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Production sequence of Si-spheres and interferometrical determination of the sphere volume

Integration of a laser-interferometer into a high-accuracy coordinate measuring machine for the online-correction of guidance deviations

20.12.2018

Für Messungen mit Koordinatenmessgeräten (KMG) werden durch die Industrie immer kleinere Messunsicherheiten gefordert. Einen wesentlichen Einfluss auf die Messunsicherheit haben die Führungsabweichungen der Bewegungsachsen. Diese werden üblicherweise alle zwei Jahre bei der Korrektur eines KMG erfasst und zur Korrektur der erfassten Messpunkte verwendet. Insbesondere bei großvolumigen und ultrahochgenauen Koordinatenmessgeräten ist diese turnusmäßige Korrektur aber nicht mehr zufriedenstellend. Deshalb wurde im Rahmen eines MNPQ-Projektes nun ein hochgenaues Koordinatenmessgerät um ein mehrstrahliges Laserinterferometer erweitert, um damit die Führungsabweichungen der Linearbewegung während einer Messung zu erfassen und die Korrektur der Messwerte online zu ermöglichen.

Hierfür wurde ein absolut-messendes 4-Strahl-Interferometer, das neben der Position auch zwei rotatorische Freiheitsgrade (Nicken und Gieren) sowie die Geradheit in y- und in z-Richtung aufnimmt, am Grundbett des KMG angebracht. Die zugehörige Reflektoreinheit wurde am (beweglichen) x-Tisch befestigt und wird so während der Messungen mit dem Tisch bewegt. Um Strahlunterbrechungen zu verhindern und äußere Luftturbulenzen zu minimieren wurde der Anbau abgedeckt. Die Auswerteeinheit des Interferometers ist mit der KMG-Steuerung verbunden. So kann das Interferometer über die KMG-Software gesteuert werden und ermöglicht dem Anwender die Aufnahme der Messwerte über das Messprogramm des KMG.

Die Integration des Interferometers in das KMG und die damit ermöglichte Online-Korrektur der Positionen bietet auch den Vorteil, geometrische Veränderungen der Bewegungsachsen registrieren zu können. Auf dieser Basis sollten Messunsicherheiten im Sub-µm-Bereich erreichbar sein. Dies gewinnt vor allem beim Einsatz großvolumiger KMG in fertigungsnaher Umgebung an Bedeutung, da dort häufig variierende Umgebungsbedingungen vorliegen.


Abb. 1: Anbringung des Interferometers an das Koordinatenmessgerät

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