DE4027921A1

DE4027921A1 - High speed three=dimensional precision measurement arrangement - uses CNC controllers for drive motors of three axes contg. servo-pneumatic pressure drive modules

Info

Publication number: DE4027921A1
Application number: DE4027921A
Authority: DE
Inventors: Yeh-Sun Hong; Mun Sang Kim
Original assignee: Korea Institute of Science and Technology KIST
Current assignee: Korea Institute of Science and Technology KIST
Priority date: 1989-10-24
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1991-04-25
Also published as: KR910008377A; JPH03140814A; KR920003740B1

Abstract

A high speed precision measurement arrangement for three-dimensional rectangular coordinates contains Gentry type servo-pneunatic pressure drive modules for the X, Y and Z axes using CNC linear drive axes. CNC controllers control the drive motors of the three axes. A process computer transmits and receives the data to and from the CNC controllers and a contactless laser-optical measurement probe is attached to the base of the Z axis drive module to measure the distance to the surface of a measurement object. USE/ADVANTAGE - Precise, high speed and automatic measurement of workpiece shapes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochgeschwindig keitspräzisionsmeßvorrichtung für drei-dimensionale recht winkelige Koordinaten zum Messen einer beliebig gekrümmten Oberflächenform eines Präzisionswerkstücks, wie etwa ein Metallgußteil, durch Abtasten mit einem berührungslosen System und insbesondere eine Hochgeschwindigkeitspräzi sionsmeßvorrichtung für drei-dimensionale rechtwinkelige Koordinaten, die präzise und automatisch die Form einer beliebig gekrümmten Oberfläche unter Benutzung eines servopneumatischen CNC-Antriebssystems (computerized numerical control), d. h. mit Hilfe eines Computers numerisch gesteuert und einer berührungslosen optischen Meßsonde messen bzw. vermessen kann.The present invention relates to high speed Precision measuring device for three-dimensional law angular coordinates for measuring an arbitrarily curved Surface shape of a precision workpiece, such as a Metal casting, by scanning with a non-contact System and in particular a high speed precision Sion measuring device for three-dimensional right-angled Coordinates that are precise and automatically form a shape arbitrarily curved surface using a servopneumatic CNC drive system (computerized numerical control), d. H. with the help of a computer numerically controlled and a non-contact optical Measuring probe can measure.

Eine Präzisionsmeßvorrichtung für drei-dimensionale recht winkelige Koordinaten wird im allgemeinen zum Vermessen einer Form oder einer Geometrie eines Präzisionswerk stücks, wie etwa eines Metallgußteils verwendet. Für den Fall, daß eine drei-dimensionale Präzisionsmessung auto matisch ausgeführt werden soll, sollte der Weg der Meß sonde am Fuß der Z-Achse von einem numerisch gesteuerten (NC)-Programm festgelegt werden. Das bedeutet, daß eine CNC-Meßvorrichtung mit einer Funktion zum Bewegen einer Meßsonde mittels einer numerisch zu steuernden Antriebs einrichtung erforderlich ist, bei der eine elektrische Servosteuerantriebsvorrichtung hauptsächlich zum Antrieb einer solchen CNC-3-D (drei-dimensional)-Präzisionsmeß vorrichtung benutzt wird. Da die elektrische Servoantriebs vorrichtung wie etwa ein Gleichstromservomotor einen Dreh antrieb ausführt, besteht der Nachteil, daß gesonderte teure Bauteile zum Untersetzen und Umwandeln der Drehbe wegung in eine Linearbewegung notwendig sind, um die für die Meßvorrichtung für drei-dimensionale rechtwinkelige Koordinaten erforderliche Linearbewegung zu realisieren.A precision measuring device for three-dimensional right angular coordinates are generally used for measuring a shape or geometry of a precision work pieces, such as a metal casting. For the Case that a three-dimensional precision measurement auto should be carried out mathematically, the way of measuring at the foot of the Z axis by a numerically controlled (NC) program. That means one CNC measuring device with a function for moving a Measuring probe by means of a numerically controlled drive facility is required in which an electrical Servo control drive device mainly for driving such a CNC 3-D (three-dimensional) precision measurement device is used. Because the electric servo drive device such as a DC servo one turn executes drive, there is the disadvantage that separate expensive components for reducing and converting the rotary movement in a linear movement are necessary for the the measuring device for three-dimensional rectangular Coordinate linear motion required to realize.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hochgeschwindig keitspräzisionsmeßvorrichtung für 3-dimensionale recht winkelige Koordinaten in Vorschlag zu bringen, bei der eine CNC-Antriebsvorrichtung mit Servopneumatikdruck als Antriebsvorrichtung der Präzisionsmeßvorrichtung für 3-dimensionale rechtwinkelige Koordinaten eingesetzt und als Meßsonde eine Abstandsmeßvorrichtung mit Laseroptik, die präzise den Abstand zu einem zu vermessenden Objekt berührungslos mit hoher Geschwindigkeit mißt, benutzt wird, so daß die Form des Werkstücks automatisch, präzise und mit hoher Geschwindigkeit gemessen oder vermessen wer den kann.It is therefore an object of the invention to be a high-speed Precision measuring device for 3-dimensional law to propose angular coordinates at the a CNC drive device with servopneumatic pressure as Precision measuring device drive device for 3-dimensional rectangular coordinates used and as a measuring probe a distance measuring device with laser optics, the precise the distance to an object to be measured non-contact at high speed, used is so that the shape of the workpiece automatically, precisely and measured or measured at high speed that can.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die CNC-Antriebsvor richtung mit Servopneumatikdruck in einer solchen Weise aufgebaut, daß der Linearantrieb direkt ausgeführt werden kann mittels eines Pneumatikdruckzylinders, Beschleunigung und Verzögerung aufgrund der hohen Ausgangsleistung be zogen auf das Gewicht schnell durchgeführt werden können, der Aufbau des Antriebssystems für 3-dimensionale recht winkelige Koordinaten durch Modul- und Leichtbauweise sehr leicht ist und die Meßsonde mit hoher Geschwindigkeit be wegt werden kann, da die Antriebsgeschwindigkeit sehr hoch ist.According to the present invention, the CNC drive is direction with servopneumatic pressure in such a way built that the linear drive can be executed directly can by means of a pneumatic pressure cylinder, acceleration and delay due to the high output power pulled on the weight can be done quickly the structure of the drive system for 3-dimensional right angular coordinates thanks to modular and lightweight construction is light and the measuring probe be at high speed can be moved because the drive speed is very high is.

Im folgenden wird die Erfindung in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenIn the following, the invention is in the form of a preferred one Embodiment explained in more detail with reference to the drawing. Show it

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Konfiguration einer Hochge schwindigkeitspräzisionsmeßvorrichtung für 3- dimensionale rechtwinkelige Koordinaten gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a Hochge schwindigkeitspräzisionsmeßvorrichtung for 3-dimensional rectangular coordinates according to the invention,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Aufbaus einer numerischen Steuerung mit Computer (CNC) für die 3-Achsensteuerung gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a block diagram showing a construction of a numerical control system with computer (CNC) for the 3-axis control according to Fig. 1,

Fig. 3 ein beispielhaftes Schaubild zur Darstellung des Aufbaus eines servopneumatischen Druck zylinders gemäß Fig. 2, und Fig. 3 is an exemplary diagram showing the structure of a servopneumatic pressure cylinder according to FIG. 2, and

Fig. 4 ein Blockschaubild zur Darstellung des Aufbaus einer laseroptischen berührungslosen Meßsonde gemäß Fig. 1. FIG. 4 is a block diagram to show the structure of a laser-optical contactless measuring probe according to FIG. 1.

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt die erfindungsgemäße Hochgeschwindigkeits präzisionsmeßvorrichtung für 3-dimensionale rechtwinkelige Koordinaten Antriebsmodule mit Servopneumatikdruck für die X-Achse 3, 4, für die Y-Achse 5 und für die Z-Achse 6, die im Gentry-Typ unter Benutzung linearer CNC-Antriebs achsen aufgebaut sind, eine CNC-Steuerung 2 zur 3-Achsen steuerung zum Steuern des Antriebs der X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsen-Antriebsmodule 3, 4, 5 und 6, einen Prozeß rechner 1 zum Übertragen und Empfangen von Daten zu und von der CNC-Steuerung 2 zur 3-Achsen-Steuerung und eine laseroptische berührungslose Meßsonde 7, die an der Unter seite des Z-Achsenantriebsmoduls 6 befestigt ist und einen Abstand zu der Oberfläche eines zu vermessenden Objekts 8 mißt, wobei die X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsenan triebsmodule 3, 4, 5 und 6 gemäß ihrer Verwendung in kartesischen Koordinaten aufgebaut sein können.As shown in Fig. 1, the high-speed precision measuring device for 3-dimensional right-angle coordinates according to the invention comprises drive modules with servopneumatic pressure for the X-axis 3 , 4 , for the Y-axis 5 and for the Z-axis 6 , which are in the gentry type Using linear CNC drive axes are built, a CNC controller 2 for 3-axis control for controlling the drive of the X-axis, Y-axis and Z-axis drive modules 3 , 4 , 5 and 6 , a process computer 1 for transmitting and receiving data to and from the CNC control 2 for 3-axis control and a laser-optical contactless measuring probe 7 , which is attached to the underside of the Z-axis drive module 6 and a distance to the surface of an object to be measured 8 measures, the X-axis, Y-axis and Z-axis drive modules 3 , 4 , 5 and 6 can be constructed according to their use in Cartesian coordinates.

Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt die CNC-Steuerung 2 für 3-Achsensteuerung gemäß Fig. 1 einen Hostrechner 10, um ein systematisches numerisches Programm für rechtwinklige Koordinaten für den Weg der Meßsonde 7 aus Computerdaten (CAD- Daten) für die Form des zu vermessenden Werkstücks zu produzieren und auszugeben, einen Prozeßrechner 1, der entweder das systematische numerische Programm für rechtwinklige Koordinaten von dem Hostrechner 10 empfängt oder das systematische Programm für rechtwinklige Koordinaten für den Meßweg der Meßsonde 7 empfängt, wobei die CNC-Steuerungssignale für die X-, Y- und Z-Achse ausgegeben werden, CNC-Positionssteuerungen 21, 22 und 23 für die X-, Y- und Z-Achsen, die CNC-Steuerungssignale für die X-, Y- und Z-Achsen vom Prozeßrechner 1 durch eine Signalschnittstelle 11 empfangen, wodurch eine CNC-Posi tionssteuerung der X-, Y- und Z-Achse ausgeführt und lineare Meßwerte der X-, Y- und Z-Achse empfangen werden, die dem Prozeßrechner 1 durch die Signalschnittstelle übertragen werden, elektrische Pneumatikdruckservoventile oder -transmissionen 24, 25 und 26, die in Abhängigkeit von der Steuerung der CNC-Positionssteuerungen 21, 22 und 23 für die X-, Y- und Z-Achsen betrieben werden, Servo pneumatikdruckzylinder 27, 28 und 29 zum linearen Bewegen der X, Y- und Z-Achsen durch Betreiben der elektrischen Pneumatikdruckservoventile 24, 25 und 26, Linearskalen 30, 31 und 32 für X, Y und Z, die die linearen Skalenwerte der X-, Y- und Z-Achsen entsprechend einer Verschiebung der Servopneumatikzylinder 27, 28 und 29 messen, wobei die gemessenen Werte den CNC-Positionssteuerungen 21, 22 und 23 für die X-, Y- und Z-Achse zugeführt werden, sowie ein Meßsignalprozessor 33, der die Meßsignale von der laseroptischen Meßsonde 7 verarbeitet und anschließend die verarbeiteten Signale über die Signalschnittstelle auf den Prozeßrechner 1 überträgt.As shown in Fig. 2, the CNC controller 2 of Figure 1 comprises Fig for 3-axis control. A host computer 10 to a systematic numerical program for rectangular coordinates for the path of the measuring probe 7 from computer data (CAD data) for the shape of the to produce and output the workpiece to be measured, a process computer 1 which either receives the systematic numerical program for rectangular coordinates from the host computer 10 or receives the systematic program for rectangular coordinates for the measuring path of the measuring probe 7 , the CNC control signals for the X- , Y and Z axes are output, CNC position controllers 21 , 22 and 23 for the X, Y and Z axes, the CNC control signals for the X, Y and Z axes from the process computer 1 by a Signal interface 11 received, whereby a CNC position control of the X, Y and Z axes is carried out and linear measured values of the X, Y and Z axes are received, which the process computer r 1 are transmitted through the signal interface, pneumatic pneumatic pressure servo valves or transmissions 24, 25 and 26 , which are operated in dependence on the control of the CNC position controllers 21 , 22 and 23 for the X, Y and Z axes, servo pneumatic pressure cylinders 27 , 28 and 29 for linearly moving the X, Y and Z axes by operating the pneumatic pneumatic pressure servo valves 24 , 25 and 26 , linear scales 30 , 31 and 32 for X, Y and Z which are the linear scale values of the X, Y - Measure and Z axes according to a displacement of the servopneumatic cylinders 27 , 28 and 29 , the measured values being supplied to the CNC position controllers 21 , 22 and 23 for the X, Y and Z axes, and a measurement signal processor 33 which the measurement signals are processed by the laser-optical measurement probe 7 and then the processed signals are transmitted to the process computer 1 via the signal interface.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Servopneumatikdruckzylinder 27 gemäß Fig. 2 als zweifach wirkender Zylinder ohne Kol benstangen aufgebaut. Ein Kolben 274 bewegt sich linear im Inneren des Servopneumatikdruckzylinders 27 in Abhängig keit vom Betrieb des elektrischen Pneumatikdruckservoven tils 24. Ein Schlitten 273 wird von einem Stahlband 272 und einer Rollenanordnung 271 entsprechend der Bewegung des Kolbens 274 so bewegt, daß das Ausmaß der Verschiebung des Kolbens 274 von der Linearskala 30 für die X-Achse gemessen werden kann. Die Servopneumatikdruckzylinder 28 und 29 sind ebenso wie der Servopneumatikdruckzylinder 27 aufgebaut.As shown in FIG. 3, the servopneumatic pressure cylinder 27 according to FIG. 2 is constructed as a double-acting cylinder without piston rods. A piston 274 moves linearly inside the servopneumatic pressure cylinder 27 depending on the operation of the electric pneumatic pressure servo valve 24 . A carriage 273 is moved by a steel belt 272 and a roller assembly 271 in accordance with the movement of the piston 274 so that the amount of displacement of the piston 274 from the linear scale 30 for the X axis can be measured. The servopneumatic pressure cylinders 28 and 29 are constructed in the same way as the servopneumatic pressure cylinder 27 .

Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt die berührungslose laser optische Meßsonde gemäß Fig. 1 eine Laserquelle 71 zum Ausstrahlen eines Laserlichts, Kollimatorlinsen 72 zum Richten bzw. Ausrichten des Lasers bzw. Laserstrahls der Laserquelle 71 auf ein zu vermessendes Objekt 8, konver gierende Linsen 73 zum Konvergieren des vom zu vermessen den Objekts 8 reflektierten Laserstrahls und einen Bild sensor 74, der ein Bild des von den konvergierenden Linsen 73 konvergierten Laserstrahls produziert, so daß die rela tive Position des zu vermessenden Objekts 8 hierzu im Meß signalprozessor 33 festgestellt wird.As shown in FIG. 4, the non-contact laser optical measuring probe according to FIG. 1 comprises a laser source 71 for emitting a laser light, collimator lenses 72 for directing or aligning the laser or laser beam of the laser source 71 onto an object 8 to be measured, converging lenses 73 for converging the laser beam reflected from the object 8 to be measured and an image sensor 74 which produces an image of the laser beam converged by the converging lenses 73 , so that the rela tive position of the object 8 to be measured is determined in the measuring signal processor 33 .

Arbeitsweise und Wirkung der Erfindung werden im folgenden beschrieben.Operation and effect of the invention are as follows described.

Wenn Kommandosignale der X-, Y- und Z-Achsenpositionen auf das numerische Programm für ein rechtwinkeliges Koordina tensystem hin von dem Hostrechner 1 durch die Signal schnittstelle 11 ausgegeben werden, geben die CNC-Posi tionssteuerungen 21, 22 und 23 für die X-, Y- und Z-Achsen die jeweiligen X-, Y- und Z-Achsenpositionssteuersignale in Abhängigkeit der X-, Y- und Z-Achsen CNC-Steuersignale aus wodurch die elektrischen Pneumatikdruckservoventile 24, 25 und 26 jeweils so angesteuert werden, daß die Servo pneumatikdruckzylinder 27, 28 und 29 betrieben werden, und dementsprechend die laseroptische Meßsonde 7 zu einer vorbestimmten Position in Abhängigkeit von dem systematischen numerischen Programm für rechtwinklige Koordinaten bewegt wird. Dies bedeutet, daß die CNC-Positionssteuerung 21 für die X-Achse ein X-Achsenpositionssteuersignal ausgibt, wodurch die Luftströmungsrichtung des elektrischen Pneu matikdruckservoventils 24 so festgelegt wird, daß der Kol ben 274 des Servopneumatikdruckzylinders 27 in die linke oder rechte Richtung bewegt wird. Fließt beispielsweise die Luft von dem elektrischen Pneumatikdruckservoventil 24 zur linken Seite des Servopneumatikdruckzylinders 27 aufgrund der Steuerung der CNC-Positionssteuerung 21 für die X-Achse, so wird der innere Kolben 274 linear zur rechten Seite bewegt, wogegen, wenn die Luft von dem elek trischen Pneumatikdruckservoventil 24 zur rechten Seite des Servopneumatikdruckzylinders 27 fließt, sein Kolben 274 zur linken Seite bewegt wird. Der Kolben 274 des Servo pneumatikdruckzylinders 27 wird somit nach rechts oder links bewegt, wodurch die Position des Servopneumatik antriebmoduls 3 für die X-Achse festgelegt wird. Wenn der Kolben 274 im Inneren des Servopneumatikdruckzylinders 27 nach rechts oder links bewegt wird, wird der Schlitten 273 durch das Stahlband 272 und die Rollenanordnung 271 ebenfalls bewegt, wodurch das Ausmaß der Verschiebung des Kolbens 274 an der linearen Skala 30 für die X-Achse ge messen wird. Das an der Linearskala 30 für die X-Achse gemessene Ausmaß bzw. der Betrag der linearen Verschiebung entlang der X-Achsenskala wird in die CNC-Positionssteue rung 21 für die X-Achse eingegeben und daraufhin durch die Signalschnittstelle 11 auf den Prozeßrechner 1 über tragen.When command signals of the X, Y and Z axis positions are outputted from the host computer 1 through the signal interface 11 in response to the numerical program for a right-angled coordinate system, the CNC position controllers 21 , 22 and 23 for the X, Y and Z axes, the respective X, Y and Z axis position control signals depending on the X, Y and Z axis CNC control signals, whereby the electric pneumatic pressure servo valves 24 , 25 and 26 are controlled so that the servo pneumatic pressure cylinders 27 , 28 and 29 are operated, and accordingly the laser-optical measuring probe 7 is moved to a predetermined position depending on the systematic numerical program for rectangular coordinates. This means that the CNC position controller 21 for the X-axis outputs an X-axis position control signal, whereby the air flow direction of the electric pneumatic pressure servo valve 24 is determined so that the piston ben 274 of the servo pneumatic cylinder 27 is moved in the left or right direction. For example, if the air flows from the electric pneumatic pressure servo valve 24 to the left side of the servopneumatic pressure cylinder 27 due to the control of the CNC position controller 21 for the X axis, the inner piston 274 is linearly moved to the right side, whereas when the air is from the electric one pneumatic pressure servo valve 24 flows to the right side of the servo-pneumatic pressure cylinder 27, its piston 274 is moved to the left side. The piston 274 of the servo pneumatic pressure cylinder 27 is thus moved to the right or left, as a result of which the position of the servopneumatic drive module 3 for the X axis is determined. When the piston 274 is moved to the right or left inside the servopneumatic pressure cylinder 27 , the carriage 273 is also moved by the steel belt 272 and the roller assembly 271 , causing the amount of displacement of the piston 274 on the linear scale 30 for the X axis will measure. The measured on the linear scale 30 for the X-axis or the amount of linear displacement along the X-axis scale is entered into the CNC-Position control 21 for the X-axis and then transmitted through the signal interface 11 to the process computer 1 .

In gleicher Weise geben die CNC-Positionssteuerungen 22 und 23 für die Y- und Z-Achse jeweils Y- und Z-Achsen positionssteuersignale aus, wodurch die Richtung der Luft strömung der elektrischen Pneumatikdruckservoventile 25 und 26 so festgelegt werden, so daß die inneren Kolben der Servopneumatikdruckzylinder 28 und 29 jeweils in einer vorbestimmten Richtung bewegt werden, wodurch die Posi tionen der Servopneumatikdruckantriebsmodule 5 und 6 für die Y- und Z-Achsen jeweils festgelegt werden. Gleichzeitig werden die Beträge der Y- und Z-Achsenverschiebung an den Linearskalen 31 und 32 für die Y- und Z-Achse entsprechend gemessen und in die CNC-Positionssteuerungen 22 und 23 für die Y- und Z-Achse entsprechend eingegeben und daraufhin durch die Signalschnittstelle 11 jeweils zu dem Prozeß rechner 1 weitergeleitet.In the same way, the CNC position controllers 22 and 23 for the Y and Z axes output Y and Z axes position control signals, respectively, whereby the direction of air flow of the pneumatic pneumatic pressure servo valves 25 and 26 are set so that the inner pistons the servopneumatic pressure cylinders 28 and 29 are each moved in a predetermined direction, whereby the positions of the servopneumatic pressure drive modules 5 and 6 are set for the Y and Z axes, respectively. At the same time, the amounts of the Y and Z axis displacement on the linear scales 31 and 32 for the Y and Z axes are measured accordingly and entered into the CNC position controls 22 and 23 for the Y and Z axes accordingly and then by the Signal interface 11 each forwarded to the process computer 1 .

Somit wird die laseroptische berührungslose Meßsonde 7 zu einer vorbestimmten Position in Abhängigkeit von dem systematischen numerischen Programm für rechtwinklige Koor dinaten entsprechend dem Antrieb der servopneumatischen Druckzylinder 27, 28 und 29 bewegt und gleichzeitig der aktuelle Verschiebungsbetrag der X-, Y- und Z-Achse an den Linearskalen 30, 31 und 32 für die X-, Y- und Z-Achse wie oben beschrieben gemessen. Der Verschiebungsbetrag wird durch die CNC-Steuerungen 21, 22 und 23 für die X-, Y- und Z-Achse und durch die Signalschnittstelle 11 dem Prozeßrechner 1 zugeführt. Hierdurch erkennt und speichert der Prozeßrechner 1 den aktuellen Verschiebungsbetrag der laseroptischen berührungslosen Meßsonde 7 zu jedem Zeit punkt bzw. in jeder Zeiteinheit.Thus, the laser-optical contactless probe 7 is moved to a predetermined position depending on the systematic numerical program for right-angled coordinates in accordance with the drive of the servopneumatic pressure cylinders 27 , 28 and 29 and at the same time the current amount of displacement of the X, Y and Z axes the linear scales 30 , 31 and 32 measured for the X, Y and Z axes as described above. The amount of displacement is fed to the process computer 1 by the CNC controls 21 , 22 and 23 for the X, Y and Z axes and by the signal interface 11 . As a result, the process computer 1 recognizes and stores the current amount of displacement of the laser-optical contactless measuring probe 7 at any time or in any unit of time.

Gleichzeitig wird in der Laserquelle 72 Laserlicht produ ziert und dieses Laserlicht durch die Kollimatorlinsen 72 auf das zu vermessende Objekt 8 gerichtet. Das von dem zu vermessenden Objekt 8 reflektierte Laserlicht wird durch die konvergierenden Linsen 73 konvergiert und dem Bild sensor 74 zugeleitet, wo ein Bild produziert wird. Der Meßsignalprozessor 33 stellt hierdurch die relative Position des zu vermessenden Objekts 8 von der Position des Bildes auf dem Bildsensor 74 fest. Da das in dem Meß signalprozessor 33 festgestellte Signal durch die Signal schnittstelle 11 dem Prozeßrechner 1 zugeführt wird, kann der Prozeßrechner 1 die relative Position des zu vermessen den Objektes erkennen. At the same time, 72 laser light is produced in the laser source and this laser light is directed through the collimator lenses 72 onto the object 8 to be measured. The laser light reflected by the object 8 to be measured is converged by the converging lenses 73 and fed to the image sensor 74 , where an image is produced. The measurement signal processor 33 thereby determines the relative position of the object 8 to be measured from the position of the image on the image sensor 74 . Since the detected in the measurement signal processor 33. Signal interface through the signal 11 to the process computer 1 is supplied to the process computer 1 can detect the relative position of the object to be measured.

Der Prozeßrechner 1 liest somit die aktuellen Koordinaten gemäß der Linearskalen 30, 31 und 32 für die X-, Y- und Z-Achsen und die aktuelle Entfernung zu der Oberfläche des zu vermessenden Objekts 8 mittels der laseroptischen be rührungslosen Meßsonde 7, so daß diese gemessenen numerischen Werte in einer Speichereinrichtung als eine Reihe von Meß datenmatrizen gespeichert werden. Ein Programm zur Er mittlung von Bearbeitungsfehlern, Formfehlern und dgl. wird separat ausgeführt unter Benutzung der gespeicherten Meßdaten, so daß die Form oder Geometrie des zu vermessen den Objekts präzise gemessen oder vermessen werden kann.The process computer 1 thus reads the current coordinates according to the linear scales 30 , 31 and 32 for the X, Y and Z axes and the current distance to the surface of the object 8 to be measured by means of the laser-optical contactless measuring probe 7 , so that these measured numerical values are stored in a memory device as a series of measurement data matrices. A program for determining machining errors, shape errors and the like is executed separately using the stored measurement data, so that the shape or geometry of the object to be measured can be precisely measured or measured.

Wie zuvor detailliert beschrieben, benutzt die Präzisions meßvorrichtung für 3-dimensionale rechtwinkelige Koordinaten zum linearen Antrieb der Meßsonde CNC-Positionssteuerungspneumatik druckzylinder mit Linearskalen, wodurch die Präzision der Positionssteuerung gesichert ist und ein systematischer Aufbau erleichtert wird. Der Aufbau bzw. die Struktur wird somit einfach und kostengünstig. Durch den Einsatz der laseroptischen Meßsonde kann die Meßpräzision verbessert und der Bereich der Meßentfernung gleichzeitig relativ weit festgelegt werden. Eine Hochgeschwindigkeitspräzi sionsmessung wird somit ermöglicht und als Folge hieraus eine Eignung für das schnelle Vermessen eines großformatigen Werkstückes erzielt.As previously described in detail, use the precision Measuring device for 3-dimensional rectangular coordinates for linear drive of the CNC position control pneumatic measuring probe Printing cylinders with linear scales, which ensures the precision of the Position control is secured and a systematic Construction is made easier. The structure or structure is thus simple and inexpensive. By using the Laser-optical measuring probe can improve measuring precision and the range of the measuring distance at the same time relative be set wide. A high-speed precision Sions measurement is thus made possible and as a result a suitability for the quick measurement of a large format Workpiece achieved.

Claims

1. High-speed precision measuring device for 3-dimensional rectangular coordinates, characterized by net
Servopneumatic pressure drive modules for the X, Y and Z axes of the gentry type using CNC linear drive axes,
CNC controls for three axes to control the drive of the X, Y and Z axis drive modules,
a process computer for transmitting and receiving the data from and to the CNC control for three axes, and
a laser-optical non-contact measuring probe, which is attached to the bottom of the Z-axis drive module for measuring the distance to the surface of an object to be measured.

2. High-speed precision measuring device according to claim 1, characterized in that the CNC control for three axes has the following features:
CNC position controls for the X, Y and Z axes for receiving X, Y and Z axes CNC control signals depending on a numerical program for a right-angled coordinate system from the process computer through a signal interface, whereby CNC Position controls for the X, Y and Z axes are carried out, and for receiving linear scale measured values of the X, Y and Z axes, as a result of which the measured values are fed to the process computer via the signal interface.
electric pneumatic pressure servo transmissions operated by a controller of the CNC position controls for the X, Y and Z axes,
Servopneumatic pressure cylinder for linear movement of the X, Y and Z axes depending on the drive of the electrical pneumatic pressure servo transmissions,
Linear scales for the X, Y and Z axes for measuring the linear values for the X, Y and Z axes depending on the displacement of the servopneumatic pressure cylinder, around the measured linear values the CNC position controls for the X, Y - and Z-axis feed, and a
Measuring signal processor for processing the measuring signal of the laser-optical measuring probe and for feeding the signal through the signal interface to the process computer.

3. High-speed precision measuring device according to claim 2, characterized in that the laser-optical non-contact measuring probe has the following features:
a laser light source for generating a laser light, collimator lenses for aligning the laser light of the laser source with an object to be measured,
converging lenses for converging the laser light reflected from the object to be measured, and
an image sensor ( 74 ) for producing an image by the laser light converged by the converging lenses, whereby the measurement signal processor determines the relative position of the object ( 8 ) to be measured by it.