专利名称：容纳待测量工具的工具架及测量系统和其校准方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对在测量系统中有待测量工具进行容纳的工具架。该工具架 例如可以是主轴或者是工具预调装置的有待装入这样的主轴内的适配件。此外，本发明涉 及用于测量工具的测量系统以及用于根据工具零点校准这种测量系统的方法。
背景技术：
DE 101 24 275 B4示出用于测量工具的方法和测量装置。测量装置包括具有用于 容纳有待测量的工具的容纳装置的基体以及包括安装在该基体上的坐标滑座，该坐标滑座 承载有有待对准工具取向的测量系统。测量系统包括具有所连接的用于图像处理的单元的 摄像系统。所介绍的解决方案特别是涉及测量装置，其中，将多个适配件用于使工具位置限 定地布置在测量装置中，以便可以在测量装置上测量多个必要时不同类型的工具。适配件 包括各一个基本模块以及一个或者多个分配给基本模块的装入模块。为可以对借助这样的 类型的适配件装入测量装置中的工具进行测量，需要的是，在测量之前或者之后，在测量装 置的测量坐标系与工具专用的工具坐标系之间建立明确的关联。工具坐标系具有从外部不 能辨识的所谓逻辑零点。因此，在装入模块上存在各一个也称为校正边(Eichkante)的辅 助零点(本来就是一种校准边)。辅助零点通过辅助坐标来限定，该辅助坐标一方面给定辅 助零点与旋转轴之间的径向偏移并且另一方面给定辅助零点与逻辑零点之间的轴向偏移。 称为辅助零点的“校正边”的技术实施方案没有详细介绍，而是仅通过十字线符号在附图中 示出。
DE 10 2004 018 968 Al同样涉及在DE 101 24 275 B4中所示出的、用于测量工具的测量装置。此外提出辅助坐标作为模块信息从二维结构化的可光学检测的数据载体 中读出。
DE 10 2006 011 814 Al示出了一种用于对工具架中的工具进行测量的测量装 置。工具架具有在这里称为夹持点的逻辑零点。工具架也具有这里称为测量点的辅助零点。 测量点通过两个固定在工具架的金属凹槽内彼此水平和竖直偏移设置的球体形成。该测量 点用于根据各自所使用的工具架来校准工具测量装置并也称为校准标志。
图1以细节视图示出依据现有技术的校准标志。在这种情况下，该校准标志是一 种例如像DE 10 2006 011 814 Al所示出的解决方案中使用的校准标志。校准标志布置在 工具架01的上外部边沿上。工具架01例如可以是主轴或者是装配在主轴上的适配件。校 准标志包括相同地实施的第一球体02和第二球体03。第一球体02位于工具架01中的第 一圆柱形的凹处04内。第二球体03处于工具架01中的第二圆柱形的凹处06内并且通过 弹簧07压向第一球体02，从而第一球体02和第二球体03在接触点08上接触。在两个球 体02、03之间以及必要时在圆柱形的凹处04、06中加入粘接剂05，以便持续地固定球体。
第二球体03相对于第一球体02偏移地布置。第二球体03圆心点相对于第一球 体02圆心点的水平偏移和竖直偏移各自依赖于两个球体02、03的半径。因而，在两个球体 02、03圆心点之间假想的连接线以45°角相对于水平线倾斜并以45°角相对于竖直线倾斜。
两个球体02、03的各自仅一部分表面形成校准标志的一段外部面，这是因为两个 球体02、03进入两个凹处04、06内。两个球体02、03各自以如下深度进入两个凹处04、06 内，使得球体外周的仅约25%可供拍照。所使用的粘接剂05也限于光学上可扫描到的圆形 轮廓。
校准标志设置用于光学检测，其中，特别是第一球体02的第一圆弧形外部边沿09 和第二球体03的第二圆弧形外部边沿11用于光学检测。在此，特别是只能辨识到两个圆 弧形外部边沿09、11的形成校准标志外部轮廓的那些段。两个球体02、03的外部轮廓各自 从通向工具架01中的两个凹处04、06的过渡部附近一直伸展到两个球体02、03之间的接 触点08附近。因此，两个形成轮廓的圆弧形外部边沿09、11的圆心角各自仅约为95°。这 样的受限的圆心角使得在光学上只能精度有限地检测两个球体02、03的位置。有待检测的 形成轮廓的圆弧形外部边沿09、11处于距用于光学辨识校准标志的光学测量系统的光轴 不同的距离上并且因此使光学成像经受不同的误差。这些光学误差只能有限地修正并且因 此对校准标志的测量产生不利影响。
通过两个球体02、03形成的校准标志在其共同的接触点08的区域内以及在朝向 工具架01的过渡部处具有难于触及的区域，这些区域特别容易受到污染并只能受限地允 许清洁。残留在那里的污染物导致光学辨识校准标志时的不精确性。
为制造校准标志，两个凹处04、06和两个球体02、03必须彼此相对精确地设置，由 此，校准标志的制造很费劲并且校准标志易于损坏。发明内容
从该现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种用于对测量系统中有待测量的 工具进行容纳的工具架，该工具架借助改进的校准标志使得能够根据工具架更加精确地校 准测量系统。此外，提供这样的测量系统以及适用于对该测量系统进行校准的方法。
所提到的任务通过按权利要求1所述的工具架得以解决。此外，该任务通过按从 属权利要求5所述的测量系统并通过按所附的挨着的权利要求6所述的用于校准测量系统 的方法得以解决。
依据本发明的工具架用于对测量系统中有待测量的工具进行容纳。测量系统优 选是工具预调整装置，在该测量系统中可以测量加工工具，诸如钻头或者铣刀。工具架例如 可以是主轴或者有待装入这样的主轴中的适配件。工具架首先包括旋转对称的可被夹紧的 基体，该基体的对称轴线限定了工具架的竖直轴线。在用于测量工具架的测量系统的常见 实施方案中，工具架基体的对称轴线竖直地布置在测量系统上，其中，在测量工具期间，工 具架暂时环绕对称轴线转动。因此，方向竖直和水平在下面被认为是指与这样的常见测量 系统相关而言的。如果工具架与测量系统的特定实施方案相关地使用的话，其中，工具架例 如被与其基体的对称轴线相关地倾斜夹紧，那么方向竖直和水平被认为是与倾斜的夹紧相 关而言的。
为工具架分配有表现为有待容纳的工具基准点的工具零点。这样的工具零点各自 形成工具坐标系的坐标原点，并且用于表达例如切割工具的几何上的位置数据，例如刃的 位置。工具零点通常处于工具的内部或工具架的内部并因此从外部看不到并因此不能以光5学的方式测量。工具零点通常处于工具架的对称轴线上。工具架此外包括可以从外部辨识 的校准标志，该校准标志距工具零点具有水平距离和竖直距离。校准标志用于间接根据工 具零点对测量系统进行校准。校准标志距工具零点的水平距离和竖直距离为此必须在校准 之前是已知的。这样，水平距离和竖直距离大多由这种类型工具架的制造商提供，例如在工 具架的型号铭牌上给出。
校准标志在包含工具零点的竖直平面上具有形成轮廓的圆弧形外部边沿，该外部 边沿的圆心角大于135°。因此，校准标志从垂直于水平距离和垂直于竖直距离的视线方 向，可以借助其形成轮廓的圆弧形外部边沿进行辨识，从而在该视图中，可以对校准标志距 工具零点的竖直距离和水平距离进行测量。与现有技术相对照地，形成轮廓外部边沿的圆 弧形状的圆心角不是仅约为90°或者也接近135°，而是也可以大于135°，这样相当于所 伸展的角的3/4。因此，圆弧形状的圆心点可以比现有技术明显更加精确地得到测定，由此， 校准标志相对于工具零点的竖直距离和水平距离能够被以提高的可靠性和提高的精确度 进行辨识和测量。形成轮廓的圆弧形外部边沿扩大的圆心角可以简单地以如下方式实现， 即，校准标志仅通过恰好一个球体形成。但也可以使用其他几何形体，例如像椭圆体形体， 其他几何形体使得形成轮廓的圆弧形外部边沿具有大于135°的圆心角。与现有技术相对 照地，不需要第二球体。
所介绍的工具架一个特别的优点在于，得到简化的并同时与光学扫描相关得到改 进的校准标志在根据工具架对测量系统进行校准时允许提高的精确度，并且因此使得在测 量由工具架容纳的工具时能够获得提高的精确度。
形成轮廓外部边沿的圆弧形状优选与包括圆弧形状的水平半径的直线在第一交 点上相交，并且与包括圆弧形状的竖直半径的直线在第二交点上相交。因此，形成轮廓的外 部边沿的圆弧形状具有水平的切线和竖直的切线。由此，保证了圆弧形状的圆心点进而还 有校准标志的位置可以特别精确地与工具零点的竖直距离相关地并且同时特别精确地与 水平距离相关地得到测定。但形成轮廓外部边沿的圆弧形状也可以具有相对于工具架的其 他的取向。
形成轮廓外部边沿的圆弧形状优选通过半圆或者几乎完整的半圆来形成。因此， 形成轮廓外部边沿的圆弧形状的圆心角优选为180°或者接近180°，例如至少170°。半 圆的属于半圆弧圆周的半径处于其中的对称轴线分别相对于水平半径及相对于竖直半径 倾斜至少10°，从而保证可以特别精确地测定半圆的圆心点的两个坐标。特别优选的是，半 圆弧形状以45°相对于水平半径及相对于竖直半径倾斜，从而在水平方向上和竖直方向上 取得相同的精确度。
校准标志特别优选通过球体形成，该球体一半进入工具架的表面内。该表面优选 相对于圆弧形状的水平半径倾斜45°。因此，表面的斜率相对于圆弧形状的竖直半径同样 为45°。在工具架的这种实施方式中，球体表面的一半形成校准标志的外表面。在以光学 的方式拍摄球体时，该球体可以通过形成轮廓的半圆弧形外部边沿得到辨识。半圆具有对 称轴线，其该对称轴线相对于水平线倾斜45°，并且相对于竖直线倾斜45°。
球体优选与同轴于球体布置的销固定地连接，该销与工具架的圆柱形凹处相贴靠 (sitzen)。由此保证了球体在工具架中固定的贴靠。
球体优选由持久保持其形状的红宝石组成。但球体优选也可以由陶瓷、硬质金属或者钢制成。重要的是，球体具有非常小的形状偏差。
依据本发明的测量系统用于对优选位于工具预调整装置内部的工具进行测量，在 所述工具预调装置中能够对诸如钻头或者铣刀的加工工具进行测量。测量系统首先包括用 于容纳有待测量的工具的依据本发明的工具架。工具架利用其基体被夹紧在测量系统内 部，例如夹入可转动的主轴中。工具架以如下方式被夹紧，即，工具架可以环绕其基体的对 称轴线旋转。测量系统此外包括用于对有待由工具架容纳的工具进行测量的光学测量机 构。光学测量机构例如可以包括可运动的摄像机，摄像机的输出信号通过可编程的计算机， 借助图像处理的方法进行评估。光学测量机构例如适用于测出切割工具的刃。
依据本发明的方法用于根据工具零点校准依据本发明的测量系统。该方法首先包 括如下的步骤，其中，检测预先限定的水平校准量(Kalibriermaii )，水平校准量代表校准 标志距工具零点的水平距离。以相同方式，检测预先限定的竖直校准量，竖直校准量代表校 准标志距工具零点的竖直距离。在最简单的情况下，水平校准量和竖直校准量等于校准标 志与工具零点之间的水平距离和竖直距离。但水平校准量和竖直校准量也可以依赖于其他 尺寸。
在许多情况下，水平校准量和竖直校准量是预先已知的，例如方式为水平校准量 和竖直校准量可以由通过主轴或者通过适配件形成的工具架上的型号铭牌读出。在这种情 况下，为该方法读出水平校准量和竖直校准量，并且为其他步骤做准备，例如方式为将水 平校准量和竖直校准量输入测量系统的计算机。对水平校准量和竖直校准量的检测也可以 自动进行，例如方式为对水平和竖直校准量存储于其中的、可光学检测的数据载体进行读 出ο
在该方法的另一步骤中，光学测量机构对准校准标志来取向。这一点例如能以如 下方式进行，即，摄像机这样取向，使校准标志处于摄像机的图像内。在这种情况下，摄像机 的光轴垂直于校准标志距工具零点的水平距离并垂直于校准标志距工具零点的竖直距离 地取向。在该方法的另一步骤中，光学测量机构的准确取向以如下形式进行，即，光学测量 机构的光轴对准校准标志的外部边沿的圆弧形状的圆心点来取向。因此，校准标志的形成 轮廓的外部边沿的圆弧形状的圆心点处于测量机构的光轴上。
在另一步骤中，由光学标志的形成轮廓外部边沿的测量值计算出校准标志的圆弧 形状的圆心点的水平位置和竖直位置。为此，使用对于专业人员公知的适合的图像处理方 法
在该方法的另一步骤中，计算出代表工具零点的坐标原点。为此，一方面形成了校 准标志的圆弧形状的圆心点的水平位置与水平校准量之间的差值。另一方面形成了校准标 志的圆弧形状的圆心点的竖直位置与竖直校准量之间的差值。
在所介绍的该方法结果中，存在如下的坐标原点，坐标原点用作用于测量工具的 基准点。通过该方法确保该坐标原点以很高程度的精确度代表工具零点，工具零点为在几 何上描述工具用作基准点。该方法允许能够调换工具架，该工具架例如通过装入主轴中的 适配件形成，而在测量工具时的精确度方面不出现局限性。
用于校准测量系统的所介绍的方法的一个特殊优点在于，光学测量结构的光轴指 向圆形的圆心点，由此，校准标志的外部边沿的圆弧形状可被以极高的精确度光学检测。依 赖于距图像中心点距离的光学成像误差由此得到消除。
在该方法一种优选的实施方式中，该方法此外包括用于对预先限定的水平校准量 和预先限定的竖直校准量的可信性(Plausibilitat)进行检验的步骤。该方法的这种实施 方式特别适用于校准依据本发明的测量系统，其中，工具架通过由主轴容纳的适配件形成。 主轴同样具有校准标志，从而工具零点也可以借助该校准标志测定。为实施依据本发明方 法的这种实施方式，首先对按照这种方式确定的工具零点进行测定。为此例如可以实施依 据本发明的方法。但也可以利用依据现有技术的校准标志。在许多应用情况中，这样确定 的工具零点不发生变化，这是因为主轴固定地装入。因此，可以对所存储的工具零点数据加 以参照。为对由适配件的校准标志出发得到测定的工具零点在其可信度方面进行检验，计 算出由主轴的校准标志出发得到测定的工具零点坐标与由适配件的校准标志出发得到测 定的工具零点坐标之间的差值。只要差值中的一个超过预先限定的容许公差量，则发出通 知，该通知以信号形式告知存在误差。作为选择或者补充，如果没有任何差值超过预先限定 的容许的量，就发出如下的通知，该通知以信号形式告知适配件正确地贴靠在主轴中。例 如在将适配件装入主轴时，在适配件与主轴之间存在切屑或者灰尘的话，则出现了误差。但 在未正确检测到预先限定的水平校准量和竖直校准量的情况下，同样可能存在误差。在该 方法的这种实施方式中，由于有误校准可能产生的后续成本得到避免。
在该方法的另一种优选实施方式中，该方法此外包括用于对测量系统的校准的正 确性进行检验的步骤。在该方法的这种实施方式中，首先选取校准标志的一个或者多个其 他几何标志。在这些标志中，这些标志的特性是预先已知的。该几何标志例如可以是如下 的几何形状，该几何形状的尺寸或者特征作为特性是预先已知的。在另一步骤中，对校准标 志的所选取标志的特性进行测量。将所测得的特性与该标志的预先已知的特性进行比较。 如果标志中的至少一个的所测得的特性与所述标志中相应的那个标志的预先已知特性的 偏差高于预先限定的容许的量的话，则发出通知。该方法的这种实施方式允许例如辨识校 准标志的污染和变形，并且避免由此产生的误差。检验所辨识到的校准标志是否相应于预 期的校准标志或者是否存在弄错(Verwechslimg)工具架的情况。预先限定的容许的量例 如可以通过应用软件进行调整。该方法这种实施方式的特殊优点在于，避免了由于有误校 准或者使用错误的适配件产生的后续成本。测量系统的操作者通过该通知得到存在误差的 提示。
该方法的另一种实施方式包括补充性的步骤，这些补充性的步骤在测量有待测量 的工具期间进行，并且用于保证测量精确度，并且因此也有助于校准目的。这些步骤用于对 形成工具架的适配件的转速进行检验，特别是适配件通过手动转动容纳该适配件的主轴而 进行转动的情况下。在这种实施方式中，在主轴转动期间持续测量转速。如果所测量的转 速超过最大容许转速的预先限定的量时，则发出通知。在不容许的转速下拍摄到的测量值 被拍到并且可以重新拍摄。在该方法的这种实施方式中，避免由于工具过快转动而具有过 高测量不可靠性的测量值。手动转动主轴的操作者不必没必要地缓慢转动主轴，由此在不 对测量精度产生局限的情况下将检验时间最小化。
该方法的另一种实施方式包括补充性的步骤，这些补充性步骤同样保证在对工具 进行测量期间，测量工具时的很高程度的精确度，以补充性地解决提给本发明的任务。该方 法的这种实施方式特别是也设置用于如下的测量系统，其中，工具架通过由可转动的主轴 容纳的适配件形成。在测量有待测量的工具期间，持续测量主轴的转动位置，特别是在手动8转动主轴的情况下。在测量工具期间，主轴和容纳于主轴内的适配件被从第一转动位置手 动转动到第二转动位置。这样的转动例如在测量铣刀的不同刃的情况下是需要的。持续测 量转动位置例如可以利用与主轴的旋转轴相联的转速传感器进行。一旦主轴应重新占据第 一转动位置，则主轴和容纳于主轴内的适配件被手动地从第二转动位置转动向第一转动位 置的方向上转动。当重新测量到第一转动位置，则发出通知。为此目的例如可以存储转动 位置。作为选择地，转动位置可以持续以数字形式显示，从而使用者可以借助形成通知的数 字输出来辨识第一转动位置。利用该方法的这种实施方式，可行的是，将有待检验的标志在 其中具有最大偏转的、已经测定的转动位置在主轴进行手动转动之后重新调整出来。调整 出这样的转动位置，这是因为测量以如下假设为基础，即，在有待检验的标志最大偏转时， 测得有效的测量值。但可能发生的是，例如在达到最大值之前变换转动方向时，则测得错误 的最大值，这可能造成很大的测量误差。同样可以发生的是，基于主轴的过快转动不对例如 代表一个铣刀的例如多个刃的所有最大值进行测量。为重复进行测量，必须精确调整出出 现最大值的转动位置。利用该方法所介绍的实施方式，可以重新精确调整出测得最大值的 转动位置。此外，通过记录下连续的转动位置并对转动方向进行评估，可以避免由于转动方 向无意的变换而以不存在的或错误的最大值为基础进行测量。


下面借助附图对依据现有技术的校准标志以及本发明的优选实施方式进行说明。 其中
图1示出依据现有技术的具有两个球体的校准标志；
图2示出依据本发明的呈适配件形式的工具架的优选实施方式；
图3以细节视图示出图2中所示的校准标志；
图4以剖切视图示出图3中所示的校准标志；
图5示出具有用于图像处理的特征的、图3中所示的校准标志；以及
图6以细节视图示出图4中所示球体。
具体实施方式
图1示出说明书序言中加以探讨的依据现有技术的具有两个球体的校准标志。
图2示出依据本发明的呈适配件形式的工具架的优选实施方式。设置适配件用于 夹紧到工具预调整装置(未示出)的可转动的主轴中和容纳有待测量的工具。适配件首先 包括利用其外部面被夹紧到主轴中的旋转对称的基体20。基体不一定非得旋转对称，而是 例如也可以构造为三面的等边形(Gleichdick)。
旋转对称的基体20具有内部空腔21，空腔21同样旋转对称地构成并用于容纳有 待测量的工具。旋转对称的基体20的对称轴线22被设置用于形成旋转对称轴线，适配件、 主轴和有待测量的工具在测量系统的内部环绕该旋转对称轴线旋转，用以测量工具。旋转 对称的基体20的对称轴线22通常竖直地布置在测量系统中。
为适配件限定了如下的工具零点23，该工具零点23表现为对于有待容纳的工具 的基准点。工具零点23形成工具坐标系的坐标原点。工具零点23以一限定高度位于对称 轴线22上，例如位于适配件的上边界上。工具零点的高度位置在其他实施方式中通过工具容纳处来确定。
适配件此外包括如下的校准标志24，校准标志M距工具零点23具有水平距离X 并且距工具零点23具有竖直距离Z。
图3以细节视图示出图2中所示的校准标志M。校准标志M通过由红宝石制成 的球体形成。球体M以直至其一半进入适配件的表面沈内，该表面沈相对于对称轴线 22(图2所示)倾斜45°。表面沈同时也相对于水平线倾斜45°。此外，倾斜的表面沈 利用其外部面与对称轴线22相反地并朝向有待夹紧的工具的方向取向。
倾斜的表面沈和球体M布置在适配件的斜切部27的凹陷部的内部，由此，球体 M首先受到保护免于粗暴(grob)的机械影响。球体M和环绕球体的区域却仍很容易清 洁。
图4以剖视图示出图3中所示校准标志24。球体M处于适配件圆柱形的凹处28 内。球体M与固定销四固定连接，固定销四为此装入球体M的内部。球体M的圆心点 布置在圆柱形固定销四的对称轴线上。固定销四固定地贴靠于适配件中圆柱形的凹处31 内，并且保证球体M不会从凹处28中掉落出来。固定销四由钢组成，并且例如可以通过 以如下方式固定在凹处31内，即，将凹处31夹紧或者粘接到凹处31内。作为选择，球体对 也可以在无销子的情况下固定在凹处观内。
图5示出图3中所示的校准标志24，具有用于图像处理的特征，以借助光学测量 方法确定球体M在测量系统内部的位置。框36标示出图像概要图，正如该图像概要图用 于图像辨识的那样。所使用的摄像机以如下方式调整，即，摄像机所拍摄的图像具有框36。 在框36的表现为图像中心点的并处于摄像机光轴上的圆心点37上，基于调整而同样布置 有半圆38的圆心点，半圆38表现为球体M的可见轮廓的图像。也称为关注区域(Area of Interest)的有助图像辨识的区域39具有圆弧圈的形状，该圆弧圈具有约170°的圆心角。 此外，示出查找线41，在图像辨识时沿该查找线41对半圆38进行查找。
形成球体M的形成轮廓外部边沿的半圆38与包含半圆38水平半径的直线42相 交并且与包含半圆38竖直半径的直线43相交。半圆38的对称轴线44分别以45°相对于 水平半径并相对于竖直半径倾斜。因此，半圆38的圆心点能够关于水平方向和关于竖直方 向以相同的精确度得到测定。
图6独自示出图4中所示的具有固定销四的球体M。球体M的直径为4mm。固 定销四的直径为1. 5mm。由球体M和固定销四组成的系统的长度为10mm。
附图标记列表
01工具架
02第一球体
03第二球体
04第一圆柱形凹处
05粘接剂
06第二圆柱形凹处
07弹簧
08接触点
09第一圆弧形外部:
10-
11第二圆弧形外部边沿
20基体
21内部空腔
22对称轴线
23I · ；
24校准标志(球体)
25-
26倾斜的表面
27斜切部
28圆柱形凹处
29固定销
30-
31圆柱形凹处
36所记录的图像的框
37圆心点
38半圆
39关注区域
41查找线
42包含水平半径的直线
43包含竖直半径的直线
44半圆的对称轴线。说明书8/8页1权利要求
1.用于容纳测量系统中有待测量的工具的工具架，包括-能被夹紧的基体(20)，所述基体00)的对称轴线0 限定所述工具架的竖直轴线； -工具零点(23)，所述工具零点是针对有待容纳在所述工具架中的工具而被限定 的；以及-校准标志(M)，所述校准标志04)距所述工具零点03)具有水平距离和竖直距离； 其特征在于，所述校准标志04)在包含所述工具零点的竖直的平面内具有圆弧 形的形成轮廓的外部边沿(38)，所述外部边沿(38)的圆心角大于135°。
2.按权利要求1所述的工具架，其特征在于，所述形成轮廓的外部边沿(38)的圆弧形 状与包含所述圆弧形状的水平半径的直线0 在第一交点上相交，并且与包含所述圆弧 形状的竖直半径的直线^幻在第二交点上相交。
3.按权利要求2所述的工具架，其特征在于，所述形成轮廓的外部边沿的所述圆弧形 状通过半圆(38)来形成，所述半圆的对称轴线G4)相对于所述水平半径及相对于所述竖 直半径分别倾斜至少10°。
4.按权利要求3所述的工具架，其特征在于，所述校准标志通过球体04)来形成，所述 球体04) —半进入所述工具架的表面06)内，所述表面06)相对于所述形成轮廓的外部 边沿(38)的所述圆弧形状的水平半径倾斜45°。
5.用于对工具进行测量的测量系统，包括-按权利要求1至4之一所述的工具架，所述工具架利用所述工具架的基体OO)而夹 紧在所述测量系统中，其中，使得所述工具架能够绕其对称轴线0 旋转；以及 -用于对有待由所述工具架容纳的工具进行测量的光学测量机构。
6.用于根据工具零点校准按权利要求5所述测量系统的方法，所述方法包括下列 步骤-检测预先限定的水平校准量，所述水平校准量代表所述校准标志04)距所述工具零 点03)的水平距离；-检测预先限定的竖直校准量，所述竖直校准量代表所述校准标志04)距所述工具零 点03)的竖直距离；-将所述光学测量机构对准所述校准标志04)取向；-将所述光学测量机构的光轴(37)对准所述校准标志04)的所述形成轮廓的外部边 沿(38)的所述圆弧形状的圆心点进行取向；-由以光学地辨识的所述形成轮廓的外部边沿(38)的测量值计算出所述校准标志 (24)的所述圆弧形状的所述圆心点的水平位置和竖直位置；-通过形成所述校准标志04)的所述圆弧形状的所述圆心点的水平位置与所述水平 校准量之间的差值以及形成所述校准标志04)的所述圆弧形状的所述圆心点的竖直位置 与所述竖直校准量之间的差值，而计算出代表所述工具零点的坐标原点。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法此外还包括下列步骤，用于对形成 所述工具架的适配件的所述预先限定的水平校准量的和所述预先限定的竖直校准量的可 信性进行检验-通过根据容纳所述适配件的主轴的校准标志进行校准，测定所述工具零点03)； -计算出从所述主轴的校准标志出发测定的工具零点的坐标与从所述适配件的校准标志04)出发测定的工具零点03)的坐标之间的差值； -如果所述差值之一超过预先限定的容许的量，则发出通知。
8.按权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法此外还包括下列步骤，用于检 验对所述测量系统进行校准的准确性-选取所述校准标志04)的一个或者多个其他几何标志，所述几何标志的特性是预先 已知的；-对所述校准标志04)的所选取的标志的特性进行测量； -将所测得的特性与所述标志的预先已知的特性进行比较；-如果所述标志中的至少一个标志的所述所测得的特性与所述标志中相应的标志的所 述预先已知的特性的偏差多于预先限定的容许的量，则发出通知。
9.按权利要求6至8之一所述的方法，其特征在于，所述方法此外还包括下列步骤，用 于检验形成所述工具架的适配件的转速-对容纳所述适配件的、被手动转动的主轴的转速进行测量；-如果所测得的转速超过针对最大容许转速的预先限定的量，则发出通知。
10.按权利要求6至9之一所述的方法，其特征在于，所述方法此外还包括下列步骤，用 于确定形成所述工具架的适配件的转动位置-对容纳所述适配件的主轴的转动位置进行持续测量；-将所述主轴和容纳在所述主轴中的适配器从第一转动位置手动转动到第二转动位置；-将所述主轴和容纳在所述主轴中的适配器从所述第二转动位置向所述第一转动位置 的方向手动转动；-如果重新测量到所述第一转动位置，则发出通知。
全文摘要
本发明涉及一种容纳待测量工具的工具架及测量系统和其校准方法。该工具架用于对测量系统中有待测量工具进行容纳。该工具架例如可以是主轴或者是工具预调装置的装入主轴内的适配件。该测量系统用于测量工具以及该方法用于根据工具零点校准这种测量系统。工具架首先包括旋转对称的可被夹紧的基体(20)，其对称轴线(22)限定了工具架的竖直轴线。为工具架分配工具零点(23)，它表现为对于有待容纳的工具的基准点。工具架此外包括可从外部辨识的校准标志(24)，其距工具零点(23)具有水平距离和竖直距离。依据本发明，校准标志(24)在包括工具零点(23)的竖直的平面内具有形成轮廓的圆弧形外部边沿，该外部边沿的圆心角大于135°。
文档编号G01B11/00GK102032870SQ201010514788
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月8日 优先权日2009年10月8日
发明者久保真司, 江坂秀一, 深川克敏 申请人:Nt工具株式会社