugt wird, auch von der relativen Ge schwindigkeit abhängig.

Somit haben sowohl die Tasterausbreitungsverzögerung, die für eine gege bene Tasterkonfiguration und Abtastrichtung feststeht, als auch die ge schwindigkeitsabhängige Filterverzögerung geschwindigkeitsabhängige Meßfehler zur Folge.

Da diese beiden Zeitverzögerungen in großem Umfang reproduzierbar sind, kann gemäß eines neuartigen Merkmales der Erfindung eine Vorher sage über die Funktion zwischen der Gesamtzeitverzögerung und der re lativen Geschwindigkeit des Tastkopfes und des Werkstückes in der Form einer Polynomgleichung gemacht werden. Die vorhergesagte Beziehung kann durch einen Vorkalibrierungsprozeß überprüft werden, bei dem eine Anzahl von Punkten an einem Kalibrierungsraum in mehreren verschie denen Richtungen bei mehreren verschiedenen Geschwindigkeiten, typi scherweise drei, für eine gegebene Tasterkonfiguration gemessen wird. Die resultierende Datentabelle ist nicht zufällig und das vorhergesagte Po lynom kann mit geeigneten Koeffizienten an den erforderlichen Genauig keitsgrad angepaßt werden.

Die verwendeten Richtungen können auf die X-, Y- und Z-Richtungen be grenzt sein, wobei in diesem Fall drei relativ einfache Polynomausdrücke vorhergesagt werden können, einer für jede Richtung. Alternativ dazu kann ein komplexeres Polynom für einen Tastkopfkontakt in einer beliebi gen Richtung vorhergesagt werden und es werden dann einige von der Achse versetzten Richtungen bei der Vorkalibrierung verwendet.

Sobald die Koeffizienten aus dem Vorkalibrierungsprozeß bestimmt wor den sind, kann die Polynomgleichung in der Steuerung gespeichert wer den und dann ist es auf einfache Art und Weise möglich, für jede neue Ta sterkonfiguration Auslösesignale bei einer, zwei oder drei Geschwindig keiten abhängig von der erforderlichen Genauigkeit zu nehmen, um die neuen Koeffizienten der Polynomgleichung für diese Tasterkonfiguration zu bestimmen.

Danach kann während des Meßprozesses, vorausgesetzt, daß die tatsäch liche relative Geschwindigkeit an dem Kontaktpunkt zwischen dem Taster und dem Werkstück für jede Messung bestimmt werden kann, die Ge samtzeitverzögerung oder der Meßfehler durch Einsetzen des Wertes der Geschwindigkeit in die Polynomgleichung gebildet werden. Wenn es un günstig ist, die Polynomgleichung in Echtzeit zu verwenden, um die Kor rekturen durchzuführen, kann eine Nachschlagetabelle durch Lösen des Polynoms für eine große Anzahl von Geschwindigkeiten hergestellt werden und die Nachschlagetabelle kann in dem Speicher der Steuerung gespei chert werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Geschwindigkeit an jedem Meßpunkt durch kontinuierliche Aufzeichnung der Ausgänge der Meßvorrichtungen der Maschine an regelmäßig getakteten Intervallen be stimmt, um eine Vorgeschichte (history) der relativen Versetzung zwischen dem Taster des Tastkopfes und dem Werkstück zu bilden. Die Meßvor richtungen sehen diese Information in den drei Maschinenachsen X, Y und Z vor.

Wenn das Auslösesignal durch die Signalaufbereitungsschaltung erzeugt wird, werden die augenblicklichen Ablesungen der Meßvorrichtungen fi xiert und es wird, wenn die Orientierung des Tastkopfes und des Tasters relativ zu den Maschinenachsen bekannt ist, die relative Geschwindigkeit des Tasters und des Werkstückes an dem nächsten getakteten Intervall aus den aufgezeichneten Ausgängen der Meßvorrichtungen berechnet.

Es wird angenommen, daß die relative Geschwindigkeit zu dem Augen blick, an dem der Tastkopf die Werkstückoberfläche berührt hat, gleich der berechneten Geschwindigkeit an dem getakteten Intervall war. Diese berechnete Geschwindigkeit wird deshalb dazu verwendet, aus der Po lynomgleichung die Größe der Gesamtzeitverzögerung zwischen dem Au genblick des Kontaktes des Tasters und des Werkstückes und der Erzeu gung des Auslösesignales für jede der Maschinenachsen zu bestimmen. Die von der Maschine durchlaufene Distanz in jeder Achse (d. h. Verzöge rung mal Achsengeschwindigkeit) wird von den fixierten Ausgängen sub trahiert, um eine Anzeige über den Zustand der Ausgänge an dem Augen blick zu geben, an dem der Taster mit dem Werkstück in Kontakt getreten ist.

Somit sieht die Erfindung bei einer ihrer Ausführungsformen ein Verfah ren zum Vermessen von Abmessungen von Werkstücken vor, bei dem eine Schätzung des Kontaktpunktes zwischen dem Taster und der Werkstück oberfläche bei einer Vielzahl von verschiedenen relativen Geschwindigkei ten genauer bestimmt werden kann, als es bisher möglich war, während gleichzeitig ermöglicht wird, daß ein Filter dazu verwendet werden kann, um eine Zeitverzögerung zwischen dem anfänglichen Kontakt zwischen dem Taster und dem Werkstück und der Erzeugung eines Auslösesignales zu erzeugen, wodurch viele der falschen Auslöser, die infolge von Schwin gungen der Maschine auftreten, beseitigt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform kann anstatt der Verwendung des bi nären Auslösesignales von dem Komparator der Ausgang der Signalaufbe reitungsschaltung digitalisiert und kontinuierlich abgetastet und ein Auslösesignal an einem vorbestimmten Pegel des digitalisierten Ausganges erzeugt werden. In einem derartigen Fall wird die berechnete Zeitverzöge rung angewendet, um die CMM-Positionsdaten relativ zu dem aufbereite ten Tastkopfsignal zu verschieben, wobei eine Schätzung (durch Interpo lation oder Extrapolation) der CMM-Position an dem Augenblick von Null oder einer gewählten endlichen Ablenkung des Tasters des Tastkopfs er möglicht wird.

Es sei angemerkt, daß die relative Geschwindigkeit zwischen dem Taster und der Werkstückoberfläche entweder durch Bewegen desjenigen Teiles der Maschine, an dem der Tastkopf befestigt ist, relativ zu einem Werk stück, das an einem feststehenden Teil der Maschine befestigt ist, oder umgekehrt erzeugt werden kann.

Bei anderen Ausführungsformen kann abhängig von der erforderlichen Genauigkeit das Polynom so geschrieben sein, daß es nur die Filterverzö gerung, nur Tasterausbreitungsverzögerungen, wenn kein Filter verwendet ist, oder eine Kombination der Filterverzögerung und der Tasterausbrei tungsverzögerung ausdrückt. Ferner kann, da der Fehler in der Messung als Verzögerung mal Geschwindigkeit ausgedrückt werden kann und da die Tasterausbreitungsverzögerung auch von der Richtung abhängig ist, das Polynom als eine Funktion des Meßfehlers gegenüber Geschwindigkeit und Richtung geschrieben werden und kann dann einen Term für andere Meßfehler umfassen, die nicht geschwindigkeitsabhängig sind, beispiels weise ein Tastkopfvorlauf, der richtungsabhängig ist.

Es werden nun Beispiele des Verfahrens unter Bezugnahme auf die be gleitenden Zeichnungen genauer beschrieben, in welchen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Tastkopfs und seiner Verbindung mit einer Schnittstelle und einer Maschinen steuerung ist;

Fig. 2 ein Signaldiagramm ist, das zeigt, wie das Tastkopfauslöse signal erzeugt wird;

Fig. 3 eine Kurve ist, die zeigt, wie sich der Meßfehler, der aus der Gesamtzeitverzögerung zwischen dem Augenblick des Kon taktes des Tasters mit dem Werkstück und der Erzeugung des Tastkopfauslösesignales bewirkt wird, mit der Ge schwindigkeit ändern kann; und

Fig. 4 eine Kurve ist, die den Ausdruck einer Maschinenverset zung gegenüber der Zeit zeigt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besitzt einen Tastkopf 10 einen feststehenden Aufbau 12, der durch ein zylindrisches Gehäuse vorgesehen ist. Ein Käfig 14 ist innerhalb des Gehäuses auf einem feststehenden Trägeraufbau 13 gelagert, der drei Schwachpunktbereiche in Form von Ständern 16 um faßt. An jedem der Ständer 16 sind Signalvorrichtungen in der Form von Dehnungsmeßeinrichtungen 17 vorgesehen. Ein Tasterträgerelement 18 ist kinematisch an der Basis des Käfigs 14 durch den Eingriff von drei Rollen 20 an dem Trägerelement 18 mit den zusammenlaufenden Flächen gelagert, die durch drei benachbart positionierte Paare an Kugeln 22 vor gesehen sind. Das Trägerelement 18 ist in diese kinematische Ruhepositi on in bezug auf den Käfig 14 durch eine Druckfeder 24 vorgespannt. Das Trägerelement 18 trägt einen länglichen Taster 26 mit einer kugelförmigen Erfassungsspitze 28 an seinem freien Ende. Im Gebrauch ist der Tastkopf an einem bewegbaren Arm einer Maschine befestigt, der angetrieben wird, um den Tastkopf zu bewegen, bis die Spitze 28 in Kontakt mit einer Ober fläche eines Werkstückes kommt, dessen Position gemessen werden soll. Die Maschine umfaßt Meßvorrichtungen, beispielsweise Skalen und Ska lenleseeinrichtungen (die von selbst gut bekannt sind), um Versetzungen ihrer bewegbaren Teile relativ zu einer Bezugspunktposition (datum posi tion) zu bestimmen. Wenn der Taster mit dem Werkstück in Kontakt tritt, wird in den Pfeilern 16 eine Dehnung erzeugt und an die Dehnungs meßeinrichtungen 17 übertragen.

Eine Schnittstelle 30 liefert Strom an die Meßeinrichtungen 17 und jegli che Änderung ihres Widerstandes infolge einer Dehnung in den Pfeilern 16 bewirkt eine Spannungsänderung in der Schnittstelle. Eine Signalaufbe reitungsschaltung, die vorzugsweise einen Teil der Schnittstellenelektronik bildet, empfängt den Ausgang der Dehnungsmeßeinrichtungen als ein Tastkopfsignal und umfaßt normalerweise einen Komparator, der den Ausgang der Dehnungsmeßeinrichtungen mit einem Schwellenpegel L₁ (siehe Fig. 2) vergleicht und ein Auslösesignal ausgibt, wenn einer oder mehrere der Ausgänge der Dehnungsmeßeinrichtungen die Schwelle überschreitet. Die Signalaufbereitungsschaltung stellt sicher, daß das Auslösesignal in der richtigen Form vorliegt, so daß es durch die Maschi nensteuerung 36 empfangen werden kann, und bewirkt, daß die Steue rung die Ausgänge der Meßvorrichtungen fixiert.

Ein derartiger Tastkopf und eine derartige Schnittstelle sind von sich aus gut bekannt und sind in unserem US-Patent Nr. 4,817,362 vollständiger beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Signalaufberei tungsschaltung ferner ein analoges Tiefpaßfilter 32, das die Ausgänge der Dehnungsmeßeinrichtungen 17 direkt empfängt, und der Ausgang des Filters wird zu einem Komparator 34 geleitet.

Das Filter führt einen Ansprechzeitfehler ein, so daß sein Ausgang nicht mit der gleichen Rate ansteigt, wie der Ausgang der Dehnungsmeßein richtungen 17. Der Komparator wird dazu verwendet, einen Schwellenpe gel L₂ für den Filterausgang festzulegen, und gibt ein binäres Auslösesi gnal aus, wenn der Filterausgang diesen Schwellenpegel erreicht.

Die Steuerung 36 umfaßt eine Zeitgeberschaltung und überwacht die Ausgänge der Meßvorrichtungen anden drei Maschinenachsen X, Y und Z bei regelmäßigen Intervallen, beispielsweise 1 Millisekunde. Die Ge schwindigkeiten in jeder Achsenrichtung können an dem Ende jeder Takt periode berechnet werden und die jüngsten Positionen und Geschwindig keiten für eine kurze Zeit gespeichert werden, so daß die Steuerung eine kurze Vorgeschichte (history) der Maschinenfunktion in ihrem Speicher beibehält.

Bei Empfang des Auslösesignales von der Schnittstelle friert die Steuerung die Ausgänge der Meßvorrichtungen an diesem Augenblick ein und be ginnt die Maschinenstopfolge.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, veranschaulicht die obere Kurve ein typisches Si gnalprofil der Spannung V₁ über die Dehnungsmeßeinrichtungen gegen über der Zeit während eines Teiles eines Abtastzyklus. Die mittleren bzw. die unteren Kurven zeigen die entsprechenden Ausgänge V₂ bzw. V₃ des Filters 32 und des Komparators 34 in der Schnittstelle.

Der Schwellenpegel L₁, der in der oberen Kurve gezeigt ist, ist der Pegel des Ausganges, den zumindest eine der Dehnungsmeßeinrichtungen er reichen müßte, damit bei Abwesenheit des Filters 32 und des Kompara tors 34 ein Auslösesignal erzeugt werden kann. Es kann gesehen werden, daß bei zwei Punkten A und B der Spannungspegel von den Dehnungs meßeinrichtungen die Schwelle, bevor er wieder abfällt, für kurze Zeit überschritten hat, während bei Punkt E die Spannung die Schwelle über schritten hat und für eine beträchtliche Zeit oberhalb der Schwelle ver bleibt.

Die beiden Signale von kurzer Dauer werden durch Schwingungen der Maschine bewirkt, wohingegen das Signal mit längerer Dauer durch einen Kontakt des Tasters mit einer Werkstückoberfläche bewirkt wird. Die Si gnale mit kurzer Dauer sind falsche Auslösesignale, die, wenn sie an die Maschinensteuerung übertragen werden, bewirken würden, daß die Steuerung die Ausgänge der Meßvorrichtungen der Maschine fixiert und die Maschinenstopfolge einleitet.

Der Filter 32 und der Komparator 34 sind so einbezogen, daß diese fal schen Auslösesignale beseitigt werden und nur Signale an die Maschinen steuerung gesandt werden, die echte Kontakte zwischen dem Taster und dem Werkstück betreffen.

Aus der mittleren Kurve kann gesehen werden, daß der Aufbau des Filter signales an den Punkten A und B bedeutend geringer als der Ausgang der Dehnungsmeßeinrichtung bzw. der Dehnungsmeßeinrichtungen ist, was bedeutet, daß der Filterausgang den von dem Komparator 34 festgelegten Schwellenpegel L₂, bevor er wieder abfällt, nicht erreicht, da das Signal der Dehnungsmeßeinrichtung zerfällt. Bei dem Signal eines echten Kon takts bei E kann jedoch gesehen werden, daß sich das Filtersignal auf den Schwellenpegel L₂ an einem Punkt F eine kurze Zeit nachdem der Aus gang der Dehnungsmeßeinrichtung seinen Schwellenpegel L₁ erreicht hat, aufbaut, und es kann aus der unteren Kurve gesehen werden, daß dies bewirkt, daß der Komparator zu diesem Zeitpunkt seinen binären Auslö ser erzeugt.

Durch Vergleich des Zeitablaufes der verschiedenen Signale kann gesehen werden, daß eine wesentliche Verzögerung zwischen dem Kontakt des Ta sters mit dem Werkstück und der Erzeugung bei F des binären Auslöse signalausganges von dem Komparator aufgetreten ist. Dieses Auslösesi gnal ist das, das an die Steuerung gesandt wird, um die Ausgänge der Meßvorrichtungen der Maschine zu fixieren und die Stoppfolge der Ma schine zu beginnen.

Es sind noch zwei andere Linien an den Kurven markiert worden, wobei die erste bei Punkt C den tatsächlichen Augenblick des Kontaktes zwi schen dem Taster und dem Werkstück anzeigt, und die nächste bei D den Beginn des Aufbaues der Spannung von den Dehnungsmeßeinrichtungen anzeigt, wenn die Dehnung an den Pfeilern ansteigt. Das Zeitintervall zwi schen C und D ist die Tasterausbreitungsverzögerung und diese ist für eine beliebige gegebene Tasterkonfiguration und Abtastrichtung konstant.

Das Zeitintervall zwischen Punkt D und Punkt F ist die Verzögerung, die durch das Filter eingebaut ist, um die Erzeugung von falschen Auslösesi gnalen zu minimieren.

Der kumulative Effekt all dieser Zeitintervalle hat zur Folge, daß, wenn die Ausgänge der Meßvorrichtungen von der Steuerung bei Empfang des Tastkopfauslösesignals von der Schnittstelle fixiert werden, diese eine Po sition aufzeichnen, die von der Position, bei der der Taster zuerst mit dem Werkstück in Kontakt getreten ist, bedeutsam verschieden ist.

Es ist offensichtlich, daß, je schneller sich die Maschine zu dem Zeit punkt, zu dem der Taster mit dem Werkstück in Kontakt tritt, bewegt, der Fehler bei der Ablesung der Meßvorrichtungen der Maschine infolge der Geschwindigkeit der Maschine um so bedeutsamer wird.

Um dieses Problem zu bewältigen, ist es erforderlich, das System zur Be stimmung des Gesamtmeßfehlers gegenüber der Geschwindigkeit der Ma schine zu kalibrieren. Bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik, das in dem europäischen Patent Nr. 147 529 beschrieben ist, würde dies bedeuten, daß für jede erforderliche Tasterkonfiguration eine große Anzahl von Messungen in jeder der X-, Y- und Z-Achsenrichtungen bei verschie denen Geschwindigkeiten abgenommen und eine Nachschlagetabelle für Fehler gegenüber der Geschwindigkeit in jeder Achse hergestellt wird. Die se wird in der Maschinensteuerung gespeichert, um die fixierten Ablesun gen zu korrigieren.

Durch die Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann dieser Prozeß vereinfacht werden und kann entweder nur Tasterausbreitungs verzögerungen oder auch eine Kombination von Tasterausbreitungsverzö gerungen und Filterverzögerungen behandeln. Das Verfahren kann auch dazu verwendet werden, andere Fehler zu berücksichtigen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Wissen über die Mechanismen, die die Verzögerungen bewirken, dazu verwendet, eine Funktion zwischen der Gesamtzeitverzögerung und der Geschwindig keit vorherzusagen, bei der der Abtastbetrieb stattindet (d. h. sowohl Ge schwindigkeit als auch Richtung). Diese nimmt gewöhnlich die Form einer Polynomgleichung oder einer trigonometrischen Funktion an.

Die Kalibrierung wird dann für eine gegebene Tasterkonfiguration ausge führt. Die Kalibrierung besteht aus dem Durchführen von Messungen ei nes Kalibrierungsraumes durch Treiben des Tasters des Tastkopfs in Richtung des Zentrums des Raumes mit einer begrenzten Anzahl von Ge schwindigkeiten, typischerweise drei, und in einer Anzahl von verschiede nen Richtungen und dem Aufzeichnen, wenn ein Kontakt hergestellt ist. Dann kann unter Verwendung der am besten passenden Algorithmen eine Kurve, die die vorhergesagte Funktion darstellt, an die Kalibrierungsdaten angepaßt und die Koeffizienten des Polynoms bestimmt werden.

Im folgenden wird nun ein Beispiel des Typs der zu bildenden Vorhersagen beschrieben:
Es ist bekannt, daß Tasterausbreitungsverzögerungen für eine beliebige gegebene Tasterspitze in einer beliebigen gegebenen Tasterkonfiguration für eine beliebige gegebene Abtastrichtung konstant sind. Beispielsweise ist, wenn die z-Abtastrichtung verwendet wird, die Verzögerung sehr klein (wobei die Ausbreitung bei Schallgeschwindigkeit in dem Material axial verläuft), während in den x- und y-Abtastrichtungen die Verzögerungen bei einem Maximum liegen (wobei die Ausbreitung eine seitliche Welle ist, deren Geschwindigkeit von verschiedenen Tasterparametern, wie bei spielsweise Steifigkeit und Dichte, abhängig ist). Somit kann ein allgemei ner Ausdruck für die Tasterausbreitungsverzögerung geschrieben werden;

Verzögerung = d cos e (1)

wobei d eine Konstante ist
und e der Anstieg der Abtastrichtung von der Horizontalen ist.

In ähnlicher Weise hängt die Filterverzögerung von dem Profil des Ein gangstastkopfsignales gegenüber der Zeit und den Filterparametern ab. Das Profil des Tastkopfsignales ist unter anderem sowohl von der Ge schwindigkeit als auch Richtung der Abtastung abhängig. Beispielsweise steigt das Tastkopfsignal in der reinen z-Richtung wesentlich schneller, als in den x- oder y-Richtungen.

Wenn sich herausgestellt hat, daß die Filterverzögerung während der Entwicklung proportional zu der Geschwindigkeit ist, dann kann die Funktion zwischen der Summe der beiden Verzögerungen und der Ab tastgeschwindigkeit geschrieben werden als;

Verzögerung = K₁ cos e + K₂V (2).

Somit können durch Messen in den verschiedenen Richtungen bei zwei Geschwindigkeiten die beiden Konstanten K₁ und K₂ herausgefunden wer den. Da diese Koeffizienten aus tatsächlichen Messungen erhalten werden, berücksichtigen diese auch irgendwelche anderen Verzögerungen, die ge schwindigkeits- oder richtungsabhängig sein können.

Das Polynom wird in der Steuerung gespeichert und kann dazu verwendet werden, die Verzögerungen anderer Tasterkonfigurationen und Filter zu bestimmen.

Anstatt der Speicherung eines Polynoms, das sich einfach auf die Verzöge rung in dem System bezieht, kann ein umfassenderes Polynom durch Be trachtung der tatsächlichen Meßfehler vorhergesagt werden. Die Meßfeh ler werden durch Multiplikation der Verzögerung mit der Geschwindigkeit erhalten, so daß Gleichung 2 modifiziert wird zu;

Fehler = K₁ cos(e).V + K₂.V² (3).

Dann kann ein zusätzlicher Term für Meßfehler hinzugefügt werden, die beispielsweise auf Vorlauffehler des Tastkopfes zurückführbar sind, die von der Richtung aber nicht von der Geschwindigkeit abhängig sind. Die ser Term kann geschrieben werden als;

Fehler = K₃ cos e (4).

Somit wird ein allgemeiner Ausdruck für den Gesamtmeßfehler ein Po lynom zweiter Ordnung des Typs;

Fehler = K₃ cos e + K₁ cos(e).V + K₂ V² (5).

Um dieses Polynom für K₁, K₂ und K₃ zu lösen, sind Messungen für jeden Punkt bei drei Geschwindigkeiten erforderlich.

Die Geschwindigkeit und Richtung der Abtastbewegung werden aus der Vorgeschichte (history) der Maschinenpositionen gegenüber der Zeit in den drei Maschinenachsen, die in dem Speicher der Steuerung gespeichert ist, bestimmt. Diese werden durch eine Übertragung der Kenntnisse der Tastkopf-/Taster-Orientierung relativ zu den Maschinenachsen in Ge schwindigkeiten und Richtungen in den Tastkopf-/Taster-Achsen umge wandelt.

Sobald das Polynom abgeleitet worden ist, können andere verschiedene Tasterkonfigurationen vor der Ausführung einer Meßroutine dadurch ka libriert werden, daß einfach Messungen bei einer geeigneten Anzahl von Geschwindigkeiten abgenommen werden, um die neuen Konstanten des Polynoms für die gegebene Tasterkonfiguration zu identifizieren, und das neue Polynom in dem Speicher der Steuerung gespeichert wird.

Ein Beispiel über die Korrektur der Messungen, die durch die Maschine durchgeführt werden, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Dieses Beispiel setzt voraus, daß das Korrekturpolynom von dem in Glei chung 2 gezeigten Typ ist, der nur die Verzögerungen des Tasters und des Filters betrifft.

Bei einem Anfangsschritt werden Messungen bei zwei Geschwindigkeiten gemacht, um die beiden Polynomkoeffizienten für die verwendete Taster konfiguration zu bestimmen. Dann wird während des Meßprozesses, wenn die Steuerung ein Auslösesignal zum Zeitpunkt T empfängt, die gegen wärtige Position des Tastkopfes (Punkt A) fixiert. Am Ende des nächsten Taktzyklus (Punkt B) werden die Achsengeschwindigkeiten der Maschine dazu verwendet, die Tastkopfachsengeschwindigkeiten zu schätzen, und diese Geschwindigkeitswerte werden in die Polynomgleichungen zusam men mit dem Wert von e für die bestimmte Messung eingegeben, um Schätzungen der Verzögerung dt zu bilden, die infolge des Filters und Ta sters in jeder Achse aufgetreten sein müssen. Durch die Verwendung der Werte der fixierten Maschinenposition und der Achsengeschwindigkeits werte kann die Maschinenposition zu dem Zeitpunkt T-dt (Punkt P) be rechnet werden, und dies wird als wahre Kontaktposition angenommen. Diese Berechnung kann innerhalb der Steuerung oder in einem mit der Steuerung verbundenen nachverarbeitenden Computer ausgeführt wer den.

Somit ermöglicht das Verfahren der Erfindung, das Korrekturen der fi xierten Maschinenachsenpositionen unter Verwendung von Geschwindig keitswerten durchgeführt werden können, die eine wesentlich engere An näherung an die tatsächlichen Geschwindigkeitswerte darstellen, als sich auf die geforderten Geschwindigkeitswerte zu verlassen. Es ist jedoch möglich, daß die Maschine an dem Kontaktpunkt beschleunigt oder verzö gert worden ist, und es könnte ein geringfügig umständlicheres Korrektur verfahren verwendet werden, bei dem die Geschwindigkeiten, die an den Enden von mehreren Taktzyklen berechnet werden, bis zu Punkt B und einschließlich Punkt B dazu verwendet werden, um die Bildung einer ge naueren Schätzung der Geschwindigkeit des Kontaktpunktes P zu ermög lichen.

Dies wäre mit einer Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit über die getakteten Zeitintervalle unter Verwendung der Positionsinformation verbunden, die an dem Beginn und dem Ende jedes Taktimpulses verfüg bar ist.

Wenn eine größere Genauigkeit erforderlich ist, kann ein iteratives Verfah ren für jede Messung verwendet werden. Beispielsweise können, wenn sich herausgestellt hat, daß die Verzögerung dt signifikant derart gestaltet ist, daß der Punkt P um zwei oder mehr Taktperioden früher als der fi xierte Punkt A angeordnet ist, wie gezeigt ist, die berechneten Geschwin digkeiten (unabhängig davon, ob die Geschwindigkeit bei B oder die Durchschnittsgeschwindigkeit bis zu Punkt B verwendet wird) nicht die wahre Geschwindigkeit bei P widerspiegeln. Somit könnte die Berechnung unter Verwendung der Durchschnittsgeschwindigkeit über das Zeitinter vall wiederholt werden, das den Punkt P umfaßt, um eine bessere Schät zung der Position des Punktes P zu bilden.

Dieses iterative Verfahren kann auch bei dem Vorkalibrierungsprozeß verwendet werden, bei dem die Koeffizienten des Polynoms bestimmt wer den, um die Filter- und Tasterausbreitungsverzögerungen in den Auslöse signalen zu kompensieren, die dazu verwendet werden, um die Daten zu erzeugen, auf denen die Polynome basieren.

Fig. 4 veranschaulicht die Berechnungsfolge, die basierend auf den die Verzögerungen definierenden Polynomen verwendet wird. Wenn das all gemeinere, den Fehler definierende Polynom verwendet wird, können die x-, y- und z-Komponenten der fixierten Position direkt ohne den Zwi schenschritt der Berechnung der Verzögerung dt korrigiert werden.

Bei einem alternativen Verfahren der Messung mit Tastköpfen ist es be kannt, das Meßsignal zu erzeugen, wenn der Tastkopf die Werkstückober fläche verläßt, wenn die Maschine folgend einem Kontakt zwischen dem Taster des Tastkopfes und der Werkstückoberfläche umgekehrt wird. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise unter Verwendung eines Berüh rungsauslösetastkopfes in dem US-Patent Nr. 4,118,871, und unter Ver wendung eines Analogtastkopfes in der Internationalen Veröffentlichung Nr. WO 92/20 996 beschrieben.

Die vorliegende Erfindung kann auf eine neuartige Art und Weise ange wendet werden, um dieses Meßverfahren auf die folgende Weise zu verbes sern.

Die Steuerung tastet die Ausgänge von den Meßvorrichtungen der Ma schine und dem Tastkopf kontinuierlich bei getakteten Intervallen ab. Sie ist deshalb in der Lage zu detektieren, wenn die Signalaufbereitungs schaltung ein Auslösesignal ausgibt, oder wenn sie die Ausgänge digitali siert, kann sie detektieren, wenn die Tastkopfablesungen zu steigen be ginnen. In jedem Fall ist dies eine Anzeige, daß zwischen dem Taster und dem Werkstück ein Kontakt stattgefunden hat. Die Ablesungen der Meß vorrichtungen werden bei Empfang des Auslösesignales oder bei einem vorbestimmten Anstieg des digitalisierten Signalpegels fixiert, aber die Steuerung setzt den Antrieb der Maschine zu einem Vorlauf des Tastkop fes in die Oberfläche um eine vorbestimmte minimale Distanz (ungefähr 300 µm) fort, bevor die Stoppfolge eingeleitet wird.

Die Größe des Vorlaufes kann geändert werden, aber die erforderliche mi nimale Distanz ist die, die der Steuerung Zeit gibt, um die Maschine bis zu einer konstanten Geschwindigkeit in Umkehrrichtung zu beschleunigen, bevor der Tastkopf den Kontakt mit der Oberfläche verläßt, wodurch er möglicht wird, daß der Tastkopf mit einer gleichbleibenden Geschwindig keit zurückgesetzt wird.

Aus den fixierten Ablesungen und der Tastkopfgeschwindigkeitsberech nung wird eine geschwindigkeitskompensierte Position des Kontaktpunk tes zwischen dem Taster und dem Werkstück bestimmt. Die Steuerung treibt dann den Tastkopf in Umkehrrichtung durch diesen genau be kannten Punkt vorzugsweise normal zu der Werkstückoberfläche und mit einer geringeren, eng gesteuerten, konstanten Geschwindigkeit und fixiert die Ablesungen der Meßvorrichtungen an dem ersten rückgesetzten Zu stand, auf den gestoßen wird. Wenn der Tastkopf mit einer gleichbleiben den Geschwindigkeit zurückgesetzt wird, bestehen keine Übergangsstöße, die Fehler bewirken können, und die fixierten Ablesungen, die wiederum geschwindigkeitskompensiert sind, können als eine genaue Anzeige des wahren Oberflächenpunktes genommen werden.

Bei einer Verbesserung dieser Technik kann die Steuerung synchron eine Folge der Tastkopf und CMM-Ausgänge aufzeichnen, wenn die Maschine umkehrt, so daß eine Schätzung mit der Geschwindigkeitskompensation der CMM-Position bei einer gewählten endlichen Ablenkung oder bei einer gerade Null-Ablenkung durch Interpolation oder Extrapolation jeweils die ser aufgezeichneten Ausgänge ausgeführt werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Vermessen von Abmessungen eines Werkstückes un ter Verwendung einer Koordinatenpositionierungsmaschine zur Bil dung einer relativen Bewegung zwischen einem Meßtastkopf und dem Werkstück, wobei die Koordinatenpositionierungsmaschine Meßvor richtungen zur Bestimmung der Positionen der bewegbaren Maschi nenteile während der relativen Bewegung aufweist, wobei der Tastkopf zumindest eine Signalvorrichtung aufweist, aus deren Aus gang ein Auslösesignal erzeugt wird, wenn der Tastkopf eine vorbe stimmte Position relativ zu einer Oberfläche des Werkstückes er reicht, wobei das Auslösesignal dazu verwendet wird, die Ablesungen der Meßvorrichtungen der Maschine zu fixieren, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß:
die Komponenten des Meßfehlers festgelegt werden, der durch die Zeitverzögerung zwischen dem Erreichen der vorbestimmten Position durch den Tastkopf und der Erzeugung des Auslösesignales bewirkt wird,
eine mathematische Funktion zwischen den Komponenten und der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Tastkopf und dem Werk stück bestimmt wird,
eine Kalibrierung durchgeführt wird; um Parameter der mathemati schen Funktion für eine gegebene Tastkopfkonfiguration zu bestim men,
die Parameter gespeichert werden,
aus den Ausgängen der Tastkopfsignalvorrichtung oder der Tastkopf signalvorrichtungen und der Maschinenmeßvorrichtungen während eines nachfolgenden Meßprozesses mit der gegebenen Tastkopfkonfi guration die tatsächlichen Werte der relativen Geschwindigkeit zu mindest über einen Bereich von Positionen berechnet werden, inner halb denen die durch die fixierten Ablesungen definierte Position liegt, und
mit der mathematischen Funktion Korrekturberechnungen unter Verwendung der gespeicherten Parameter und der berechneten rela tiven Geschwindigkeiten durchgeführt werden, um die fixierten Able sungen gegenüber geschwindigkeitsabhängigen Fehler zu korrigieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mathematische Funktion da durch bestimmt ist, daß ihre Form aus der Kenntnis der Komponen ten der Zeitverzögerung vorhergesagt wird, und daß eine Vorkalibrie rung durchgeführt wird, um die Vorhersage zu bestätigen und geeig nete Konstanten anzupassen, um den erforderlichen Genauigkeits grad zu erhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die tatsächlichen Werte der relativen Geschwindigkeit über den Bereich der Positionen aus Ablesungen der Maschinenmeßvorrichtungen, die zu getakteten Intervallen abgenommen werden, berechnet und gespeichert werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mathematische Funktion eine Polynomgleichung ist und die Para meter, die durch den Kalibrierungsschritt bestimmt werden sollen, Koeffizienten des Polynoms für die gegebene Tastkopfkonfiguration sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponenten des Meßfehlers in der mathematischen Funktion mit Komponenten der Zeitverzögerung zwischen dem Erreichen der vor bestimmten Position durch den Tastkopf und der Erzeugung des Auslösesignales ausgedrückt sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Komponen ten des Meßfehlers in der mathematischen Funktion direkt als Feh lerkomponenten durch Multiplizieren jeder Komponente der Zeitver zögerung mit der Geschwindigkeit ausgedrückt sind.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zu mindest eine Tastkopfsignalvorrichtung einen Analogausgang er zeugt, der an eine elektrische Schaltung geleitet wird, die das Auslö sesignal nur erzeugt, wenn der Ausgang einen vorbestimmten Schwellenpegel erreicht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die elektrische Schaltung ein Fil ter umfaßt, das eine Zeitverzögerung zwischen dem Erreichen des vorbestimmten Schwellenpegels durch den Ausgang und der Erzeu gung des Auslösesignales einführt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Tastkopf einen Taster trägt, und die zumindest eine Signalvorrichtung durch Kontakt des Tasters mit der Werkstückoberfläche einen Ausgang erzeugt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine mathematische Funktion getrennt für jede der Maschinenachsen ab geleitet wird, und die fixierten Ablesungen von den Meßvorrichtungen der Maschine an jeder Achse getrennt korrigiert werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine komplexe mathematische Funktion für eine Kombination von Maschinenachsen abgeleitet ist, und die fixierten Ablesungen von den Meßvorrichtun gen der Maschine gemäß der komplexen Funktion korrigiert sind.

12. Verfahren nach Anspruch 9, umfassend die weiteren Schritte, daß:
der Antrieb der Maschine in der gleichen Richtung für eine relativ kleine Distanz fortgesetzt wird, nachdem das Auslösesignal erzeugt und die Ablesungen der Maschinenmeßvorrichtungen fixiert worden sind, um einen Vorlauf des Tasters vor dem Stoppen der Maschine zu bewirken,
eine Korrektur der fixierten Ablesungen berechnet wird, um eine Position des Kontaktpunktes zwischen dem Taster und dem Werk stück zu erhalten, die gegenüber geschwindigkeitsabhängigen Feh lern korrigiert ist,
die Maschine in der Umkehrrichtung durch die korrigierte Kon taktposition getrieben wird und gleichzeitig synchron eine Folge von Ablesungen der Meßvorrichtungen der Maschine und entsprechenden Ausgängen von der zumindest einen Signalvorrichtung des Tastkop fes aufgezeichnet wird, und
eine Schätzung der Position der Maschine durchgeführt wird, wenn die Ablenkung des Tasters auf eine vorbestimmte Größe verrin gert ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Maschine mit konstanter Ge schwindigkeit in der Umkehrrichtung durch die korrigierte Kontakt position getrieben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt zur Bildung einer Schätzung der Position der Maschine, wenn die Ablenkung des Ta sters auf eine vorbestimmte Größe verringert ist, durch Interpolation oder Extrapolation der aufgezeichneten Folge von Ablesungen erreicht wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die vorbestimmte Größe der Ta sterablenkung Null ist und der Schritt zur Bildung einer Schätzung der Position der Maschine, wenn die Ablenkung der Tasterablenkung auf die vorbestimmte Größe verringert ist, dadurch erreicht wird, daß die Ablesungen der Meßvorrichtungen der Maschine sobald als mög lich fixiert werden, nachdem der Ausgang der zumindest einen Si gnalvorrichtung des Tastkopfes auf Null verringert worden ist.